(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
該半導体基板上に形成されるとともに凹部が形成された第１の絶縁膜と、
導電体、ならびに当該導電体の一端と他端にそれぞれ設けられた第１の端子および第２の端子を有し、前記第１の絶縁膜上に設けられた電気ヒューズと、
を含み、
前記導電体は、前記第１の絶縁膜の凹部を埋め込むように形成されるとともに、前記導電体を構成する材料が前記凹部外に流出した流出領域を有し、当該流出領域とは異なる箇所が切断された半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記導電体は、銅を主成分として含む銅含有金属膜により構成された半導体装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体装置において、
前記導電体の上面に形成された第１の被覆膜をさらに含み、
前記第１の被覆膜は、前記半導体基板の積層方向の断面において、前記導電体の前記第１の被覆膜と接している領域以外の周囲に形成された材料とは異なる材料により構成された半導体装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の半導体装置において、
前記導電体上面に形成された第１の被覆膜と、
前記凹部の側面および底面に形成されるとともに、前記第１の被覆膜と異なる第２の被覆膜と、
をさらに含み、
前記導電体は、前記凹部内において、前記第２の被覆膜上に形成された半導体装置。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体装置において、
前記第１の被覆膜よりもヤング率の低い材料により構成され、前記第１の被覆膜上に形成された第２の絶縁膜をさらに含む半導体装置。
【請求項６】
請求項１または２に記載の半導体装置において、
前記半導体基板の積層方向の断面において、前記導電体の表面の一部の領域に第１の被覆膜が形成されるとともに、他の領域に前記第１の被覆膜と異なる第２の被覆膜が形成された半導体装置。
【請求項７】
請求項４乃至６いずれかに記載の半導体装置において、
前記第１の被覆膜は、前記第２の被覆膜よりもヤング率の低い材料により構成された半導体装置。
【請求項８】
請求項３乃至７いずれかに記載の半導体装置において、
前記第１の被覆膜にはクラックが形成され、前記流出領域は、前記導電体を構成する材料が前記クラック内に流出して形成された半導体装置。
【請求項９】
請求項１乃至８いずれかに記載の半導体装置において、
前記導電体は、前記半導体基板の面内方向における平面配置において、屈曲部分と、前記屈曲部分で区切られた面積が異なる第１の領域および第２の領域と、を含む半導体装置。
【請求項１０】
請求項１乃至８いずれかに記載の半導体装置において、
前記導電体は、前記半導体基板の面内方向における平面配置において、略平行に並行配置された第１の直線部および第２の直線部と、前記第１の直線部および第２の直線部を接続する接続部と、を含む半導体装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の半導体装置において、
前記接続部は、前記半導体基板の面内方向における平面配置において、前記第１の直線部および前記第２の直線部のすくなくともいずれか一方と面積が異なる半導体装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の半導体装置において、
前記第１および第２の直線部は、前記導電体の線幅の３倍以上の間隔を隔てて設けられた半導体装置。
【請求項１３】
半導体基板と、
前記半導体基板上に形成されるとともに凹部が形成された第１の絶縁膜と、
導電体、ならびに当該導電体の一端と他端にそれぞれ設けられた第１の端子および第２の端子を有し、前記第１の絶縁膜上に設けられた電気ヒューズと、
を含み、
前記導電体は、前記第１の絶縁膜の凹部を埋め込むように形成されるとともに、前記第１の端子と前記第２の端子との間に所定の電流値を超える電流が流れたときに前記導電体を構成する材料が前記凹部外に流出される流出予定領域と、当該流出予定領域から前記材料が流出して前記凹部内の前記材料が前記流出予定領域の方向に移動することにより切断される切断予定領域と、を有する半導体装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の半導体装置において、
前記導電体は、銅を主成分として含む銅含有金属膜により構成された半導体装置。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の半導体装置において、
前記導電体の上面に形成された第１の被覆膜と、
前記凹部の側面および底面に形成されるとともに、前記第１の被覆膜と異なる第２の被覆膜と、
をさらに含み、
前記導電体は、前記凹部内において、前記第２の被覆膜上に形成された半導体装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の半導体装置において、
前記第１の被覆膜よりもヤング率の低い材料により構成され、前記第１の被覆膜上に形成された第２の絶縁膜をさらに含む半導体装置。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載の半導体装置において、
前記第１の被覆膜は、前記第２の被覆膜よりもヤング率の低い材料により構成された半導体装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１７いずれかに記載の半導体装置において、
前記第１の端子は電源に電気的に接続されるとともに、前記第２の端子はトランジスタのソース／ドレインに接続された半導体装置。
【請求項１９】
半導体基板上に形成され、導電体、ならびに当該導電体の一端と他端にそれぞれ設けられた第１の端子および第２の端子を有する電気ヒューズを含む半導体装置の製造方法であって、
前記電気ヒューズの前記第１の端子と前記第２の端子との間に所定の電圧を印加して前記導電体に電流を流す工程を含み、
前記導電体に電流を流す工程において、前記導電体の一領域において前記導電体を構成する材料を流出させて前記材料を前記一領域の方向に移動させることにより、前記一領域とは異なる領域で、前記導電体を切断する半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の半導体装置の製造方法において、
前記導電体に電流を流す工程は、
前記第１の端子に高電位を付与する工程と、
その後に、前記第２の端子に低電位を付与する工程と、
含む半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置およびその製造方法に関し、とくに電気ヒューズを含む半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置にヒューズを搭載しておき、ヒューズを切断することにより半導体装置で使用する抵抗の値を調整したり、不良素子を切り離して正常素子に置き換える等の処理を行う技術が知られている。
【０００３】
ヒューズの切断方法には、ヒューズの一部にレーザを照射することによりヒューズを切断する方式や、ヒューズを電流により切断する方式が用いられている。
【０００４】
特許文献１には、より小さい電流により切断可能なヒューズが開示されている。特許文献１において、ヒューズを構成する導電体が複数回折り返す形状に形成されている。図１９は、特許文献１に開示されたヒューズを示す平面図である。ここで、ヒューズ１１００は２回折り返している。
【０００５】
ヒューズ１１００は、電流流入端子１１０１、電流流出端子１１０２、および両端子間に、第１往路直線部１１０３、復路直線部１１０４、第２往路直線部１１１３を有する。ヒューズ１１００はさらに、第１往路直線部１１０３と復路直線部１１０４とを結ぶ第１直角接続部１１０６および第２往路直線部１１１３と復路直線部１１０４とを結ぶ第２直角接続部１０７を有する。
【０００６】
上記のような構成のヒューズ１１００において、電流流入端子１１０１から電流流出端子１１０２に所定の電流を流すと、ヒューズ１１００の外側の斜線部１１０８で発生した熱が、ヒューズ１１００の内側の斜線部１１０９で発生する熱に加えられて、斜線部１１０９に挟まれる復路直線部１１０４の切断を加速させる。これにより、ヒューズ１１００が容易に切断される。
【０００７】
また、特許文献２には、ヒューズのうち、切断させる部分をプレートで囲むことにより、ヒューズに電流を流したときにヒューズの切断部に発生する熱をヒューズの切断部近傍に閉じこめたり蓄積するようにした構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−３９２２０号公報
【特許文献２】特開２００５−５７１８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１や特許文献２では、ヒューズに電流を流した際に、ヒューズが加熱されてヒューズの導電体を構成する材料が溶断されたりエレクトロマイグレーションにより移動する現象を用いてヒューズが切断されている。
【０００９】
ところで、エレクトロマイグレーションにより移動する材料を用いてヒューズを構成した場合、ヒューズ切断後に半導体装置に熱処理が施されると、材料がエレクトロマイグレーションの影響で移動して、切断箇所で再接続が生じる可能性が考えられる。もし、このような再接続が生じてしまうと、切断対象の電気ヒューズを切断しておいても、その電気ヒューズが切断されているか否かを検知する際に、正しい結果が得られないことになる。
【００１０】
以上のような再接続が生じる可能性はそれほど高くなく、通常の動作に用いる分には問題はないと考えられるが、半導体装置の信頼性が非常に高度に要求される場合や過酷な条件下で使用される場合等は、切断された電気ヒューズが切断状態を保持する保持特性をより高める必要がある。
【００１１】
本発明者は、ヒューズを電流により切断する方式において、従来のヒューズ切断方法とは異なる新たな手法を見出した。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、電気ヒューズを含む半導体装置の構成や電気ヒューズへの電圧印加方法等を制御することにより、電気ヒューズ切断時に、電気ヒューズの一部で、電気ヒューズを構成する材料を強制的に外部に流出させ、材料の移動・供給のバランスを崩すことにより、他の部分に大きな切断箇所を形成するという電気ヒューズの新たな切断手法を見出した。これにより、切断された電気ヒューズの切断状態を良好に保つことができる。
【００１３】
本発明によれば、
半導体基板と、
該半導体基板上に形成されるとともに凹部が形成された第１の絶縁膜と、
導電体、ならびに当該導電体の一端と他端にそれぞれ設けられた第１の端子および第２の端子を有し、前記第１の絶縁膜上に設けられた電気ヒューズと、
を含み、
前記導電体は、前記第１の絶縁膜の凹部を埋め込むように形成されるとともに、前記導電体を構成する材料が前記凹部外に流出した流出領域を有し、当該流出領域とは異なる箇所が切断された半導体装置が提供される。
【００１４】
本発明の半導体装置によれば、電気ヒューズの被切断部位となる導電体の一部が凹部外に流出しているため、切断箇所を大きく形成することができる。また、導電体が流出領域とは異なる箇所で切断されているため、切断された電気ヒューズが再接続される可能性を大幅に低減することができる。
【００１５】
本発明によれば、
半導体基板と、
前記半導体基板上に形成されるとともに凹部が形成された第１の絶縁膜と、
導電体、ならびに当該導電体の一端と他端にそれぞれ設けられた第１の端子および第２の端子を有し、前記第１の絶縁膜上に設けられた電気ヒューズと、
を含み、
前記導電体は、前記第１の絶縁膜の凹部を埋め込むように形成されるとともに、前記第１の端子と前記第２の端子との間に所定の電流値を超える電流が流れたときに前記導電体を構成する材料が前記凹部外に流出される流出予定領域と、当該流出予定領域から前記材料が流出して前記凹部内の前記材料が前記流出予定領域の方向に移動することにより切断される切断予定領域と、を有する半導体装置が提供される。
【００１６】
本発明によれば、
半導体基板上に形成され、導電体、ならびに当該導電体の一端と他端にそれぞれ設けられた第１の端子および第２の端子を有する電気ヒューズを含む半導体装置の製造方法であって、
前記電気ヒューズの前記第１の端子と前記第２の端子との間に所定の電圧を印加して前記導電体に電流を流す工程を含み、
前記導電体に電流を流す工程において、前記導電体の一領域において前記導電体を構成する材料を流出させて前記材料を前記一領域の方向に移動させることにより、前記一領域とは異なる領域で、前記導電体を切断する半導体装置の製造方法が提供される。
【００１７】
このようにして電気ヒューズを切断することにより、導電体を構成する材料が一領域で外部に流出されるため、一領域とは異なる領域に大きな切断箇所を形成することができる。これにより、電気ヒューズを確実に切断するとともに、切断した状態を良好に保つことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、切断された電気ヒューズの切断状態を良好に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の形態において、以下の手法で電気ヒューズを切断することができる。電気ヒューズは、たとえば、導電体により構成され、導電体の断面方向の周囲が被覆膜で覆われた構成とすることができる。
【００２０】
切断対象の電気ヒューズに過剰なパワーを印加することにより、電気ヒューズに電流が流れ、ヒューズ構成材料が加熱されて膨張する。ヒューズ構成材料が膨張すると、周囲の被覆膜にクラック等が生じる。さらにヒューズ構成材料が膨張することにより、ヒューズ構成材料が周囲の被覆膜のクラック内に強制的に流出される。その結果、ヒューズ構成材料の移動・供給のバランスが崩れ、ヒューズ構成材料が流出した領域とは異なる部分に大きな切断箇所が形成される。以下、この手法による電気ヒューズの切断を、「クラックアシスト型切断」という。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態における電気ヒューズを含む半導体装置の一例を示す平面図である。
半導体装置１００は、半導体基板（不図示）と、半導体基板上に形成されるとともに凹部が形成された第１の絶縁膜１０２と、第１の絶縁膜１０２上に形成された電気ヒューズ２００とを含む。電気ヒューズ２００は、導電体２０６と、その一端および他端にそれぞれ設けられた第１の端子２０２および第２の端子２０４とを有する。導電体２０６は、第１の絶縁膜１０２の凹部を埋め込むように形成される。本実施の形態において、電気ヒューズ２００は、第１の端子２０２と第２の端子２０４との間に電流を流すことにより導電体２０６が切断される電気ヒューズ（Ｅヒューズ）である。
【００２２】
図１（ａ）は切断前の電気ヒューズ２００の構成を示す。
図１（ａ）に示すように、導電体２０６は、流出予定領域２０８と切断予定領域２１０とを有する。流出予定領域２０８は、第１の端子２０２と第２の端子２０４との間に所定の電流値を超える電流が流れたときに導電体２０６を構成する材料（以下、ヒューズ構成材料という。）が凹部外に流出される領域である。また、切断予定領域２１０は、流出予定領域２０８からヒューズ構成材料が流出して凹部内のヒューズ構成材料が流出予定領域２０８の方向に急激に移動することにより切断される領域である。
【００２３】
図１（ｂ）は、切断後の電気ヒューズ２００の構成を示す。
図１（ｂ）に示すように、導電体２０６は、ヒューズ構成材料が凹部外に流出した流出領域２１２を有し、流出領域２１２とは異なる部分に切断箇所２１４が形成される。
【００２４】
図２は、図１（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
本実施の形態において、半導体装置１００は、第１の絶縁膜１０２上において、導電体２０６の上面に形成された第１の被覆膜１０６と、第１の絶縁膜１０２に形成された凹部の側面および底面に形成された第２の被覆膜１０４と、第１の被覆膜１０６上に形成された第２の絶縁膜１０８とをさらに含む。導電体２０６は、第１の絶縁膜１０２に形成された凹部内において、第２の被覆膜１０４上に形成される。導電体２０６の表面は、半導体基板の積層方向の断面において、一部の領域が第１の被覆膜１０６で覆われるとともに、他の領域が第２の被覆膜１０４により覆われた構成を有する。
【００２５】
第１の絶縁膜１０２は、半導体基板上に設けられるものであればどのようなレベルに形成される絶縁膜でもよく、たとえば、素子分離絶縁膜、多層配線構造のいずれかの層間絶縁膜、トレンチの底部に形成される絶縁膜等とすることができる。
【００２６】
本実施の形態において、導電体２０６は、銅を主成分として含む銅含有金属膜により構成することができる。銅含有金属膜は、銀を含むことができる。さらに、銅含有金属膜は、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、または、Ｓｎから選択される一又は二以上の異種元素を含む構成とすることもできる。銅含有金属膜は、たとえばめっき法により形成することができる。また、導電体２０６の表面は、たとえばシリサイド膜が形成された構成とすることもできる。
【００２７】
第１の被覆膜１０６と第２の被覆膜１０４とは異なる材料により構成される。第１の被覆膜１０６と第２の被覆膜１０４とは、たとえば、粘度やヤング率が異なる材料により構成することができる。第２の被覆膜１０４は、たとえば、Ｔａ、ＴａＮ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｗ、ＷＮ等のバリアメタル膜により構成することができる。バリアメタル膜は、スパッタリング法、ＣＶＤ等により形成することができる。第１の被覆膜１０６は、たとえば、ＳｉＣＮ、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＳｉＯＦまたはＳｉＯＮ等のバリア絶縁膜により構成することができる。バリア絶縁膜は、ＣＶＤ法等により形成することができる。第１の被覆膜１０６は、電気ヒューズ２００に電流を流したときに、クラックが形成される材料により構成することができる。
【００２８】
本実施の形態において、第１の被覆膜１０６は、第２の被覆膜１０４よりも柔らかい材料により構成することができる。ここで、柔らかい材料とは、たとえばヤング率が低い材料や粘度が低い材料のことである。たとえば、第１の被覆膜１０６は、第２の被覆膜１０４よりもヤング率の低い材料により構成することができる。第１の被覆膜１０６の膜厚は、たとえば、１０ｎｍ〜１００ｎｍとすることができる。また、第２の被覆膜１０４の膜厚も、たとえば、１０ｎｍ〜１００ｎｍとすることができる。
【００２９】
第１の絶縁膜１０２および第２の絶縁膜１０８は、たとえばＳｉＯ２膜により構成することもでき、またＳｉＯＣ等の低誘電率膜により構成することもできる。低誘電率膜としては、ＳｉＯＣの他に、ＨＳＱ（ハイドロジェンシルセスキオキサン）、ＭＳＱ（メチルシルセスキオキサン）、またはＭＨＳＱ（メチル化ハイドロジェンシルセスキオキサン）等のポリハイドロジェンシロキサン、ポリアリールエーテル（ＰＡＥ）、ジビニルシロキサンービスーベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、またはＳｉｌｋ（登録商標）等の芳香族含有有機材料、ＳＯＧ、ＦＯＸ(ｆｌｏｗａｂｌｅ ｏｘｉｄｅ)、サイトップ、またはＢＣＢ（Ｂｅｎｓｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ）等を用いることもできる。また、低誘電率膜としては、これらのポーラス膜を用いることもできる。第１の絶縁膜１０２および第２の絶縁膜１０８は、同じ材料により構成しても、異なる材料により構成してもいずれでもよい。
【００３０】
本実施の形態において、第２の絶縁膜１０８は、第２の被覆膜１０４よりも柔らかい材料により構成される。第２の絶縁膜１０８は、たとえば第２の被覆膜１０４よりもヤング率の低い材料により構成することができる。さらに、第２の絶縁膜１０８は、第１の被覆膜１０６よりも柔らかい材料により構成することができる。また、第１の絶縁膜１０２は、第２の被覆膜１０４や第１の被覆膜１０６よりも柔らかい膜により構成することができる。
【００３１】
一例として、たとえば、第１の絶縁膜１０２をＳｉＯ２膜またはＳｉＯＣ膜（ヤング率約１２ＧＰａ）により構成し、第２の被覆膜１０４をＴｉＮ膜（ヤング率約１８０ＧＰａ）により構成し、第１の被覆膜１０６をＳｉＣＮ膜（ヤング率約１００ＧＰａ）により構成し、第２の絶縁膜１０８をＳｉＯＣ膜（ヤング率約１２ＧＰａ以下）により構成することができる。
【００３２】
次に、以上のように構成された半導体装置１００において、電気ヒューズ２００がクラックアシスト型切断により切断されるメカニズムを図３および図４を参照して説明する。図３は、図１のＡ−Ａ’断面図およびＢ−Ｂ’断面図、図４は、電気ヒューズ２００の模式図である。以下、図１も参照して説明する。
【００３３】
第１の端子２０２にＶＣＣが印加されるとともに第２の端子２０４が接地されると、第１の端子２０２から第２の端子２０４の方向に電流が流れる。このとき、電子は第２の端子２０４から第１の端子２０２の方向に移動する。第１の端子２０２と第２の端子２０４との間に所定の電流値を超える電流が流れると、ヒューズ構成材料が加熱され、熱膨張する（図３（ａ）、図４（ａ））。
【００３４】
その結果、導電体２０６を被覆している被覆膜のうち、柔らかい膜である第１の被覆膜１０６に熱膨張したヒューズ構成材料による力が加わり、第１の被覆膜１０６にクラックが生じる（図３（ｂ））。このとき、導電体２０６の周囲全体（クラック発生箇所２３０、図４（ｂ））にわたってクラックが生じ得る。
【００３５】
ヒューズ構成材料がさらに加熱されることにより、クラック発生箇所２３０に形成されたクラックのうちの大きなクラックにヒューズ構成材料が流れ込む。これにより、流出領域２１２が形成される。このとき、ヒューズ構成材料が流出領域２１２の方向に急激に移動するため、ヒューズ構成材料の移動が追いつかなかった箇所で導電体２０６が切断される。このようなメカニズムにより、流出領域２１２からある程度離れた箇所に大きな切断箇所２１４が形成される（図４（ｃ））。
【００３６】
図３（ｃ）は、第２の絶縁膜１０８にもクラック１１０が生じた場合の断面構造を示す図である。この場合も、クラック１１０にヒューズ構成材料が流れ込み、流出領域２１２および切断箇所２１４が形成される。
【００３７】
また、図３（ｄ）に示したように、熱膨張したヒューズ構成材料により、第１の被覆膜１０６の方向に力が加わった結果、第１の被覆膜１０６が第１の絶縁膜１０２から剥離して、第１の絶縁膜１０２と第１の被覆膜１０６との間に隙間が生じることもある。この場合も、隙間部分にヒューズ構成材料が流れ込み、流出領域２１２および切断箇所２１４が形成される。以上で説明した図３（ｂ）、図３（ｃ）、および図３（ｄ）は、図１（ｂ）のＢ−Ｂ’断面図に該当する。
【００３８】
図５は、導電体２０６に切断箇所２１４が生じた後のヒューズ構成材料の移動を示す図である。
導電体２０６に切断箇所２１４が生じると、導電体２０６に電流が流れなくなり、導電体２０６が徐々に冷却される。このとき、たとえば図５（ａ）に示すように、切断箇所２１４よりも第２の端子２０４側に流出領域２１２が形成されていた場合、流出領域２１２と切断箇所２１４との間では、切断箇所２１４から流出領域２１２の方向に冷却時の張力が働き、導電体２０６を構成する材料が流出領域２１２の方向に移動する。また、切断箇所２１４と第１の端子２０２との間では、第１の端子２０２と第２の端子２０４との間に電流が流れていたときの電子移動の影響で、材料が第１の端子２０２の方向に移動する。これにより、切断箇所２１４の両側で材料が互いに反対方向に移動して、切断箇所２１４を充分大きく形成することができる。
【００３９】
また、たとえば図５（ｂ）に示すように、切断箇所２１４よりも第１の端子２０２側に流出領域２１２が形成されていた場合、切断箇所２１４と流出領域２１２との間では、切断箇所２１４から流出領域２１２の方向に冷却時の張力が働き、導電体２０６を構成する材料が流出領域２１２の方向に移動する。このとき、切断箇所２１４と第２の端子２０４との間では、第１の端子２０２と第２の端子２０４との間に電流が流れていたときの電子移動の影響で、材料が切断箇所２１４の方向に移動する。しかし、導電体２０６を構成する材料が切断箇所２１４の方向に移動する量は、導電体２０６を構成する材料が流出領域２１２の方向に移動する量に比べて微少である。また、本実施の形態において、導電体２０６の切断時に、多量の導電体２０６の構成材料が流出領域２１２に流れ込んでおり、切断箇所２１４を大きくすることができる。これにより、切断箇所２１４を充分大きく保つことができる。
【００４０】
また、たとえば、図５（ｃ）に示すように、切断箇所２１４と第１の端子２０２との間、および切断箇所２１４と第２の端子２０４との間の２カ所に流出領域２１２が形成されている場合、２カ所の流出領域２１２の方向に冷却時の張力が働き、導電体２０６を構成する材料が２カ所の流出領域２１２の方向に移動する。これにより、切断箇所２１４の両側で材料が互いに反対方向に移動して、切断箇所２１４を充分大きく形成することができる。
【００４１】
図１に戻り、本実施の形態において、電気ヒューズ２００は、クラックアシスト型切断により以上のようなメカニズムで切断されるため、必然的に切断箇所２１４が流出領域２１２とは異なる領域に形成される。なお、図１に示した構成の電気ヒューズ２００において、流出予定領域２０８および切断予定領域２１０は、逆の配置となっていてもよく、流出予定領域２０８および切断予定領域２１０は、導電体２０６上のどの位置に設けられてもよい。また、流出予定領域２０８および切断予定領域２１０は、説明のために図示したもので、必ずしもこの箇所に流出領域２１２および切断箇所２１４が形成されるとは限らない。
【００４２】
電気ヒューズ２００の導電体２０６は、一部に流出領域２１２が形成されたときに、流出領域２１２とは異なる部分に切断箇所２１４が形成されるような構成とすることができる。たとえば、図１に示したように、導電体２０６が直線状の場合、導電体２０６の電流方向の長さをある程度長くする必要がある。導電体２０６の長さは、たとえば５μｍ程度とすることができる。これにより、流出領域２１２と切断箇所２１４とが異なる領域に形成される。
【００４３】
（電気ヒューズへの電圧印加）
上述したように、本実施の形態において、電気ヒューズ２００に過剰なパワーを印加して導電体２０６に流出領域２１２を形成するとともに切断箇所２１４を生じさせる。本実施の形態において、第１の端子２０２と第２の端子２０４との間には、たとえば２〜５Ｖ程度の電圧を印加する。これにより、上記のように構成された半導体装置１００において、電気ヒューズ２００に流出領域２１２および切断箇所２１４を形成するようにすることができる。
【００４４】
図６は、半導体装置１００の電気ヒューズ２００を含む回路構成を示す図である。
電気ヒューズ２００の第１の端子２０２は電源線２２２に接続されており、第２の端子２０４はトランジスタ２２０のソース・ドレインの一方に接続されている。トランジスタ２２０のソース・ドレインの他方は接地される。また、ここでは図示していないが、半導体装置１００は複数の電気ヒューズ２００を有し、複数の電気ヒューズ２００が電源線２２２に接続される。そのため、電源線２２２には、浮遊容量２２４が付加された状態となる。このように構成された回路において、電気ヒューズ２００を切断する手順を説明する。
【００４５】
本実施の形態において、電源線２２２をオンとするとともに、トランジスタ２２０をオンとすることにより、第１の端子２０２に電源電圧ＶＣＣが印加され、第２の端子２０４が接地されて、導電体２０６に電流が流れる。その結果、導電体２０６に切断箇所が生じる。ここで、電気ヒューズ２００への電圧印加は、電源線２２２をオンとした後にトランジスタ２２０をオンとすることができる。
【００４６】
図７は、トランジスタのオンのタイミングと、電気ヒューズの第１の端子と第２端子との間に印加される電圧値とを示す図である。
電源線２２２をオンにした後にトランジスタ２２０をオンとすると、トランジスタ２２０がオンとなったタイミングで一瞬の電圧降下が生じるが、その後すぐに電圧値はＶＣＣとなる。その結果、トランジスタ２２０をオンとした時点で電気ヒューズ２００に過剰なパワーが印加されることになる。これにより、導電体２０６を第１の絶縁膜１０２の凹部外に流出させて流出領域２１２を形成するとともに大きな切断箇所２１４を形成することができる。
【００４７】
図８は、半導体装置１００の電気ヒューズ２００を含む回路構成の他の例を示す図である。
ここで、第１の端子２０２を、電気ヒューズ２００を切断することにより減少する電荷量よりも充分大きい容量を有する回路に接続しておくことができる。電源線２２２は、外部端子３００を介して外部電源３０２と接続されている。また、電源線２２２は、充分大きい容量を有するたとえば外部容量３０４やＥＳＤ保護回路３０６等の回路に接続される。外部容量３０４は、たとえばプローブカード等のチップ外部に設けた構成とすることができる。電源線２２２は、外部容量３０４およびＥＳＤ保護回路３０６の両方に接続された構成とすることもでき、いずれか一方に接続された構成とすることもできる。
【００４８】
ここで、たとえば浮遊容量２２４の容量をＣ０、外部容量３０４およびＥＳＤ保護回路３０６のうち、電源線２２２に接続されたものの容量をＣ１とする。また、外部電源３０２から供給される電圧をＶＣＣとすると、電気ヒューズ２００切断前に半導体装置１００に蓄積される電荷量Ｑは、
Ｑ＝（Ｃ０＋Ｃ１）×ＶＣＣ
となる。
【００４９】
電気ヒューズ２００切断時に流れる電流をＩｃｕｔ、電気ヒューズ２００切断にかかる時間をＴｃｕｔとすると、電気ヒューズ２００を切断することにより減少する電荷量は、
ΔＱ＝Ｉｃｕｔ×Ｔｃｕｔ
となる。
【００５０】
本実施の形態において、ΔＱ／Ｑ＜０．０１（式１）となるように、Ｃ０およびＣ１を設定することができる。これにより、図７に示したように、トランジスタ２２０がオンとなったタイミングで一瞬生じる電圧降下を抑制することができる。なお、電源線２２２に多数の電気ヒューズ２００が接続され、浮遊容量２２４の容量Ｃ０のみで式１を満たす場合は、外部容量３０４やＥＳＤ保護回路３０６を電源線２２２に接続しない構成とすることもできる。また、容量Ｃ０と外部容量３０４およびＥＳＤ保護回路３０６のいずれか一方とのみで式１を満たす場合は、外部容量３０４およびＥＳＤ保護回路３０６のいずれか一方のみを電源線２２２に接続した構成とすることができる。
【００５１】
半導体装置１００を以上の構成とするとともに、図７を参照して説明した手順で電圧を印加することにより、導電体２０６が過剰なパワーで切断される。これにより、導電体２０６を第１の絶縁膜１０２の凹部外に流出させて流出領域２１２を形成して大きな切断箇所２１４を形成することができる。
以上の処理により、半導体基板（不図示）上に形成され、導電体２０６、ならびに導電体２０６の一端と他端にそれぞれ設けられた第１の端子２０２および第２の端子２０４を有する電気ヒューズ２００を含み、導電体２０６の一領域においてヒューズ構成材料を流出させて材料を一領域の方向に移動させることにより、一領域とは異なる領域で、導電体２０６が切断された半導体装置が製造される。
【００５２】
（電気ヒューズの形状）
次に、本実施の形態において、好ましく用いられる電気ヒューズの構成を説明する。
【００５３】
図９は、電気ヒューズ２００の構成の一例を示す平面図である。図９（ａ）は電気ヒューズ２００の切断前の構成の一例、図９（ｂ）は電気ヒューズ２００の切断後の構成の一例を示す。
【００５４】
電気ヒューズ２００は、第１の端子２０２と第２の端子２０４との間に折り返し部分を有する構成とされる。「折り返す」とは、導電体２０６が９０度より大きく折り返す箇所のことである。
【００５５】
導電体２０６は、直線部２０６ａ、直線部２０６ｂ、直線部２０６ａと直線部２０６ｂとを接続する接続部２０６ｃ、直線部２０６ａと第１の端子２０２とを接続する接続部２０６ｄ、および直線部２０６ｂと第２の端子２０４とを接続する接続部２０６ｅを含む。直線部２０６ａと直線部２０６ｂとは略平行に並行配置される。以下、第１の端子２０２から第２の端子２０４に至る方向を進行方向という。導電体２０６は、接続部２０６ｄと直線部２０６ａとの接続箇所で、進行方向に向かって右側に約９０度折れ曲がっている。また、導電体２０６は、直線部２０６ａと接続部２０６ｃとの接続箇所で進行方向に向かって左側に約９０度折れ曲がり、接続部２０６ｃと直線部２０６ｂとの接続箇所で再度進行方向に向かって左側に約９０度折れ曲がっている。これにより、導電体２０６は、１８０度折り返し、１回折り返したことになる。また、導電体２０６は、直線部２０６ｂと接続部２０６ｅとの接続箇所で、進行方向に向かって右側に約９０度折れ曲がっている。電気ヒューズ２００は、１つの折り返し部分を有する。ここで、直線部２０６ａ、接続部２０６ｃ、および直線部２０６ｂにより、導電体２０６はコの字状に形成される。また、直線部２０６ａおよび直線部２０６ｂは、接続部２０６ｃよりも電流方向における長さが長く形成される。また、直線部２０６ａおよび直線部２０６ｂは、接続部２０６ｄや接続部２０６ｅよりも電流方向における長さが長く形成される。
【００５６】
本実施の形態において、第１の端子２０２と第２の端子２０４との間に電流が流れる際、ヒューズ構成材料が加熱され、熱膨張する。熱膨張したヒューズ構成材料により、その周囲に力が加えられる。このとき、導電体２０６が折れ曲がった角部を介した領域間では、互いに力を及ぼしあう影響が小さくなるため、ヒューズ構成材料は、直線部２０６ａ、直線部２０６ｂ、接続部２０６ｃ、接続部２０６ｄ、接続部２０６ｅ内でそれぞれ熱膨張して周囲に力を加える。ここで、直線部２０６ａおよび直線部２０６ｂが他の部分よりも長いため、半導体基板の面内方向における平面配置において、ヒューズ構成材料の面積が他の部分の面積よりも大きくなる。そのため、ヒューズ構成材料によりその周囲へ加えられる力は、直線部２０６ａおよび直線部２０６ｂにおいて最も大きくなることが想定される。
【００５７】
このような構成において、直線部２０６ａおよび直線部２０６ｂでヒューズ構成材料が凹部外に流出する可能性が高くなる。従って、このような構成の電気ヒューズ２００においては、図９（ａ）に示すように、直線部２０６ａまたは直線部２０６ｂ上に流出予定領域２０８ａおよび流出予定領域２０８ｂがそれぞれ形成される。また、接続部２０６ｃ上およびその近傍に切断予定領域２１０が形成される。
【００５８】
図９（ｂ）は、第１の端子２０２と第２の端子２０４との間に電流を流した際に、直線部２０６ａおよび直線部２０６ｂ上にそれぞれ流出領域２１２ａおよび流出領域２１２ｂが形成され、接続部２０６ｃ上に切断箇所２１４が設けられた構成を示す図である。
【００５９】
ところで、本図に示したように、導電体２０６が互いに略平行に並置された直線部２０６ａおよび直線部２０６ｂを含むような構造の場合、直線部２０６ａと直線部２０６ｂとの距離ｄ１がある程度以上となるようにする必要がある。直線部２０６ａと直線部２０６ｂとの距離を離しておかないと、たとえば流出領域２１２ａが直線部２０６ｂ上まで形成されたり、流出領域２１２ｂが流出領域２１２ａ上まで形成されたり、流出領域２１２ａと流出領域２１２ｂとがつながったりすることにより、直線部２０６ａと直線部２０６ｂとが導通してしまう可能性がある。直線部２０６ａと直線部２０６ｂとが、流出領域２１２ａや流出領域２１２ｂを介して導通された場合、接続部２０６ｃ上に切断箇所２１４が形成されても、電気ヒューズ２００が切断された状態にならなくなってしまう。このような観点から、直線部２０６ａと直線部２０６ｂとの距離ｄ１は、導電体２０６の線幅ｄ２の約３倍以上となるようにすることが好ましい。
【００６０】
なお、図９（ｂ）では、直線部２０６ａおよび直線部２０６ｂの両方に流出領域２１２ａおよび流出領域２１２ｂがそれぞれ形成された構成を示しているが、流出領域２１２ａおよび流出領域２１２ｂは、いずれか一方のみが形成された構成とすることもできる。また、図９に示した構成は、生じやすいと思われる構成を示したもので、流出領域および切断箇所２１４は、導電体２０６上のどの箇所に設けられていてもよい。たとえば、接続部２０６ｃ上に流出領域が形成され、導電体２０６の接続部２０６ｃ以外の領域に切断箇所が設けられた構成とすることもできる。
【００６１】
以上のような構成とすると、導電体２０６のどの箇所に流出領域が形成され、どの箇所が切断されるかをある程度予測・制御することができる。また、本実施の形態において、上述したように、導電体２０６が直線状だと、導電体２０６の長さをある程度長くする必要がある。導電体２０６に折り返し部分を設けることにより、柔軟な配置構造とすることができる。
【００６２】
図１０は、本実施の形態における電気ヒューズ２００の構成の他の例を示す平面図である。図１０（ａ）は電気ヒューズ２００の切断前の構成の一例、図１０（ｂ）は電気ヒューズ２００の切断後の構成の一例を示す。ここでも、電気ヒューズ２００は、１つの折り返し部分を有する。
【００６３】
ここで、接続部２０６ｃは、湾曲形状を有する。導電体２０６は、Ｕ字形状を有する。このような構成としても、図９に示したのと同様の効果が得られる。本例でも、接続部２０６ｃの形状が図９に示した電気ヒューズ２００と異なるだけで、その他の形状は図９に示した電気ヒューズ２００と同様とすることができる。
【００６４】
図１１は、本実施の形態における電気ヒューズ２００の構成のまた他の例を示す図である。ここで、電気ヒューズ２００は、４つの折り返し部分を有する。
【００６５】
導電体２０６は、直線部２０６ｆ、直線部２０６ｇ、直線部２０６ｈ、直線部２０６ｉ、直線部２０６ｊ、直線部２０６ｆと直線部２０６ｇとを接続する接続部２０６ｋ、直線部２０６ｇと直線部２０６ｈとを接続する接続部２０６ｌ、直線部２０６ｈと直線部２０６ｉとを接続する接続部２０６ｍ、および直線部２０６ｉと直線部２０６ｊとを接続する接続部２０６ｎを含む。直線部２０６ｆ、直線部２０６ｇ、直線部２０６ｈ、直線部２０６ｉ、および直線部２０６ｊは、それぞれ略平行に並行配置される。
【００６６】
以下、第１の端子２０２から第２の端子２０４に至る方向を進行方向という。導電体２０６は、直線部２０６ｆと接続部２０６ｋとの接続箇所で進行方向に向かって右側に約９０度折れ曲がり、接続部２０６ｋと直線部２０６ｇとの接続箇所で再度進行方向に向かって右側に約９０度折れ曲がっている。これにより、導電体２０６は、約１８０度折り返し、１回折り返したことになる。また、導電体２０６は、直線部２０６ｇと接続部２０６ｌとの接続箇所で進行方向に向かって左側に約９０度折れ曲がり、接続部２０６ｌと直線部２０６ｈとの接続箇所で再度進行方向に向かって左側に約９０度折れ曲がっている。これにより、導電体２０６は再び約１８０度折り返し、さらに１回折り返したことになる。また、導電体２０６は、直線部２０６ｈと接続部２０６ｍとの間で進行方向に向かって右側に約９０度折れ曲がり、接続部２０６ｍと直線部２０６ｉとの接続箇所で再度進行方向に向かって右側に約９０度折れ曲がっている。これにより、導電体２０６は再び約１８０度折り返し、さらに１回折り返したことになる。また、導電体２０６は、直線部２０６ｉと接続部２０６ｎとの接続箇所で進行方向に向かって左側に折れ曲がり、接続部２０６ｎと直線部２０６ｊとの接続箇所で再度進行方向に向かって左側に折れ曲がっている。これにより、導電体２０６は再び約１８０度折り返し、さらに１回折り返したことになる。
【００６７】
ここでは、直線部２０６ｇおよび接続部２０６ｌ上に流出予定領域２０８ａおよび流出予定領域２０８ｂがそれぞれ設けられている。切断予定領域２１０は、流出予定領域２０８ａや流出予定領域２０８ｂからある程度離れた箇所に設けられる。また、切断後の構成においては、直線部２０６ｇおよび接続部２０６ｌ上に流出領域２１２ａおよび流出領域２１２ｂがそれぞれ形成される。切断箇所２１４は、流出領域２１２ａや流出領域２１２ｂからある程度離れた箇所に設けられる。
【００６８】
このような構成においても、図９を参照して説明したように、略平行に並置された直線部間は、流出領域により、導通しない程度の間隔を有して配置することができる。
【００６９】
なお、本実施の形態において、流出予定領域２０８および切断予定領域２１０は、説明のために図示したもので、必ずしもこの箇所に流出領域２１２および切断箇所２１４が形成されるとは限らない。以上で説明したクラックアシスト型切断メカニズムにより電気ヒューズ２００を切断することにより、切断箇所２１４を流出領域２１２とは異なる場所に形成することができる。
【００７０】
（第２の実施の形態）
本実施の形態において、電気ヒューズ２００は、流出領域２１２が形成されやすい領域を有するとともに、流出領域２１２から離れた箇所で導電体２０６が切断されるように構成される。
【００７１】
図１２は、本実施の形態における半導体装置に含まれる電気ヒューズの構成を示す平面図である。
電気ヒューズ２００は、太幅配線２０７および細幅配線２０９により構成された導電体２０６と、導電体２０６の一端および他端にそれぞれ形成された第１の端子２０２および第２の端子２０４とを含む。細幅配線２０９は、太幅配線２０７よりも、電流方向に略垂直な方向の配線幅（以下単に配線幅という。）が狭く形成される。また、電気ヒューズ２００は、太幅配線２０７の折り返しにより複数の直線部が並行配置された領域を有する。本実施の形態において、この領域が流出予定領域２０８となる。
【００７２】
細幅配線２０９は、流出予定領域２０８外で太幅配線２０７に接続される。細幅配線２０９は、第１の端子２０２に接続された第１の細幅直線部２０９ａ、第１の細幅直線部２０９ａに接続された第２の細幅直線部２０９ｂ、第２の端子２０４に接続された第４の細幅直線部２０９ｄ、および第４の細幅直線部２０９ｄに接続された第３の細幅直線部２０９ｃを含む。太幅配線２０７は、第２の細幅直線部２０９ｂと第３の細幅直線部２０９ｃとの間に、離隔部２０７ａ、太幅直線部２０７ｂ、太幅接続部２０７ｃ、太幅直線部２０７ｄ、太幅接続部２０７ｅ、太幅直線部２０７ｆ、太幅接続部２０７ｇ、太幅直線部２０７ｈ、太幅接続部２０７ｉ、太幅直線部２０７ｊおよび離隔部２０７ｋがこの順で接続された構成を有する。本実施の形態において、太幅直線部２０７ｂ、太幅直線部２０７ｄ、太幅直線部２０７ｆ、太幅直線部２０７ｈ、および太幅直線部２０７ｊは、互いに略平行に並行配置される。
【００７３】
以下、第１の端子２０２から第２の端子２０４に至る方向を進行方向という。導電体２０６は、第１の細幅直線部２０９ａと第２の細幅直線部２０９ｂとの接続箇所で進行方向に向かって左側に約９０度折れ曲がっている。第２の細幅直線部２０９ｂと離隔部２０７ａとは同一直線上に形成される。導電体２０６は、離隔部２０７ａと太幅直線部２０７ｂとの接続箇所で、進行方向に向かって左側に約９０度折れ曲がっている。さらに、導電体２０６は、太幅直線部２０７ｂと太幅接続部２０７ｃとの接続箇所で進行方向に向かって右側に約９０度折れ曲がり、太幅接続部２０７ｃと太幅直線部２０７ｄとの接続箇所で再度進行方向に向かって右側に約９０度折れ曲がっている。同様に、導電体２０６は、太幅直線部２０７ｄと太幅接続部２０７ｅとの接続箇所および太幅接続部２０７ｅと太幅直線部２０７ｆとの接続箇所でそれぞれ進行方向に向かって左側に約９０度折れ曲がっている。導電体２０６は、さらに、太幅直線部２０７ｆと太幅接続部２０７ｇとの接続箇所および太幅接続部２０７ｇと太幅直線部２０７ｈとの接続箇所でそれぞれ進行方向に向かって右側に約９０度折れ曲がっている。導電体２０６は、太幅直線部２０７ｈと太幅接続部２０７ｉとの接続箇所および太幅接続部２０７ｉと太幅直線部２０７ｊとの接続箇所でそれぞれ進行方向に向かって左側に約９０度折れ曲がっている。さらに、導電体２０６は、太幅直線部２０７ｊと離隔部２０７ｋとの接続箇所および第３の細幅直線部２０９ｃと第４の細幅直線部２０９ｄとの接続箇所でそれぞれ進行方向に向かって右側に約９０度折れ曲がっている。以上により、流出予定領域２０８において、太幅配線２０７が複数回折り返して蛇行した形状を有する。ここで、「折り返す」とは、導電体２０６が９０度より大きく折り返す箇所のことである。図１２に示した構成において、太幅配線２０７は、４回折り返している。
【００７４】
図１３は、図１２に示した電気ヒューズ２００を含む半導体装置の構成を示す平面図である。図１３（ａ）は、切断前の電気ヒューズ２００を含む半導体装置１００の構成を示す。図１３（ｂ）は、切断後の電気ヒューズ２００を含む半導体装置１００の構成を示す。
【００７５】
半導体装置１００は、半導体基板（不図示）と、その上に形成されるとともに凹部が形成された第１の絶縁膜１０２とを含む。電気ヒューズ２００は、第１の絶縁膜１０２上に形成され、導電体２０６は、第１の絶縁膜１０２の凹部を埋め込むように形成される。
【００７６】
本実施の形態において、電気ヒューズ２００の形状が異なるだけで、半導体装置１００は、図２を参照して説明したのと同様の構成を有する。図２は、図１３（ａ）のＣ−Ｃ’断面図に該当する。また、図３（ｂ）〜図３（ｄ）は、図１３（ｂ）のＤ−Ｄ’断面図に該当する。第１の被覆膜１０６は、少なくとも太幅配線２０７の上面に形成される。さらに、少なくとも太幅配線２０７は、凹部内において、第２の被覆膜１０４上に形成される。なお、第１の被覆膜１０６および第２の被覆膜１０４は、半導体基板上の全面に形成された構成とすることもできる。
【００７７】
本実施の形態において、太幅配線２０７は、流出予定領域２０８において複数の直線部の折り返し構造を有する。たとえば、太幅直線部２０７ｄ、太幅直線部２０７ｆ、太幅直線部２０７ｈ等（図１２参照）は、両側が太幅配線２０７の他の直線部に囲まれた形状となっている。また、太幅直線部２０７ｂおよび太幅直線部２０７ｊも、太幅配線２０７の他の直線部と隣接している。本実施の形態において、流出予定領域２０８では、太幅配線２０７の折り返し構造が形成されるため、導電体２０６に電流が流れたときに、流出予定領域２０８において、導電体２０６が比較的高い温度に保たれる。従って、本実施の形態における電気ヒューズ２００において、流出予定領域２０８でヒューズ構成材料が最も膨張しやすくなる。そのため、流出予定領域２０８でクラック等が生じ、膨張したヒューズ構成材料がクラック内に流出されやすくなる。流出予定領域２０８でヒューズ構成材料が外部に流出されると、ヒューズ構成材料がその方向に移動する。本実施の形態において、太幅配線２０７の配線幅が太く形成されているため、太幅配線２０７の切断が回避される。一方、細幅配線２０９は、配線幅が狭く形成されているため、切断されやすくなる。とくに、太幅配線２０７と直接接続された第２の細幅直線部２０９ｂや第３の細幅直線部２０９ｃで切断が生じやすくなる。
【００７８】
電気ヒューズ２００において、流出予定領域２０８からヒューズ構成材料が流出して凹部内のヒューズ構成材料が流出予定領域２０８の方向に急激に移動することにより切断される切断予定領域２１０ａおよび切断予定領域２１０ｂがそれぞれ第２の細幅直線部２０９ｂおよび第３の細幅直線部２０９ｃ上に設けられる。ここで、予定領域とは、流出が生じる可能性が高い領域、または切断が生じる可能性が高い領域のことであり、必ずしもその領域で流出や切断が生じるとは限らない。
【００７９】
太幅配線２０７の配線幅は、太幅配線２０７において切断が生じないようにすべく、ある程度太く形成する必要がある。このような観点からは、太幅配線２０７の配線幅は、細幅配線２０９の配線幅の約１．２５倍以上とすることができる。一方、太幅配線２０７を太くしすぎると、折り返し部分における発熱が減ってしまい、太幅配線２０７の折り返し部分で選択的に流出を生じさせる効果が低減する。このような観点からは、太幅配線２０７の配線幅は、細幅配線２０９の配線幅の約２倍以下とすることができる。太幅配線２０７の配線幅は、たとえば０．１６μｍとすることができる。細幅配線２０９の配線幅は、たとえば０．１２μｍとすることができる。これにより、太幅配線２０７において、ヒューズ構成材料が外部に流出しても、太幅配線２０７で切断が生じることなく、細幅配線２０９で切断が生じるようにすることができる。
【００８０】
また、離隔部２０７ａおよび離隔部２０７ｋは、細幅配線２０９を流出予定領域２０８から離隔する。このような離隔部２０７ａおよび離隔部２０７ｋを設けることにより、流出予定領域２０８において流出したヒューズ構成材料が、切断箇所にかからないようにすることができる。図面では模式的にしか示していないが（以下、他の図面でも同様）、離隔部２０７ａおよび離隔部２０７ｋの幅Ｄ１は、太幅配線２０７の配線幅の約３倍以上の配線幅とすることが好ましい。
【００８１】
このような構成とすることにより、流出領域２１２から離れた箇所に切断箇所２１４ａや切断箇所２１４ｂを形成することができる。そのため、流出予定領域２０８で、隣接する直線部間にまたがって流出領域２１２が形成された場合でも、電気ヒューズ２００を確実に切断することができる。
【００８２】
次に、本実施の形態における半導体装置１００において、電気ヒューズ２００をクラックアシスト型切断により切断するメカニズムを説明する。
【００８３】
第１の端子２０２にＶＣＣが印加され、第２の端子２０４が接地されると、第１の端子２０２から第２の端子２０４の方向に電流が流れる。このとき、電子は第２の端子２０４から第１の端子２０２の方向に移動する。第１の端子２０２と第２の端子２０４との間に流れる電流により、ヒューズ構成材料が加熱され、熱膨張する。本実施の形態において、流出予定領域２０８では、他の領域に比べて加熱されやすく、ヒューズ構成材料が熱膨張しやすくなる。そのため、流出予定領域２０８において、大きなクラックが生じ得る。ヒューズ構成材料がさらに加熱されて膨張することにより、大きなクラックが生じた箇所に、ヒューズ構成材料が流れ込む。その結果、図１３（ｂ）に示したように、流出予定領域２０８に流出領域２１２が形成される。
【００８４】
また、流出予定領域２０８と第２の細幅直線部２０９ｂや第３の細幅直線部２０９ｃとの間には離隔部２０７ａおよび離隔部２０７ｋがそれぞれ形成されているため、切断箇所２１４ａや切断箇所２１４ｂを流出予定領域２０８から離れた位置に生じさせることができる。
【００８５】
なお、図１３（ｂ）では、第２の細幅直線部２０９ｂおよび第３の細幅直線部２０９ｃの両方に切断箇所２１４ａおよび切断箇所２１４ｂがそれぞれ設けられた構成を示したが、第２の細幅直線部２０９ｂおよび第３の細幅直線部２０９ｃのいずれか一方にのみ切断箇所が生じた構成とすることもできる。また、ここでは、切断箇所は、図示した以外の箇所、たとえば第１の細幅直線部２０９ａ上や第４の細幅直線部２０９ｄ上等に形成されてもよい。また、本実施の形態において、第１の細幅直線部２０９ａおよび第４の細幅直線部２０９ｄが細幅配線２０９により構成される例を示したが、これらは太幅配線２０７により構成されるようにしてもよい。
【００８６】
（変形例）
次に、本実施の形態における半導体装置１００の変形例を説明する。
【００８７】
たとえば、電気ヒューズ２００は、第１の細幅直線部２０９ａおよび第４の細幅直線部２０９ｄを有しない構成とすることもできる。
【００８８】
図１４は、本実施の形態における半導体装置１００のまた他の例を示す平面図である。図１４（ａ）は電気ヒューズ２００の切断前の構成の一例、図１４（ｂ）は電気ヒューズ２００の切断後の構成の一例を示す。
【００８９】
ここで、細幅配線２０９は、第１の端子２０２に接続された第２の細幅直線部２０９ｂと、第２の端子２０４に接続された第３の細幅直線部２０９ｃとを含む。太幅配線２０７は、第２の細幅直線部２０９ｂと第３の細幅直線部２０９ｃとの間に、離隔部２０７ａ（延在部）、太幅直線部２０７ｂ、太幅接続部２０７ｃ、太幅直線部２０７ｄ、太幅接続部２０７ｅ、太幅直線部２０７ｆ、および離隔部２０７ｋがこの順で接続された構成を有する。太幅直線部２０７ｂ、離隔部２０７ａおよび第２の細幅直線部２０９ｂ、ならびに太幅直線部２０７ｆ、離隔部２０７ｋ（延在部）、および第３の細幅直線部２０９ｃはそれぞれ同一直線上に延在するように形成される。
【００９０】
以下、第１の端子２０２から第２の端子２０４に至る方向を進行方向という。導電体２０６は、第２の細幅直線部２０９ｂ、離隔部２０７ａ、および太幅直線部２０７ｂにかけて、一方向に延在している。導電体２０６は、太幅直線部２０７ｂと太幅接続部２０７ｃとの接続箇所で進行方向に向かって右側に約９０度折れ曲がり、太幅接続部２０７ｃと太幅直線部２０７ｄとの接続箇所で進行方向に向かって再度右側に約９０度折れ曲がっている。これにより、１回折り返す。同様に、導電体２０６は、太幅直線部２０７ｄと太幅接続部２０７ｅとの接続箇所、太幅接続部２０７ｅと太幅直線部２０７ｆとの接続箇所でそれぞれ進行方向に向かって左側に約９０度折れ曲がっている。これにより、流出予定領域２０８において、太幅配線２０７が２回折り返して蛇行した形状（逆Ｓ字形状）を有する。さらに、導電体２０６は、太幅直線部２０７ｆ、離隔部２０７ｋ、および第３の細幅直線部２０９ｃにかけて、一方向に延在している。
【００９１】
このような構成においても、太幅配線２０７が折り返し構造を有するため、第１の端子２０２と第２の端子２０４との間に電流が流れると、流出予定領域２０８に熱が集まりやすくなり、この部分で太幅配線２０７が比較的高い温度に保たれる。そのため、流出予定領域２０８で、ヒューズ構成材料の流出が生じやすくなる。また、第２の細幅直線部２０９ｂおよび第３の細幅直線部２０９ｃは、太幅配線２０７よりも配線幅が狭く形成されているので、第２の細幅直線部２０９ｂおよび第３の細幅直線部２０９ｃに切断箇所が生じやすくなる。さらに、第２の細幅直線部２０９ｂおよび第３の細幅直線部２０９ｃは、それぞれ、離隔部２０７ａおよび離隔部２０７ｋにより、流出予定領域２０８から離隔されているので、流出予定領域２０８で流出領域２１２が形成されたときに、流出したヒューズ構成材料が切断箇所２１４ａや切断箇所２１４ｂにまで流れ込むことのないようにすることができる。
【００９２】
なお、太幅配線２０７において、複数の直線部や接続部は、配線幅が異なるようにすることもできる。たとえば、図１４に示した例において、太幅直線部２０７ｄは、太幅直線部２０７ｂや太幅直線部２０７ｆよりも配線幅が太くなるように形成することができる。このような構成とすることにより、太幅直線部２０７ｄにおいて流出が生じやすくなるようにできるとともに、太幅直線部２０７ｄで切断が生じにくくなるようにすることができる。なお、いずれの場合でも、太幅配線２０７を構成する直線部や接続部は、細幅配線２０９よりも配線幅が広くなるように形成される。また、太幅配線２０７において、各直線部と接続部の配線幅の差は、大きく変化しないことが好ましい。太幅配線２０７における各直線部と接続部の配線幅の差はたとえば３０％以内の範囲内とすることが好ましい。
【００９３】
図１５は、本実施の形態における半導体装置１００の構成の他の例を示す平面図である。図１５（ａ）は電気ヒューズ２００の切断前の構成の一例、図１５（ｂ）は電気ヒューズ２００の切断後の構成の一例を示す。
【００９４】
本実施の形態において、細幅配線２０９が第２の端子２０４側にだけ設けられ、太幅配線２０７が第１の端子２０２と直接接続されている点で、図１２に示した電気ヒューズ２００と構成が異なる。ここで、第１の端子２０２と第２の端子２０４との間には、太幅接続部２０７ｌ、太幅配線２０７の折り返し構造、離隔部２０７ｋ、および細幅配線２０９がこの順で接続された構成を有する。
【００９５】
このような構成においては、細幅配線２０９上に切断予定領域２１０が設けられる。また、図１５（ｂ）に示したように、細幅配線２０９上に切断箇所２１４が形成される可能性が高くなる。
【００９６】
また、ここで、半導体装置１００は、上方、下方および側方を、電気ヒューズ２００を構成する導電体２０６とは別の第２の導電体により構成されるカバー部材１２４により電気ヒューズ２００を覆った構成を有する。
【００９７】
以下、カバー部材１２４の構成を説明する。
カバー部材１２４は、ビア１２０、電極１２２、および図示しないプレートにより構成される。電極１２２は、電気ヒューズ２００の導電体２０６と同レベルに形成されたパッド電極とすることができる。また、ビア１２０は、電極１２２の上層および下層に形成され、さらにその上層および下層に形成されたプレートと電極１２２とを接続する。ビア１２０は、スリットビアとすることができ、ビア１２０と電極１２２とで、導電体２０６の周囲を壁状に覆う構成とすることができる。
【００９８】
これにより、第１の端子２０２と第２の端子２０４との間に電流を流したときに、電気ヒューズ２００に発生する熱をカバー部材１２４により反射させてカバー部材１２４内部に閉じ込めることができ、半導体装置１００において、クラック１１０が発生しやすいようにすることができるとともに、導電体２０６を容易に切断することができる。また、導電体２０６が切断されるときに、導電体２０６の構成材料が周囲に飛散するのをカバー部材１２４によりブロックすることができる。これにより、導電体２０６の構成材料の飛散物が他の素子に達しないようにすることができる。
【００９９】
なお、カバー部材１２４は、以上で説明したように、電気ヒューズ２００の上下左右をほぼ完全に包囲する構造とすることもできるが、これに限定されず、たとえば電気ヒューズ２００の一部のみを覆った構造とすることもできる。
【０１００】
以上では、細幅配線２０９が第２の端子２０４側にだけ設けられた構成を示したが、第１の端子２０２側だけに細幅配線２０９が設けられた構成とすることもできる。
【０１０１】
図１６は、本実施の形態における半導体装置１００の構成の他の例を示す平面図である。ここでは電気ヒューズ２００の切断前の構成の一例を示す。
【０１０２】
電気ヒューズ２００において、それぞれ折り返し構造を有する２つの太幅配線２０７Ａおよび太幅配線２０７Ｂが第１の端子２０２および第２の端子２０４にそれぞれ接続され、太幅配線２０７Ａと太幅配線２０７Ｂとの間に細幅配線２０９が設けられている。太幅配線２０７Ａおよび太幅配線２０７Ｂは、それぞれ、細幅配線２０９との接続部分に隔離部２０７ｍおよび隔離部２０７ｎが設けられた構成を有する。
【０１０３】
このような構成とすると、太幅配線２０７Ａの流出予定領域２０８ａおよび太幅配線２０７Ｂの流出予定領域２０８ｂでヒューズ構成材料の流出が生じやすいようにすることができる。流出予定領域２０８ａおよび流出予定領域２０８ｂの両方でヒューズ構成材料が流出した場合、細幅配線２０９において、ヒューズ構成材料が両側に移動するので、より大きな切断箇所が形成されやすくなる。なお、流出予定領域２０８ａや流出予定領域２０８ｂ内に細幅配線が設けられている場合、その箇所で切断が生じやすくなる。電気ヒューズ２００の一部を流出させて電気ヒューズ２００を切断する方式を用いた場合、流出領域と切断箇所とを離しておかないと、上述したように、切断箇所以外の場所で配線間のショートが生じる可能性がある。本実施の形態において、細幅配線２０９は、隔離部２０７ｍや隔離部２０７ｎにより流出予定領域２０８ａや流出予定領域２０８ｂから間隔を隔てて配置されるので、ヒューズ構成材料の流出領域と、電気ヒューズ２００の切断箇所とを別の場所に形成することができる。
【０１０４】
また、以上では、太幅配線２０７が複数回折り返した構成を示したが、電気ヒューズ２００は、流出予定領域２０８において、太幅配線２０７が１回だけ折り返した構成とすることもできる。図１７に示すように、太幅配線２０７が１回だけ折り返した構成においても、太幅直線部２０７ｂと太幅直線部２０７ｄとは隣接しているため、この箇所でヒューズ構成材料が加熱されやすくなり、ヒューズ構成材料が流出する可能性が高くなる。太幅配線２０７の配線幅を広くしておくことにより、流出予定領域２０８で切断が生じないようにすることができるので、太幅直線部２０７ｂと太幅直線部２０７ｄとの間隔を広くとらなくても、配線間ショートを防ぐことができる。図１７（ｂ）に示したように、第２の端子２０４側だけに細幅配線２０９が設けられた構成とすることもできる。ここで、第１の端子２０２と太幅直線部２０７ｂとは太幅接続部２０７ｌにより接続される。また、ここで図示していないが、第１の端子２０２側だけに細幅配線２０９が設けられた構成とすることもできる。
【０１０５】
以上のように、本実施の形態における半導体装置１００によれば、クラックアシスト型切断により電気ヒューズ２００を切断する際に、クラック発生を促進してヒューズ構成材料を外部に流出しやすくすることができるとともに、切断箇所を流出領域から離して形成することができ、配線間ショートにより切断した電気ヒューズ２００が導通してしまうのを防ぐこともできる。
【０１０６】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【０１０７】
以上の実施の形態において、図２に示したように、導電体２０６の上面に第１の被覆膜１０６が形成され、それ以外の部分を第２の被覆膜１０４が覆う構成を示したが、第１の被覆膜１０６は、導電体２０６の上面以外の部分に設けられた構成とすることもできる。たとえば、半導体装置１００は、半導体基板（不図示）の積層方向の断面において、導電体２０６の表面の一部の領域に第１の被覆膜１０６が形成されるとともに、他の領域に第２の被覆膜１０４が形成された構成とすることができる。
【０１０８】
本発明の半導体装置は、電気ヒューズを構成する導電体の断面方向の表面を異なるヤング率を有する少なくとも２種類以上の膜で覆うように構成されるとともに、電気ヒューズへの通電に伴いヤング率の小さい膜に発生するクラックとクラックが発生した領域内に含まれない位置に発生する切断箇所とを含むことができる。電気ヒューズ２００において、導電体２０６の周囲の少なくとも一部を他の部分よりも柔らかい材料により被覆しておくことにより、その部分から選択的にヒューズ構成材料を流出させることができ、クラックアシスト型切断により電気ヒューズを切断することができる。
【０１０９】
さらに、第２の実施の形態において、図１５を参照して半導体装置１００がカバー部材１２４を有する構成を示したが、他の例においても、半導体装置１００がカバー部材１２４を有する構成とすることができる。
【０１１０】
また、図１８に示したように、本発明の半導体装置において、導電体２０６は、半導体基板（不図示）の面内方向における平面配置において、屈曲部分２５０と、屈曲部分２５０で区切られた直線部２０６ｏ（第１の領域）と直線部２０６ｐ（第２の領域）とを含むことができる。ここで、直線部２０６ｏと直線部２０６ｐとは、異なる長さに形成され、面内方向における平面配置において、面積が異なるように形成される。これにより、たとえば直線部２０６ｐでヒューズ構成材料の流出が生じやすくなるようにする等、制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の実施の形態における電気ヒューズを含む半導体装置の一例を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】切断のメカニズムを説明するための断面図である。
【図４】導電体が切断されるメカミニズムを模式的に示す図である。
【図５】導電体が切断された後の導電体を構成する材料の移動を示す図である。
【図６】半導体装置の電気ヒューズを含む回路構成を示す図である。
【図７】トランジスタのオンのタイミングと、電気ヒューズの第１の端子に印加される電圧値とを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態における半導体装置の構成の一例を示す図である。
【図９】電気ヒューズの構成の他の例を示す平面図である。
【図１０】電気ヒューズの構成のまた他の例を示す平面図である。
【図１１】電気ヒューズの構成のまた他の例を示す平面図である。
【図１２】本発明の実施の形態における半導体装置に含まれる電気ヒューズの構成を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施の形態における半導体装置の構成を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態における半導体装置の構成の他の例を示す平面図である。
【図１５】本発明の実施の形態における半導体装置の構成の他の例を示す平面図である。
【図１６】本発明の実施の形態における半導体装置の構成の他の例を示す平面図である。
【図１７】電気ヒューズの構成のまた他の例を示す平面図である。
【図１８】電気ヒューズの構成のまた他の例を示す平面図である。
【図１９】従来の電流ヒューズの一例を示す上面図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１００  半導体装置
１０２  第１の絶縁膜
１０４  第２の被覆膜
１０６  第１の被覆膜
１０８  第２の絶縁膜
１１０  クラック
１２０  ビア
１２２  電極
１２４  カバー部材
２００  電気ヒューズ
２０２  第１の端子
２０４  第２の端子
２０６  導電体
２０８  流出予定領域
２１０  切断予定領域
２１２  流出領域
２１４  切断箇所
２２０  トランジスタ
２２２  電源線
２２４  浮遊容量
２３０  クラック発生箇所
２５０  屈曲部分
３００  外部端子
３０２  外部電源
３０４  外部容量
３０６  ＥＳＤ保護回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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