(57)【要約】【課題】小型化が容易にでき半導体集積回路に対する過電流を防止して動作信頼性に優れた形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカを提供する。【解決手段】回路素子が搭載された非導電性の集積回路基板１１と、集積回路基板１１の面上に対向して形成された１対の導電性薄膜１２、１３と、一方の導電性薄膜１２上にその基端部側が積層接続されて支持され他方の導電性薄膜１３上にその他端部側が当接してその加熱時に形状回復して導電性薄膜１３から離間する形状記憶合金薄膜１４とを有して形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカ１０を構成する。【選択図】　図１
2004119142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路素子が搭載された非導電性の集積回路基板と、前記集積回路基板の面上に対向して形成された１対の導電性薄膜と、一方の前記導電性薄膜上にその基端部側が積層接続されて支持され他方の前記導電性薄膜上にその他端部側が当接してその加熱時に形状回復して前記導電性薄膜から離間する形状記憶合金薄膜と、を有することを特徴とする形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカ。
【請求項２】
形状回復時における前記形状記憶合金薄膜と前記導電性薄膜との離間距離が０．１〜１０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカの製造方法であって、前記集積回路基板に真空蒸着や化学気相蒸着、スパッタリングにより導電性薄膜を形成させる工程と、前記導電性薄膜に所定パターンの犠牲薄膜を形成させる工程と、前記犠牲薄膜及び前記導電性薄膜に形状記憶合金薄膜を形成させる工程と、前記犠牲薄膜を溶解除去して前記導電性薄膜と前記形状記憶合金薄膜との間に定間隔を形成させる工程と、前記形状記憶合金薄膜に所定形状を記憶させる工程と、を有することを特徴とする形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は形状記憶合金薄膜を駆動材料として用いた形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機等の小型電子機器に組み込まれた半導体集積回路に過電流が流れたり、または半導体集積回路が過熱されたりするのを防止するためにブレーカおよび過熱検知素子を設置することが行われている。
しかし、従来のブレーカおよび過熱検知素子を小型電子機器に付加して設置することは、その設置容積が大きくなるために電子機器のさらなる小型化の支障となるものであった。そこでブレーカおよび過熱検知素子に形状記憶合金薄膜を駆動材として適用する技術が開発され、例えば、このような技術に関連して以下のようなものが知られている。
非特許文献１には、支持部上に過電流および過熱を検知する形状記憶合金薄膜の一端部が接着され、この他端部に可動素片が接続されたブレーカが開示されている。このブレーカの通常状態では可動素片が電気回路を構成する固定電極部に接続して電流が流されているが、過電流が形状記憶合金薄膜に流れると、この形状記憶合金薄膜の温度が上昇して形状記憶時の状態に復帰変形して可動素片が固定電極部から離れて回路が切断されるようになっている。
【０００３】
【非特許文献１】
米国特許Ｎｏ．５，０６１，９１４号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の技術では、以下のような課題があった。
（１）非特許文献１に記載のブレーカは、形状記憶合金薄膜がその先端側に固定電極部と当接して開閉する塊状の可動素片を備えるので、厚みがあり精密加工を要する可動素片を形成させたり、固定電極部を支持部から電気的に切り離して形成させたりする際に基板自体をエッチングや研削等の加工や機械組み立て等の繁雑な工程を要し、製造方法が複雑になり生産性に欠けるという課題があった。
（２）形状記憶合金薄膜がその先端に可動素片を有するので、全体が厚くなって他の回路素子と合わせて基板上に実装させた場合の集積度が低下して、全体を小型化させるのには限界があるという課題があった。
（３）小型化に限界が生じるため、実装密度を密にでき難く、携帯電話等の小型電子機器に適用する際のデザイン性が制約されるという課題があった。
（４）その先端に可動素片を有するので、形状記憶合金薄膜の温度変化に対する応答性が悪くなる場合があり、動作遅れを生じて回路素子が損傷するという課題があった。
（５）形状記憶合金薄膜が成膜時の内部応力による多大な残留応力を有しており、上方へ大きく湾曲する形で動作するので、結果として可動素片が上方へ大きく駆動するので、ブレーカ上方に空間が必要であり、他の回路素子と合わせて基板上に実装させた後に、パッケージ化できないという課題があった。
【０００５】
本発明は上記従来の技術が有する課題を解決するものであり、小型化が容易にでき、製造の効率化が図れる形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカの提供、及び半導体集積回路に対する過電流を防止して動作信頼性に優れた形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカの製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカは、回路素子が搭載された非導電性の集積回路基板と、前記集積回路基板の面上に対向して形成された１対の導電性薄膜と、一方の前記導電性薄膜上にその基端部側が積層接続されて支持され他方の前記導電性薄膜上にその他端部側が当接してその加熱時に形状回復して前記導電性薄膜から離間する形状記憶合金薄膜と、を有して構成されている。
この構成によって、以下の作用を有する。
（１）同一の集積回路基板上に導電性薄膜が形成され、その上面に所定温度で他方の導電性薄膜から離間する形状記憶合金薄膜が積層配置されているので、全体を平面状に形成させることができ、集積回路基板における集積度を高くして小型化を容易にできる。
（２）フォトリソグラフィーなどの公知の集積回路製造プロセス技術を適用して、所定パターンの形状記憶合金薄膜及び導電性薄膜を集積回路基板上に精密に形成させることができるので、生産性に優れた形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカを提供できる。
（３）全体が平面状に形成されて構造が単純化されると共に、形状記憶合金薄膜の微小変形により動作するので、温度変化に対する応答性と動作信頼性に優れた形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカを提供できる。
（４）集積回路基板上に電気配線用としての金属薄膜と駆動部分となる形状記憶合金薄膜が形成されている単純構造なので、ＣＰＵや記憶素子などとしての多様な機能を有する集積回路の保護性を向上させると共に、小型かつ高精度に製造することができる。
【０００７】
ここで集積回路基板は使用状態において非導電性の絶縁物であって、金属の導電性薄膜がスパッタリングなどで付着形成される親和性を有すると共に、形状記憶合金薄膜を熱処理する際の約７００℃の温度に耐えうる耐熱性を要するので、シリコンウェハ等が用いられる。
導電性薄膜は、集積回路基板上に強固に付着形成される必要があり、また電気的導通を可能にするために、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、ＴｉＮｉ等の金属または合金をスパッタリング法、真空蒸着法、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）、メッキ法等の物理的または化学的手法により集積回路基板上に強固に付着される。
【０００８】
形状記憶合金薄膜は形状記憶合金を素材として形成され、その基端側が１対の導電性薄膜の片方の上面に積層固定され、他端側が他方の導電性薄膜と接触離脱ができる接点として、形成されている。
形状記憶合金は一般に逆マルテンサイト変態によって変形歪みが元に戻る現象を利用したものであり、オーステナイト相を冷却してマルテンサイト変態開始温度Ｍｓ点を通過させると、マルテンサイト相に変態し、逆にこのマルテンサイト相を加熱すると逆マルテンサイト変態によって再びオーステナイト相に戻る性質を有している。このような材料としてはＴｉ−Ｎｉ系合金、Ｔｉ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、Ｔｉ−Ｎｉ−Ｃｕ系合金等が挙げられ、これを用いたアクチュエータは発生応力を大きくでき、繰り返し機能特性、耐蝕性、耐疲労特性にも優れている。なお、前記各合金系におけるＴｉ、Ｎｉなどの成分比を調整して所定温度で形状回復させるときの離間距離や駆動力の大きさを調整することも可能である。
形状記憶合金薄膜は高周波又は直流マグネトロンスパッタリング等の成膜手段により０．１〜２μｍ、好ましくは０．５〜１．０μｍの厚みに成膜される。ここでは、基板を室温に保持するか又は約１５０°Ｃ程度に加熱して、この基板上に非晶質のＴｉＮｉ合金薄膜を形成し、次にＴｉＮｉ合金の結晶化温度（５００〜５５０°Ｃ）以上の温度で加熱処理（アニール）して結晶化させ、記憶させたい形を保持したままで再度４００℃以上の熱処理（時効処理）を行い、形状記憶効果を発現させる。
なお、薄膜生成時における成分調整や成膜速度、温度、真空度等の条件を調整して、ＴｉＮｉ合金の基板面に対する結晶の配向性を高めることにより、逆マルテンサイト変態の際の変位量を大きくして、温度応答性等の動作性に優れた形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカとすることができる。
【０００９】
このような形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカは例えば以下のような工程を順次行なうことで製造することができる。即ち、▲１▼集積回路基板に導電性薄膜を形成する。▲２▼この導電性薄膜の空間を埋め、片方の導電性薄膜上に微小間隔を生成するために、犠牲薄膜等を被覆してエッチングによる微細加工を施す。▲３▼この集積回路基板の導電性薄膜上にポリミイド等からなるダミー薄膜を形成する。▲４▼この基板の導電性薄膜と犠牲薄膜上に形状記憶合金薄膜を形成させる。▲５▼ダミー薄膜をアルカリ溶液等の有機溶媒を用いて溶解させて導電性薄膜と形状記憶合金薄膜との間に例えば０．１〜１０μｍ、好ましくは０．２〜０．５μｍの微小間隔を形成させる。▲６▼この微小間隔を有して保持された形状記憶合金薄膜をこの状態で形状記憶させるために、結晶化熱処理および時効処理する。▲７▼形状記憶合金薄膜を加圧又は加熱して他方の導電性薄膜に当接させた通電状態に保持させる。▲８▼導電性薄膜上にワイヤボンディング等で電気配線を取り付ける。
なお、電気的な開閉接点となる形状記憶合金薄膜と導電性薄膜との間の離間距離は０．１〜１０μｍ、好ましくは０．２〜１μｍの範囲とすることが望ましい。これは稼動電圧や薄膜の電気特性等にもよるが、離間距離が０．２μｍより薄くなるにつれ、加熱時における導電性薄膜と形状記憶合金薄膜との離間距離が短くなって遮断不良が増加する傾向が表れ、逆にこの離間距離が１μｍを越えるにつれ、温度変化に対する応答性が鈍くなる傾向が表れ、これらの傾向は０．１μｍより小さくなるか、又は１０μｍより大きくなるとさらに顕著になるからである。
【００１０】
請求項２に記載の形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカは、請求項１に記載の発明において、形状回復時における前記形状記憶合金薄膜と前記導電性薄膜との離間距離が０．１〜１０μｍであるように構成されている。
この構成によって、請求項１に記載の作用に加えて以下の作用を有する。
（１）ブレーカ動作時の離間距離が特定範囲に設定されているので、回路の切断不良や誤動作等が防止され、動作信頼性に優れた形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカを提供できる。
（２）形状記憶合金薄膜の可動範囲を極めて狭く限定できるので、周囲の回路素子等と干渉させることなく全体をコンパクトに設計できる。
（３）微弱な温度変動にも敏感に作動させることができ、動作応答性に優れている。
ここで、形状回復時における形状記憶合金薄膜と導電性薄膜との離間距離は０．１〜１０μｍ、好ましくは０．２〜１μｍの範囲とすることが望ましい。これは稼動電圧や薄膜の電気特性等にもよるが、離間距離が０．２μｍより薄くなるにつれ、加熱時における導電性薄膜と形状記憶合金薄膜との離間距離が短くなって遮断不良が増加する傾向が表れ、逆にこの離間距離が１μｍを越えるにつれ、温度変化に対する応答性が鈍くなる傾向が表れ、これらの傾向は０．１μｍより小さくなるか、又は１０μｍより大きくなるとさらに顕著になるからである。
【００１１】
請求項３に記載の形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカの製造方法は、請求項１又は２に記載の形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカの製造方法であって、集積回路基板に真空蒸着や化学気相蒸着、スパッタリングにより導電性薄膜を形成させる工程と、前記導電性薄膜に所定パターンの犠牲薄膜を形成させる工程と、前記犠牲薄膜及び前記導電性薄膜に形状記憶合金薄膜を形成させる工程と、前記犠牲薄膜を溶解除去して前記導電性薄膜と前記形状記憶合金薄膜との間に所定間隔を形成させる工程と、を有して構成されている。
この構成によって以下の作用を有する。
（１）集積回路基板に導電性薄膜を形成させる工程により集積回路に接続されたベースとなる導電回路を形成できる。次に、この導電性薄膜に所定パターンの犠牲薄膜を形成させる工程、及び犠牲薄膜及び前記導電性薄膜に形状記憶合金薄膜を形成させる工程を経た後、犠牲薄膜を溶解除去する工程によって導電性薄膜と形状記憶合金薄膜との間に犠牲薄膜の厚み分の間隔を確実に形成させることができる。
（２）犠牲薄膜をエッチング溶液等に溶解させて選択的に除去できるので、数μｍ単位の極めて狭い間隔で導電性薄膜に対向させて形状記憶合金薄膜を精密に配置させることができ、微弱な温度変化に対する応答性に優れた形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカとすることができる。
（３）薄膜の形成に際して公知の半導体製造技術が適用でき、ブレーカ機能を備えた精密で小型の携帯電話等の製造を効率的に行うことができる。
（４）製造工程に機械組み立てが不要となるので、形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカの製造の効率化が図れ、生産性や経済性に優れている。
【００１２】
ここで、犠牲薄膜は、形状記憶合金薄膜と導電性薄膜との間に所定の空隙を形成するために用いられる。即ち、一方の導電性薄膜上にだけ犠牲薄膜を形成したまま、他方の導電性薄膜の上面に形状記憶合金薄膜を積層させ、その後犠牲薄膜を除去することで導電性薄膜と形状記憶合金薄膜との間に所定の離間距離を形成させることができる。犠牲薄膜は、導電性薄膜上に形成され、エッチング溶液等により微細加工されるので、導電性薄膜と異種材料である必要がある。
なお、犠牲薄膜は導電体でも絶縁体でも構わない。例えば、導電体ならばＣｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ等の金属を、絶縁体ならばＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４等のセラミックスを用いることができる。
ダミー薄膜は形状記憶合金薄膜を微細加工するために用いられる。即ち、所定のパターンにダミー薄膜を形成したまま、導電性薄膜、犠牲薄膜、ダミー薄膜の上面に形状記憶合金薄膜を積層させ、その後ダミー薄膜を除去することでダミー薄膜の上面に形成された形状記憶合金薄膜のみを除去でき、導電性薄膜、犠牲薄膜の上面に微細加工された形状記憶合金薄膜を形成できる。ダミー薄膜は有機溶媒等で溶解可能なレジスト膜材等の有機材料や前述の犠牲薄膜と同様のものが適用できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施の形態に係る形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカ及びその製造方法について添付図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は本発明の実施の形態の形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカの模式図であり、図１（ｂ）は過熱時におけるブレーカ作動状態を示す模式図である。
図１において、１０は実施の形態の形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカ、１１はシリコンウェハ等からなる非導電性の集積回路基板、１２、１３は集積回路基板１１の面上に対向して形成された左右１対の導電性薄膜、１４は一方の導電性薄膜１２上にその基端部側が積層接続されて支持され他方の導電性薄膜１３上にその他端部側が接触して略帯状に渡設された形状記憶合金薄膜であり、形状記憶合金薄膜１４はその過剰電流が流れる加熱時等に前記他端部側が導電性薄膜１３から離間する形状、例えば、その帯状面の曲率半径が小さくなって他端部側が導電性薄膜１３から離れて上方に反り返る弓形の形状や、導電性薄膜１３との間に段差部を有する積層状の形状等に予め形状記憶処理がなされている。
【００１４】
まず、本発明の実施の形態に係る形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカ１０の動作について説明する。
図１（ａ）に示すようにシリコンウェハ等からなる集積回路基板１１の上面には、電極としてＣｕ、Ｎｉ等の導電性薄膜１２、１３が対向して形成されている。この一対の導電性薄膜１２、１３の上面には、形状記憶合金薄膜１４が両方の導電性薄膜１２、１３の上面にその導電性薄膜１２側が固定され、その導電性薄膜１３側が当接して渡設支持され、導電性薄膜１２、１３の間の空間の上面に浮いた状態で配置されている。
【００１５】
この結果、この形状記憶合金薄膜１４は、両方の導電性薄膜１２、１３と電気的に接続されているが、集積回路基板１１とは電気的に絶縁されている。このように回路素子が搭載された集積回路基板１１、導電性薄膜１２、１３、形状記憶合金薄膜１４が、略平面状に配置された単純構造に形成されているために、非特許文献１のような電気的接点部分を形成させるための可動素片等がなく、製造方法の簡素化が図れると共に、形状記憶合金の形状回復に伴う駆動力が少ない場合でも容易に作動させることができ、形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカ１０の応答性が高められ、しかも小型化が容易になる。
以上の構成において、外因による異常電圧で過電流が電気配線から導電性薄膜１２、１３を通じて形状記憶合金薄膜１４に流れるか、または外因による異常過熱が発生すると、形状記憶合金薄膜１４が予め記憶していた形状に変形して、図１（ｂ）に示すように形状記憶合金薄膜１４の他端側が導電性薄膜１３から離れ、形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカが電気的な開放状態となって回路が遮断される。
【００１６】
次に、以上のように構成された形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカ１０の製造方法について図面を参照しながら説明する。
図２（ａ）は薄膜形成前の集積回路基板の模式図であり、図２（ｂ）は集積回路基盤の上面を導電性薄膜で被覆した状態を示す模式図であり、図２（ｃ）はエッチングにより導電性薄膜を加工した状態を示す模式図であり、図２（ｄ）は犠牲薄膜で被覆した状態を示す模式図であり、図２（ｅ）は犠牲薄膜をレジストマスクによりエッチング加工した状態を示す模式図であり、図２（ｆ）はダミー薄膜となる有機薄膜を塗布した状態を示す模式図であり、図２（ｇ）はさらにパターンマスクを転写してレジストパターンを形成した状態を示す模式図であり、図２（ｈ）はダミー薄膜である有機薄膜１６の上面にＴｉＮｉからなる形状記憶合金薄膜を成膜した状態を示す模式図であり、図２（ｉ）は形状記憶合金薄膜の下面のダミー薄膜である有機薄膜をエッチングして除去した状態を示す模式図であり、図２（ｊ）は形状記憶合金薄膜の下面の犠牲薄膜をエッチング液でエッチング加工してすべての犠牲薄膜を除去した状態を示す模式図である。
本実施の形態では、集積回路基板１１にシリコンウェハ、導電性薄膜１２、１３としてＣｕを、形状記憶合金薄膜１４としてＴｉＮｉを、犠牲薄膜１５としてＳｉＯ２を、有機薄膜（ダミー薄膜）１６としてレジストをそれぞれ用いて製造した例を示す。
【００１７】
図２（ｂ）に示すように、その表面がミラー指数（１００）の結晶面であるシリコンウェハからなる集積回路基板１１の片面に導電性薄膜となるＣｕ膜を０．２〜１．０μｍ程度の厚さでスパッタリング法により成膜する。これによって、形状記憶合金薄膜１４をシリコンウェハに成膜する際にその形状記憶合金薄膜１４を特定方向に配向させた状態で積層させることができ、温度変化に対する変位量を大きくしてその応答性を向上させることができる。
このＣｕからなる導電性薄膜１２、１３の成膜方法には、スパッタリング法の他、化学気相蒸着法、メッキ法、スパッタリング法等の方法を用いても良い。
そして、このＣｕ膜の残したい部分の上面にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして導電性薄膜１２、１３を、例えばＦｅＣｌ３エッチング液でエッチングして、マスクで覆われていない導電性薄膜の部分を除去し、続いてＣｕ膜上のレジストを除去すると、図２（ｃ）に示すようになる。
【００１８】
次に、図２（ｄ）に示すように、集積回路基板１１、導電性薄膜１２の上面にＳｉＯ２からなる犠牲薄膜１５を、導電性薄膜１２、１３の膜厚よりも大きくなるように、０．３〜１．１μｍ程度の厚さでスパッタリング法により成膜する。この犠牲薄膜１５の成膜方法には、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の通常の方法を用いても良い。そして、この犠牲薄膜１５の残したい部分の上面にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして犠牲薄膜１５を、例えばＨＦエッチング液でエッチングして、マスクで覆われていない犠牲薄膜１５の部分を除去し、つづいて犠牲薄膜１５上のレジストを除去すると、図２（ｅ）に示すようになる。
こうして一対の導電性薄膜１２、１３のうち、一方の導電性薄膜１２は、表面が露出しているが、もう片一方の導電性薄膜１３は、犠牲薄膜１５に覆われていることになる。これにより後に形状記憶合金薄膜を形成する際に、形状記憶合金薄膜が片方の導電性薄膜１２と固定され、もう片方とは所定間隔で離間できるように配置される。
【００１９】
次に、図２（ｆ）に示すように、集積回路基板１１、導電性薄膜１２、１３、犠牲薄膜１５の上面にダミー薄膜である有機薄膜１６を１．５μｍ程度の厚さで塗布する。この有機薄膜１６の残したい部分の上面にパターンマスクを転写し、エッチング液でこのマスクされていない部分を除去して、図２（ｇ）に示すように有機薄膜１６からなるレジストパターンを形成する。
【００２０】
次に、図２（ｈ）に示すように、導電性薄膜１２、１３、犠牲薄膜１５、有機薄膜１６の上面にＴｉＮｉからなる形状記憶合金薄膜１４を、０．５〜１．０μｍ程度の厚さでスパッタリング法により成膜し、形状記憶合金薄膜１４を導電性薄膜１２上に積層固定する。この形状記憶合金薄膜１４の成膜には、真空蒸着法、イオンビームデポジション法等の方法が用いられる。
つづいて、形状記憶合金薄膜１４の下面の有機薄膜１６を、例えばレジスト剥離液でエッチングして、レジストパターンを形成していた有機薄膜１６の上面に形成された形状記憶合金薄膜１４を除去すると、図２（ｉ）に示すように形状記憶合金薄膜１４の一部分が残ってこの微細加工ができる。
【００２１】
次に、形状記憶合金薄膜１４の下面の犠牲薄膜１５を、例えばＨＦエッチング液でエッチングして、すべての犠牲薄膜１５を除去すると、図２（ｊ）に示すようになる。
【００２２】
この後、ＴｉＮｉからなる形状記憶合金薄膜１４を結晶化するための熱処理を行う。ＴｉＮｉの結晶化には５００℃以上の温度が必要であり、高真空熱処理炉等で試料に７００℃を３０分間保持する熱処理をおこなう。このとき、Ｃｕからなる導電性薄膜１２、１３は７００℃の熱処理にも十分耐えるし、また形状記憶合金薄膜１４が集積回路基板１１から離間しているので、ＴｉＮｉとＳｉとが反応して、形状記憶合金薄膜１４の組成が変わることにより性能が劣化することはない。
【００２３】
つづいて、形状記憶合金薄膜１４に形状を記憶させるための熱処理をおこなう。このようなＴｉＮｉ膜の形状記憶には４００℃以上の温度が必要であり、高真空熱処理炉等で試料を５００℃で２４０分間保持する熱処理（時効処理）を行う。この際、形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカの作動時の形状を記憶させる必要があり、図２（ｊ）の形を保持したままで熱処理を行う。
【００２４】
この後、常温状態で、導電性薄膜の上に離間された形状記憶合金薄膜１４の上面から微小ピンセット等を用いて適当な力で形状記憶合金薄膜１４を下方に加圧して塑性変形させ、導電性薄膜１３と当接させ、図１（ａ）に示すような形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカの通電状態に維持させる。
次に、集積回路基板上の回路素子や他の半導体集積回路と形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカの電極である導電性薄膜１２、１３とを、ワイヤボンディング法等で電気的に接続する。
こうして、半導体集積回路に過電流が流れたり、または過熱にさらされたりすると、導電性薄膜１２、１３を通じて形状記憶合金薄膜１４が５０〜７０℃に加熱され、図１（ｂ）に示すような形に変形し、形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカが作動して電流が遮断される。
【００２５】
実施の形態の形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカ１０及びその製造方法は以上のように構成されているので以下の作用を有する。
（１）集積回路基板１１上に導電性薄膜１２、１３が形成され、その上面に形状記憶合金薄膜１４が積層配置されているので、全体を平面状に形成でき、集積回路基板１１における集積度を高めて小型化を容易にできる。
（２）有機薄膜１６をエッチング液等に溶解させて選択的に除去できるので、数μｍ単位の極めて狭い間隔で導電性薄膜１３に対向させて形状記憶合金薄膜１４を精密に配置させることができ、微弱な温度変化に対する応答性に優れた形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカ１０とすることができる。
（３）形状記憶合金薄膜１４の可動範囲を有機薄膜１６の厚みにより確実に規定できるので、離間距離のバラツキによって生じる回路の切断不良や誤動作等が少なく、動作安定性や信頼性に優れている。
（４）各薄膜の形成に際して公知の半導体製造技術が適用でき、形状記憶合金薄膜１４及び導電性薄膜１２、１３を精密に所定形状に加工でき、機械組み立て工程を省略して生産性に優れた形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカを提供できる。
（５）全体が平面状に形成されて構造が単純化されると共に、形状記憶合金薄膜１４の微小な動きでオンオフされるので、温度変化に対する応答性と動作信頼性に優れた形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカ１０を提供できる。
（６）集積回路基板１１上に電気配線用としての導電性薄膜１２、１３と駆動部分となる形状記憶合金薄膜１４が積層して形成された単純構造なので、多様な機能を有する集積回路に対する保護性を向上させることができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載の形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカによれば、以下の効果を有する。
（１）同一の集積回路基板上に導電性薄膜が形成され、その上面に所定温度で他方の導電性薄膜から離間する形状記憶合金薄膜が積層配置されているので、全体を平面状に形成させることができ、集積回路基板における集積度を高くして小型化を容易にできる。
（２）フォトリソグラフィーなどの公知の集積回路製造プロセス技術を適用して、所定パターンの形状記憶合金薄膜及び導電性薄膜を集積回路基板上に精密に形成させることができるので、生産性に優れた形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカを提供できる。
（３）全体が平面状に形成されて構造が単純化されると共に、形状記憶合金薄膜の微小変形により動作するので、温度変化に対する応答性と動作信頼性に優れた形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカを提供できる。
（４）集積回路基板上に電気配線用としての金属薄膜と駆動部分となる形状記憶合金薄膜が形成されている単純構造なので、ＣＰＵや記憶素子などとしての多様な機能を有する集積回路の保護性を向上させると共に、小型かつ高精度に製造することができる。
【００２７】
請求項２に記載の形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカは、請求項１に記載の効果に加えて以下の効果を有する。
（１）ブレーカ動作時の離間距離が特定範囲に設定されているので、回路の切断不良や誤動作等が防止され、動作信頼性に優れた形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカを提供できる。
（２）形状記憶合金薄膜の可動範囲を極めて狭く限定できるので、周囲の回路素子等と干渉させることなく全体をコンパクトに設計できる。
（３）微弱な温度変動にも敏感に作動させることができ、動作応答性に優れている。
【００２８】
請求項３に記載の形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカの製造方法によれば、以下の効果を有する。
（１）集積回路基板に導電性薄膜を形成させる工程により集積回路に接続されたベースとなる導電回路を形成できる。次に、この導電性薄膜に所定パターンの犠牲薄膜を形成させる工程、及び犠牲薄膜及び前記導電性薄膜に形状記憶合金薄膜を形成させる工程を経た後、犠牲薄膜を溶解除去する工程によって導電性薄膜と形状記憶合金薄膜との間に犠牲薄膜の厚み分の間隔を確実に形成させることができる。
（２）犠牲薄膜をエッチング溶液等に溶解させて選択的に除去できるので、数μｍ単位の極めて狭い間隔で導電性薄膜に対向させて形状記憶合金薄膜を精密に配置させることができ、微弱な温度変化に対する応答性に優れた形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカとすることができる。
（３）薄膜の形成に際して公知の半導体製造技術が適用でき、ブレーカ機能を備えた精密で小型の携帯電話等の製造を効率的に行うことができる。
（４）製造工程に機械組み立てが不要となるので、形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカの製造の効率化が図れ、生産性や経済性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本実施の形態の形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカの模式図
（ｂ）ブレーカ作動時の模式図
【図２】（ａ）薄膜形成前の集積回路基板の模式図
（ｂ）集積回路基盤の上面を導電性薄膜で被覆した状態を示す模式図
（ｃ）エッチングにより導電性薄膜を加工した状態を示す模式図
（ｄ）犠牲薄膜で被覆した状態を示す模式図
（ｅ）犠牲薄膜をレジストマスクでエッチング加工した状態を示す模式図
（ｆ）ダミー薄膜となる有機薄膜を塗布した状態を示す模式図
（ｇ）パターンマスクを転写したレジストパターンの形成状態を示す模式図
（ｈ）有機薄膜の上面に形状記憶合金薄膜を成膜した状態を示す模式図
（ｉ）ダミー薄膜をエッチング除去した状態を示す模式図
（ｊ）エッチングによりすべての犠牲薄膜を除去した状態を示す模式図
【符号の説明】
１０　形状記憶合金薄膜駆動型ブレーカ
１１　集積回路基板
１２、１３　導電性薄膜
１４　形状記憶合金薄膜
１５　犠牲薄膜
１６　ダミー薄膜（有機薄膜）
【図１】
2004119142.tif 000003
【図２】
2004119142.tif 000004