JP2011023391A - 電子部品装置および変化部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造ばらつき等に対しても、高品質で電気的接続状態を変化させる。
【解決手段】電子部品装置２００は、第１のヒューズ素子１０２ａを含む第１のヒューズユニット１００ａ、および第２のヒューズ素子１０２ｂを含む第２のヒューズユニット１００ｂを含む電気ヒューズ１０１と、第１のヒューズ素子１０２ａおよび第２のヒューズ素子１０２ｂの少なくともいずれか一方が電気的に切断されている場合に、電気ヒューズ１０１が電気的に切断されていると判定する判定回路１５０とを含む。第１のヒューズユニット１００ａおよび第２のヒューズユニット１００ｂは、それぞれ独立に電流が印加され、所定の電流または電圧を印加した場合に電気的接続状態の変化が生じない割合に影響を与える制御パラメータの適正範囲が異なるように構成されるかまたは、値の異なる電流により切断される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品装置および変化部品の製造方法に関し、とくに、ヒューズやアンチヒューズ等、電流または電圧の印加により電気的接続状態が変化する変化部品を含む電子部品装置および変化部品の製造方法に関する。

半導体装置にヒューズを設けておくことにより、ヒューズを切断して、当該半導体装置で使用する抵抗値を調整したり、不良素子を無効化して正常素子に切り換えたりすること等ができる。不良素子を正常素子に置き換える手法は、例えば、半導体記憶装置のリダンダンシィ（redundancy）に用いられる。ヒューズは、たとえばレーザを照射する手法や電流を流す手法等により切断される。

ところで、上記のようなヒューズを含む半導体装置において、切断したはずのヒューズが切断された状態でないと、抵抗値の調整や、不良素子を切り離して正常素子に切り換える処理等が設計通りに行われなくなってしまう。

たとえば、電流を流す手法により切断されるヒューズにおいては、ヒューズは、所定の電流を流すと加熱され、切断される。しかし、何らかの不良の発生により、所定の電流を流しても切断されないことがある。また、一旦切断されても、経時変化により再接続してしまうおそれもある。ヒューズを含む半導体装置等の電子部品装置は、製造工程における製造ばらつき等を考慮して、上記のようにヒューズが切断されなかったり再接続したりすることによる不良率が要求される基準値以下となるように設計される。しかし、非常に高い品質が求められ、要求される不良率の基準値が非常に低い場合、この要求を満たすのが困難であった。

特許文献１（特開２００６−１０８３９４号公報）には、第１のヒューズ、書込みドライバー、読出し回路、保持回路を有して構成される第１のヒューズユニットと、第２のヒューズ、書込みドライバー、読出し回路、ヒューズの保持回路を有して構成される第２のヒューズユニットからなり、前記第１、第２のヒューズユニットの状態の論理和の状態を前記電気的に書込み可能なヒューズ回路の出力とするヒューズ回路が記載されている。特許文献２（特開２００７−７３７３５号公報）にも同様の構成が記載されている。

また、特許文献３（特開２００７−１３４５５８号公報）には、半導体基板と、該半導体基板上に設けられ、直列に接続された第１のヒューズリンクおよび第２のヒューズリンクを含む電気ヒューズと、第１のヒューズリンクおよび第２のヒューズリンクの間に設けられた端子と、を備える半導体装置が記載されている。第１のヒューズリンクおよび第２のヒューズリンクは、切断するのに必要な電流値が異なるように構成されている。ここで、第２のヒューズリンクは、第１のヒューズリンクを介して第２のヒューズリンクに第１の電流を流すことにより切断され、その後に第１の電流よりも電流値が高い第２の電流を第１のヒューズリンクに流して第１のヒューズリンクを切断している。

また、特許文献４（特開２００７−３０５６９３号公報）には、切断前状態において、それぞれ異なる層に形成された上層配線と、上層配線に接続されたビアと、ビアに接続された下層配線とを含む電気ヒューズが記載されている。当該文献において、電気ヒューズは、「クラックアシスト型」という切断方法で切断され、切断状態において、導電体が上層配線から外方に流出してなる流出部が形成されるとともに、下層配線とビアとの間に空隙部が形成される。このような構成により、電気ヒューズを構成する導電体を、切断箇所とは異なる箇所に流出させることができ、切断箇所を大きくすることができるので、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。

特開２００６−１０８３９４号公報 特開２００７−７３７３５号公報 特開２００７−１３４５５８号公報 特開２００７−３０５６９３号公報

特許文献１および特許文献２に記載の技術では、同じ構成の複数のヒューズの論理和を出力しており、ヒューズ一つだけの場合に比べれば不良率を低減できると考えられる。しかし、同じ構成のヒューズを用いた場合、これらのヒューズの間で、たとえば製造ばらつき等により変動する寸法等の制御パラメータと、不良率との関係も同じとなる。そのため、製造ばらつき等により一方のヒューズの不良率が高い場合は、同時に他方のヒューズの不良率も高くなり、とくに制御パラメータが管理範囲の境界付近となってしまった場合に、複数のヒューズの論理和の出力を用いても、不良率が高くなってしまうおそれがある。

また、近年の微細化に伴い、製造ばらつき等も大きくなっており、不良率が所望の基準値以下となることを保証する制御パラメータの適切範囲を広くする必要が生じている。しかし、同じ構成のヒューズを用いただけでは、制御パラメータの適切範囲を広くすることもできない。

また、特許文献３に記載の技術でも、製造ばらつき等による不良の発生に効果的に対応することはできない。特許文献３に記載の技術では、第１のヒューズリンクを介して第２のヒューズリンクに第１の電流を流すことにより第２のヒューズリンクを切断する構成となっている。そのため、第１のヒューズリンクおよび第２のヒューズリンクは、切断するのに必要な電流値が異なるように構成されている。しかし、製造ばらつき等により、第１のヒューズリンクおよび第２のヒューズリンクの一方に不良が発生した場合、第２のヒューズリンクを良好に切断できないおそれがある。さらに、製造ばらつきにより、第１のヒューズリンクに不良が発生した場合、第１のヒューズリンクも良好に切断できないおそれがある。

また、アンチヒューズの場合も、電気ヒューズと同様の問題がある。

本発明によれば、
電流または電圧の印加により電気的接続状態が変化する第１の変化素子を含む第１の変化ユニット、および電流または電圧の印加により電気的接続状態が変化する第２の変化素子を含む第２の変化ユニットを含む変化部品と、
前記第１の変化素子および前記第２の変化素子の電気的接続状態の変化をそれぞれ検出し、少なくともいずれか一方の前記変化素子の電気的接続状態が変化している場合に、前記変化部品の電気的接続状態が変化していると判定する判定部と、
を含み、
前記第１の変化ユニットおよび前記第２の変化ユニットは、それぞれ独立に電流または電圧が印加されるように構成されるとともに、所定の電流または電圧を印加した場合に電気的接続状態の変化が生じない割合（不良率）に影響を与える制御パラメータの適正範囲が異なるように構成された電子部品装置が提供される。

本発明によれば、
電流または電圧の印加により電気的接続状態が変化する第１の変化素子を含む第１の変化ユニット、および電流または電圧の印加により電気的接続状態が変化する第２の変化素子を含む第２の変化ユニットを含む変化部品の製造方法であって、
前記第１の変化ユニットおよび前記第２の変化ユニットにそれぞれ独立に電流または電圧を印加する工程と、
前記第１の変化素子および前記第２の変化素子の電気的接続状態の変化をそれぞれ検出し、少なくともいずれか一方の前記変化素子の電気的接続状態が変化している場合に、前記変化部品の電気的接続状態が変化していると判定する工程と、
を含み、
前記第１の変化ユニットおよび前記第２の変化ユニットは、所定の電流または電圧を印加した場合に電気的接続状態の変化が生じない割合（不良率）に影響を与える制御パラメータの適正範囲が異なるように構成された変化部品の製造方法が提供される。

本発明によれば、
電流または電圧の印加により電気的接続状態が変化する第１の変化素子を含む第１の変化ユニット、および電流または電圧の印加により電気的接続状態が変化する第２の変化素子を含む第２の変化ユニットを含む変化部品の製造方法であって、
前記第１の変化ユニットおよび前記第２の変化ユニットにそれぞれ独立に電流または電圧を印加する工程と、
前記第１の変化素子および前記第２の変化素子の電気的接続状態の変化をそれぞれ検出し、少なくともいずれか一方の前記変化素子の電気的接続状態が変化している場合に、前記変化部品の電気的接続状態が変化していると判定する工程と、
を含み、
前記電流を印加する工程において、前記第１の変化ユニットおよび前記第２の変化ユニットに値が異なる電流または電圧を印加する変化部品の製造方法が提供される。

この構成によれば、制御パラメータの適正範囲が異なる変化ユニットを複数用意し、これらの論理和を取ることにより、変化部品の不良率に影響を与える制御パラメータに対して広い範囲で、不良率を小さく抑えることが可能となる。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、製造ばらつき等に対しても、高品質で電気的接続状態を変化させることができる。

本発明の実施の形態における電子部品装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態における第１のヒューズ素子および第２のヒューズ素子の構成の一例を示す平面図である。 図２（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。 図２（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。 図２（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。 図２（ｂ）のＢ−Ｂ’断面図である。 図６に示した第１のヒューズ素子と第２のヒューズ素子とを含む電子部品装置の効果を説明するための図である。 本発明の実施の形態における電子部品装置の構成の他の例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態における第１のヒューズ素子と第２のヒューズ素子との構成の他の例を示す平面図である。 本発明の実施の形態における電子部品装置の効果を説明するための図である。 本発明の実施の形態における第１のヒューズ素子および第２のヒューズ素子の構成の一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態における電子部品装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態における第１のアンチヒューズ素子および第２のアンチヒューズ素子の構成の一例を示す断面図である。 本発明の実施の形態における第１のアンチヒューズ素子および第２のアンチヒューズ素子の構成の一例を示す平面図である。 図１３および図１４に示した第１のアンチヒューズ素子と第２のアンチヒューズ素子とを含む電子部品装置の効果を説明するための図である。 本発明の実施の形態における第１のアンチヒューズ素子および第２のアンチヒューズ素子の構成の他の例を示す平面図である。 本発明の実施の形態における第１のアンチヒューズ素子および第２のアンチヒューズ素子の構成の一例を示す平面図である。 図１７のＤ−Ｄ’断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

以下の実施の形態における電子部品装置は、
電流または電圧の印加により電気的接続状態が変化する第１の変化素子を含む第１の変化ユニット、および電流または電圧の印加により電気的接続状態が変化する第２の変化素子を含む第２の変化ユニットを含む変化部品と、
第１の変化素子および第２の変化素子の電気的接続状態の変化をそれぞれ検出し、少なくともいずれか一方の変化素子の電気的接続状態が変化している場合に、変化部品の電気的接続状態が変化していると判定する判定部と、
を含む構成とすることができる。
ここで、変化部品は、たとえば電気ヒューズやアンチヒューズとすることができる。

（第１の実施の形態）
本実施の形態において、変化部品が電気ヒューズである場合を例として説明する。図１は、本実施の形態における電子部品装置２００の構成を示すブロック図である。
電子部品装置２００は、電気ヒューズ１０１（変化部品）と、判定回路１５０（判定部）とを含む。電気ヒューズ１０１は、第１のヒューズユニット１００ａおよび第２のヒューズユニット１００ｂを含む。なお、図示していないが、電気ヒューズ１０１および判定回路１５０は、シリコン基板等の半導体基板上に形成された構成とすることができる。電子部品装置２００は、トランジスタ等の素子を含む半導体装置とすることができる。

第１のヒューズユニット１００ａは、電流の印加により電気的に切断される第１のヒューズ素子１０２ａ（第１の変化素子）と、第１のヒューズ素子１０２ａに、第１のヒューズ素子１０２ａを切断するための電流を流すスイッチである第１のトランジスタ１０４ａと、第１の制御用抵抗１０６ａとを含む。第１のヒューズ素子１０２ａの一端の端子１４は接地されており、他端の端子２４は第１のトランジスタ１０４ａのソース・ドレインの一方に接続されている。第１のトランジスタ１０４ａのソース・ドレインの他方は、第１の制御用抵抗１０６ａを介して判定回路１５０に接続されている。

また、第２のヒューズユニット１００ｂも第１のヒューズユニット１００ａと同様に、電流の印加により電気的に切断される第２のヒューズ素子１０２ｂ（第２の変化素子）と、第２のヒューズ素子１０２ｂに、第２のヒューズ素子１０２ｂを切断するための電流を流すスイッチである第２のトランジスタ１０４ｂと、第２の制御用抵抗１０６ｂとを含む。第２のヒューズ素子１０２ｂの一端の端子１４は接地されており、他端の端子２４は第２のトランジスタ１０４ｂのソース・ドレインの一方に接続されている。第２のトランジスタ１０４ｂのソース・ドレインの他方は、第２の制御用抵抗１０６ｂを介して判定回路１５０に接続されている。

判定回路１５０は、第１のヒューズ素子１０２ａと第２のヒューズ素子１０２ｂとの論理和をとる。すなわち、判定回路１５０は、第１のヒューズ素子１０２ａおよび第２のヒューズ素子１０２ｂが電気的に切断されているか否かを検出し、少なくともいずれか一方のヒューズ素子が電気的に切断されている場合に、電気ヒューズ１０１が電気的に切断されていると判定する。判定回路１５０は、第１のヒューズ素子１０２ａおよび第２のヒューズ素子１０２ｂの少なくともいずれか一方が電気的に切断されているときに、電気ヒューズ１０１が切断されていることを示す第１の大きさの電位信号を出力し、第１のヒューズ素子１０２ａおよび第２のヒューズ素子１０２ｂのいずれも切断されていない場合に電気ヒューズ１０１が切断されていないことを示す第２の大きさの電位信号を出力する。

本実施の形態において、第１のヒューズユニット１００ａおよび第２のヒューズユニット１００ｂは、それぞれ独立に電流が印加されるように構成される。たとえば、第１のヒューズ素子１０２ａおよび第２のヒューズ素子１０２ｂは、判定回路１５０に対して並列に接続された構成とすることができる。

このような構成の電子部品装置２００において、判定回路１５０と平行に設けられた電源（不図示）から所定の電圧が印加されると、第１のトランジスタ１０４ａおよび第２のトランジスタ１０４ｂが順次選択される。選択されたトランジスタにおいて電流が流れ、当該トランジスタに接続されたヒューズ素子に電流が流れる。これにより、通常はヒューズ素子が切断される。

本実施の形態において、第１のヒューズユニット１００ａおよび第２のヒューズユニット１００ｂは、所定の電流を印加した場合に電気的接続状態の変化が生じない割合（不良率）に影響を与える制御パラメータの適正範囲が異なるように構成することができる。制御パラメータは、ヒューズユニットの不良率に効くパラメータとすることができる。制御パラメータの適正範囲とは、不良率が所望の基準値以下となることを保証する範囲とすることができる。第１のヒューズユニット１００ａと第２のヒューズユニット１００ｂとは、たとえば、構成が異なるようにすることができる。

制御パラメータは、たとえば、ヒューズユニットを構成する特定の構成要素の膜厚等の寸法や、ヒューズユニットを構成する特定の構成要素の抵抗値等、製造ばらつきを反映するパラメータとすることができる。なお、本実施の形態において、第１のヒューズユニット１００ａと第２のヒューズユニット１００ｂとは、同一の製造手順で形成することができる。これにより、製造ばらつき等が第１のヒューズユニット１００ａと第２のヒューズユニット１００ｂとに共通に反映される。よって、制御パラメータが製造ばらつきを反映するパラメータである場合、製造ばらつきが発生しても、第１のヒューズユニット１００ａと第２のヒューズユニット１００ｂとのいずれかで制御パラメータの適正範囲をカバーすることができる。

たとえば、第１のヒューズユニット１００ａおよび第２のヒューズユニット１００ｂは、それぞれに含まれるヒューズ素子、トランジスタ、および電流制御用抵抗のいずれか一つまたは複数が他方と異なるようにすることができる。
たとえば、第１のヒューズ素子１０２ａと第２のヒューズ素子１０２ｂとが異なる構成を有し、第１のトランジスタ１０４ａおよび第２のトランジスタ１０４ｂ、第１の制御用抵抗１０６ａおよび第２の制御用抵抗１０６ｂは同じ構成とすることができる。
また、たとえば、第１のトランジスタ１０４ａと第２のトランジスタ１０４ｂとが異なる構成を有し、第１のヒューズ素子１０２ａおよび第２のヒューズ素子１０２ｂ、第１の制御用抵抗１０６ａおよび第２の制御用抵抗１０６ｂは同じ構成とすることもできる。
また、たとえば、第１の制御用抵抗１０６ａと第２の制御用抵抗１０６ｂとが異なる構成を有し、第１のヒューズ素子１０２ａおよび第２のヒューズ素子１０２ｂ、第１のトランジスタ１０４ａおよび第２のトランジスタ１０４ｂは同じ構成とすることもできる。
また、たとえば、第１のヒューズ素子１０２ａと第２のヒューズ素子１０２ｂとが異なる構成を有し、第１のトランジスタ１０４ａと第２のトランジスタ１０４ｂとも異なる構成を有し、第１の制御用抵抗１０６ａおよび第２の制御用抵抗１０６ｂは同じ構成とすることもできる。
また、たとえば、第１のヒューズ素子１０２ａと第２のヒューズ素子１０２ｂとが異なる構成を有し、第１のトランジスタ１０４ａと第２のトランジスタ１０４ｂとも異なる構成を有し、第１の制御用抵抗１０６ａと第２の制御用抵抗１０６ｂとも異なる構成とするようにすることもできる。

本実施の形態において、電気ヒューズ１０１の切断および判定は、以下の手順で実施される。
第１のヒューズユニット１００ａおよび第２のヒューズユニット１００ｂにそれぞれ独立に電流を印加する工程、
第１のヒューズ素子１０２ａおよび第２のヒューズ素子１０２ｂが電気的に切断されているか否かをそれぞれ検出し、少なくともいずれか一方のヒューズ素子が電気的に切断されている場合に、電気ヒューズ１０１が電気的に切断されていると判定する工程。
ここで、電流を印加する工程において、第１のヒューズユニット１００ａおよび第２のヒューズユニット１００ｂに電流値が等しい電流を印加することができる。

次に、一例として、第１のヒューズ素子１０２ａと第２のヒューズ素子１０２ｂとの構成が異なる例を説明する。ここで、第１のヒューズ素子１０２ａおよび第２のヒューズ素子１０２ｂは、たとえば特許文献４（特開２００７−３０５６９３号公報）に記載されたのと同様の構成を有するものとすることができる。なお、第１のヒューズユニット１００ａおよび第２のヒューズユニット１００ｂにおいて、第１のヒューズ素子１０２ａおよび第２のヒューズ素子１０２ｂ以外の構成は、同じとすることができ、同一の製造工程で製造することができる。

図２は、第１のヒューズ素子１０２ａおよび第２のヒューズ素子１０２ｂの構成の一例を示す平面図である。図３から図５は、図２（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。図３は、第１のヒューズ素子１０２ａの切断前の構成を示す。

第１のヒューズ素子１０２ａは、端子１４および端子２４と、端子１４に接続された上層ヒューズ配線１２ａと、端子２４に接続された下層ヒューズ配線２２と、上層ヒューズ配線１２ａと下層ヒューズ配線２２とを接続するビア３０とを含む。第２のヒューズ素子１０２ｂも、第１のヒューズ素子１０２ａと同様の構成を有するが、第１のヒューズ素子１０２ａと第２のヒューズ素子１０２ｂとは、上層ヒューズ配線が異なる構成とすることができる。第１のヒューズ素子１０２ａは、電流の流れる方向に対して垂直な方向の幅がＷ１である上層ヒューズ配線１２ａを有する。第２のヒューズ素子１０２ｂは、電流の流れる方向に対して垂直な方向の幅がＷ２（Ｗ２＞Ｗ１）である上層ヒューズ配線１２ｂを有する。第１のヒューズ素子１０２ａおよび第２のヒューズ素子１０２ｂは、上層ヒューズ配線の上記幅が異なる以外は、同じ構成とすることができる。なお、第１のヒューズ素子１０２ａと第２のヒューズ素子１０２ｂとは、同一の製造工程で製造することができる。すなわち、上層ヒューズ配線１２ａと上層ヒューズ配線１２ｂとは、実質的に同じ膜厚を有する構成となる。

本実施の形態において、このような構成の第１のヒューズ素子１０２ａおよび第２のヒューズ素子１０２ｂは、クラックアシスト型で切断する。図４を参照して説明する。まず、端子１４と端子２４との間に電圧を印加してヒューズ素子に適切なパワーを印加する。とくに限定されないが、たとえば、端子２４に高電圧（Ｖｄｄ）を印加し、端子１４を接地することにより、ヒューズ素子に適切なパワーを印加すると、下層ヒューズ配線２２から上層ヒューズ配線１２ａの方向に電流が流れる（図４（ａ））。これにより、ビア３０および上層ヒューズ配線１２ａが加熱されてくる。また、ビア３０および上層ヒューズ配線１２ａを構成する銅等の導電体が膨張し、ビア３０では、もとのビア径よりも膨れてくる。この後、上層ヒューズ配線１２ａの膨張がある程度まで進行すると、上層ヒューズ配線１２ａ周囲の層間絶縁膜（不図示）にクラックが生じ、導電体が流出して流出部１３が形成される。正常な電気ヒューズ１０１の切断が行われる場合、この導電体の流出に伴い、ビア３０の導電体も移動してビアに切断箇所３１が形成される（図４（ｂ））。

ところで、第１のヒューズ素子１０２ａに電流を流すと、端子１４と端子２４との間で抵抗の高いところが発熱が多く、最も高温になる。また、面積の大きい端子１４および端子２４はヒートシンクとして機能するため、第１のヒューズ素子１０２ａの切断時に最も高温となる箇所は、端子１４や端子２４からの距離が離れた発熱量の多い場所の近辺となる。また、第１のヒューズ素子１０２ａを切断する際に流出部１３が形成される箇所は、各構成要素の面積等に依存する。ここで、上層ヒューズ配線１２ａに流出部１３が形成されるとともに、ビア３０に切断箇所が形成されるようにするために、上層ヒューズ配線１２ａや下層ヒューズ配線２２の幅や長さをそれぞれ適切に制御して、図４（ａ）に示したように、上層ヒューズ配線１２ａのビア３０との接続箇所近くが最も高温となるように設定しておくことが好ましい。

しかし、電子部品装置２００の製造時に、膜生成または研磨ばらつき等の製造ばらつき等により、たとえば図５（ａ）に示すように、上層ヒューズ配線１２ａの膜厚が予め設定された図４（ａ）のｄ１からｄ２（ｄ１＞ｄ２）に薄くなることがある。このような場合、上層ヒューズ配線１２ａの抵抗が変化して高くなり、切断時に最も高温となる箇所が、ビア３０から離れた上層ヒューズ配線１２ａの中心部にずれてしまう。

このように切断時に最も高温となる箇所がビア３０から離れて中心に近づきすぎると、ビア３０が充分に加熱されないために、ビア３０が切断されない切断不良が生じてしまう。ビア３０を構成する導電体が充分加熱されず、移動可能になるほど溶融する前に上層ヒューズ配線１２ａで流出が生じると、上層ヒューズ配線１２ａ中にボイドが形成され、上層ヒューズ配線１２ａに切断箇所が形成されることがある。この場合、ビア３０での導電体の移動が起こらない。この後、導電体は、室温になるまで熱収縮を続け、ビア３０上部および上層ヒューズ配線１２ａ中に切断箇所を残して固まる。しかし、このように上層ヒューズ配線１２ａに切断箇所が形成された構成では、この後の電子部品装置２００の組立工程等の熱履歴や高温での実使用時に、導電体が凝集する等して変形した際に、再接続するおそれがある。

また、たとえば図５（ｂ）に示すように、上層ヒューズ配線１２ａの膜厚が予め設定された図４（ａ）のｄ１からｄ３（ｄ３＞ｄ１）に厚くなることもある。このような場合も、上層ヒューズ配線１２ａの抵抗が変化して低くなり、切断時に最も高温となる箇所が、ビア３０底部の方向にずれてしまう。しかし、このように切断時に最も高温となる箇所がビア３０底部に近づくと、ビア３０底部でも導電体の流出が生じ、上層ヒューズ配線１２ａから流出した導電体との間でショートが生じるおそれがある。

つまり、図２に示したような構成の第１のヒューズ素子１０２ａや第２のヒューズ素子１０２ｂを再接続が生じにくいように良好に切断できるか否かは、上層ヒューズ配線の膜厚や膜厚によって変化する上層ヒューズ配線の抵抗値に依存する。ここで、本実施の形態において、図２に示したように、第２のヒューズ素子１０２ｂの上層ヒューズ配線１２ｂの幅Ｗ２を第１のヒューズ素子１０２ａの上層ヒューズ配線１２ａの幅Ｗ１よりも広くしている。つまり、第１のヒューズ素子１０２ａと第２のヒューズ素子１０２ｂとでは、上層ヒューズ配線の単位面積当たりの抵抗値が異なってくる。そのため、ヒューズ素子全体で見ると、第１のヒューズ素子１０２ａと第２のヒューズ素子１０２ｂとでは、電流を流したときに最も高温となる箇所が異なることになる。

たとえば、上層ヒューズ配線１２ａおよび上層ヒューズ配線１２ｂの膜厚が図４（ａ）のｄ１からｄ２（ｄ１＞ｄ２）に薄くなった場合を説明する。この場合、上述したように、第１のヒューズ素子１０２ａにおいては、良好な切断ができないおそれがある。一方、第２のヒューズ素子１０２ｂにおいて、良好な切断を行うことができる。図６は、図２（ｂ）のＢ−Ｂ’断面図である。この場合でも、図６（ａ）に示すように、第２のヒューズ素子１０２ｂでは上層ヒューズ配線１２ｂとビア３０との接続箇所近くが最も高温となるようにすることができる。そのため、図６（ｂ）に示すように、第２のヒューズ素子１０２ｂにおいて、ビア３０に切断箇所３１を形成することができる。

次に、図７を参照してこの効果を説明する。図７の横軸は制御パラメータ、縦軸は不良率を示す。ここで、制御パラメータは、上層ヒューズ配線の膜厚である。
第１のヒューズユニット１００ａおよび第２のヒューズユニット１００ｂは、それぞれ、上層ヒューズ配線の膜厚に応じて不良率が変化する。いずれのヒューズユニットにおいても、上層ヒューズ配線の膜厚が図中「正常範囲」とした範囲においては、「通常基準値」を満たすように設計されている。しかし、「通常基準値」よりも低い不良率が要求される「高品質基準値」は、第１のヒューズユニット１００ａまたは第２のヒューズユニット１００ｂの単独では満たせない場合がある。

ここで、本実施の形態において、第１のヒューズユニット１００ａと第２のヒューズユニット１００ｂとは、第１のヒューズユニット１００ａにおける不良率の極小点Ｃ_１と、第２のヒューズユニット１００ｂにおける不良率の極小点Ｃ_２とがずれるように設計される。ここで、極小点は、不良率がほぼゼロとなる範囲のセンタ値（中央値）とすることができる。第１のヒューズユニット１００ａの極小点Ｃ_１は、第２のヒューズユニット１００ｂの極小点Ｃ_２よりも膜厚が厚い側に設定されている。

このような構成とすることにより、「高品質基準値」のように低い基準値が要求される場合でも、広い範囲の膜厚の変動に対して、第１のヒューズユニット１００ａおよび第２のヒューズユニット１００ｂのいずれかが「高品質基準値」を満たせるので、電気ヒューズ１０１として、「高品質基準値」を満たすことのできる膜厚の範囲を広げることができる。

また、電気ヒューズ１０１は、２つの第１のヒューズユニット１００ａおよび第２のヒューズユニット１００ｂに加えて、さらに多くのヒューズユニットを含む構成とすることができる。図８には、電気ヒューズ１０１が第１のヒューズユニット１００ａおよび第２のヒューズユニット１００ｂに加えて、さらに第３のヒューズユニット１００ｃを含む例を示す。

第３のヒューズユニット１００ｃも第１のヒューズユニット１００ａや第２のヒューズユニット１００ｂと同様に、電流の印加により電気的に切断される第３のヒューズ素子１０２ｃと、第３のヒューズ素子１０２ｃに、第３のヒューズ素子１０２ｃを切断するための電流を流すスイッチである第３のトランジスタ１０４ｃと、第３の制御用抵抗１０６ｃとを含む。第３のヒューズ素子１０２ｃの一端の端子１４は接地されており、他端の端子は第３のヒューズ素子１０２ｃのソース・ドレインの一方に接続されている。第３のトランジスタ１０４ｃのソース・ドレインの他方は、第３の制御用抵抗１０６ｃを介して判定回路１５０に接続されている。

判定回路１５０は、第１のヒューズ素子１０２ａ、第２のヒューズ素子１０２ｂ、および第３のヒューズ素子１０２ｃが電気的に切断されているか否かを検出し、一以上のヒューズ素子が電気的に切断されている場合に、電気ヒューズ１０１が電気的に切断されていると判定する。判定回路１５０は、第１のヒューズ素子１０２ａ、第２のヒューズ素子１０２ｂおよび第３のヒューズ素子１０２ｃの少なくとも一つが電気的に切断されているときに、電気ヒューズ１０１が電気的に切断されていることを示す第１の大きさの電位信号を出力し、第１のヒューズ素子１０２ａ、第２のヒューズ素子１０２ｂおよび第３のヒューズ素子１０２ｃのいずれも切断されていない場合に電気ヒューズ１０１が切断されていないことを示す第２の大きさの電位信号を出力する。

また、第１のヒューズユニット１００ａ、第２のヒューズユニット１００ｂ、および第３のヒューズユニット１００ｃは、それぞれ独立に電流が印加されるように構成される。たとえば、第１のヒューズ素子１０２ａ、第２のヒューズ素子１０２ｂ、および第３のヒューズ素子１０２ｃは、判定回路１５０に対して並列に接続された構成とすることができる。

ここで、第３のヒューズユニット１００ｃは、第１のヒューズユニット１００ａおよび第２のヒューズユニット１００ｂのいずれとも異なる構成とすることができる。たとえば、第１のヒューズ素子１０２ａ、第２のヒューズ素子１０２ｂ、および第３のヒューズ素子１０２ｃが、図２に示したような構成のヒューズ素子である場合、第３のヒューズユニット１００ｃの第３のヒューズ素子１０２ｃは、電流の流れる方向に対して垂直な方向の幅が上層ヒューズ配線１２ａの幅Ｗ１よりも狭い幅の上層ヒューズ配線を有する構成とすることができる。また、第３のヒューズ素子１０２ｃにおける不良率の極小点の制御パラメータの値は、第１のヒューズ素子１０２ａの極小点Ｃ_１および第２のヒューズ素子１０２ｂの極小点Ｃ_２と異なるように形成される。

このような３つのヒューズ素子を組み合わせることにより、図７に示した「高品質基準値」のように低い基準値が要求される場合でも、広い範囲の膜厚の変動に対して、第１のヒューズユニット１００ａ、第２のヒューズユニット１００ｂ、および第３のヒューズユニット１００ｃのいずれかが「高品質基準値」を満たせるので、電気ヒューズ１０１として、「高品質基準値」を満たすことのできる膜厚の範囲を広げることができる。たとえば、上層ヒューズ配線の膜厚が設計値よりも厚くなってしまった場合、第３のヒューズ素子１０２ｃにおいて、最も高温となる箇所を好ましい位置とすることができる。

図９は、第１のヒューズ素子１０２ａおよび第２のヒューズ素子１０２ｂの他の例を示す図である。
第１のヒューズ素子１０２ａおよび第２のヒューズ素子１０２ｂは、上層ヒューズ配線１２および下層ヒューズ配線２２の側方に、ガードメタル４０が形成された構成とすることができる。ガードメタル４０は、下層ヒューズ配線２２と同層に形成された下層配線（不図示）と、ビア３０と同層に形成されたスリットビア４４と、上層ヒューズ配線１２と同層に形成された配線４２とを含む構成とすることができる。このようなガードメタル４０を設けると、ガードメタル４０の放熱作用等により、ガードメタル４０を設けていない構成に対して、上層ヒューズ配線１２における最も高温となる箇所が変化する。図９に示した例では、第１のヒューズ素子１０２ａと第２のヒューズ素子１０２ｂとは、上層ヒューズ配線１２とガードメタル４０との距離が異なるような構成としている。たとえば、第１のヒューズ素子１０２ａにおいては、上層ヒューズ配線１２とガードメタル４０との距離がＷ３であるのに対し、第２のヒューズ素子１０２ｂにおいては、上層ヒューズ配線１２とガードメタル４０との距離がＷ４＞Ｗ３となる関係を満たすＷ４となっている。

このような構成とすると、第１のヒューズ素子１０２ａと第２のヒューズ素子１０２ｂとでは、電流を流したときに、最も高温となる箇所が異なってくる。そのため、このようなヒューズ素子を組み合わせることにより、図７に示した「高品質基準値」のように低い基準値が要求される場合でも、広い範囲の膜厚の変動に対して、第１のヒューズユニット１００ａおよび第２のヒューズユニット１００ｂのいずれかが「高品質基準値」を満たせるので、電気ヒューズ１０１として、「高品質基準値」を満たすことのできる膜厚の範囲を広げることができる。

なお、ガードメタル４０の構成は、一例であり、たとえば特願２００８−２０７３５６に示したように、ガードメタル４０が上層ヒューズ配線１２ａや上層ヒューズ配線１２ｂ等と電気的に接続された構成とすることもでき、またたとえば特願２００８−１０４２７７に示したように、上層ヒューズ配線が形成された層に形成された配線と上層ヒューズ配線との距離が、下層ヒューズ配線が形成された層に形成された配線と下層ヒューズ配線との距離よりも狭くなるような構成とすることもできる。

次に、本実施の形態における電子部品装置２００の効果を説明する。
本実施の形態において、制御パラメータの適正範囲が異なるヒューズユニットを複数用意し、これらの論理和を取ることにより、電気ヒューズの不良率に影響を与える制御パラメータに対して広い範囲で、不良率を小さく抑えることが可能となる。

一方、従来技術に記載されたように、同じ構成の複数のヒューズの論理和を出力するだけでは、制御パラメータが管理範囲の境界付近となった場合に、「高品質基準値」を満たすようにするのが困難である。「高品質基準値」を満たすようにするためには、論理和をとるヒューズの本数を増やす必要があり、その分面積が増大する。また、制御パラメータの適正範囲を広げることもできない。

図７では、制御パラメータとして、各ヒューズ素子の上層ヒューズ配線の膜厚を例として説明したが、制御パラメータは、その他種々のものとすることができる。たとえば、図２から図６を参照して説明した構成においては、上層配線のシート抵抗（ｍΩ／Ｓｑ．）とすることもでき、また、ヒューズの被切断部のシート抵抗（ｍΩ／Ｓｑ．）とすることもできる。

このような構成とすることにより、図１０に示すように、「高品質基準値」のように低い基準値が要求される場合でも、広い範囲の制御パラメータに対して、第１のヒューズユニット１００ａおよび第２のヒューズユニット１００ｂのいずれかが「高品質基準値」を満たせるので、高品質な電気ヒューズ１０１が実現可能となる。また、制御パラメータの適切範囲を広くすることもできる。

さらに、制御パラメータが変動し得る範囲に応じて、このようなヒューズユニットの数を増やすことにより、所望の範囲の制御パラメータの変動に対して、所望の不良率を与える電気ヒューズ１０１を提供することができる。

（第２の実施の形態）
本実施の形態において、変化部品が電気ヒューズである場合を例として説明する。本実施の形態においても、電子部品装置２００は、第１の実施の形態について図１に示したのと同様の構成を有する。
ただし、本実施の形態において、第１のヒューズユニット１００ａと第２のヒューズユニット１００ｂとは同じ構成とすることができる。また、本実施の形態においては、第１のヒューズユニット１００ａと第２のヒューズユニット１００ｂとに、電流値が異なる電流を印加する点でも第１の実施の形態と異なる。

図１１は、本実施の形態における第１のヒューズ素子１０２ａおよび第２のヒューズ素子１０２ｂの構成の一例を示す平面図である。なお、第１のヒューズユニット１００ａおよび第２のヒューズユニット１００ｂにおいて、第１のヒューズ素子１０２ａおよび第２のヒューズ素子１０２ｂ以外の構成は、同じとすることができ、同一の製造工程で製造することができる。第１のヒューズ素子１０２ａおよび第２のヒューズ素子１０２ｂは、それぞれ、端子１４と端子２４と、これらの間に設けられた被切断配線１６とを含む。ここでも、第１のヒューズ素子１０２ａおよび第２のヒューズ素子１０２ｂは、同層に設けられた構成とすることができる。すなわち、第１のヒューズ素子１０２ａの被切断配線１６と第２のヒューズ素子１０２ｂの被切断配線１６とは膜厚が同じとすることができる。

本実施の形態において、電気ヒューズ１０１の切断および判定は、以下の手順で実施される。
第１のヒューズユニット１００ａおよび第２のヒューズユニット１００ｂにそれぞれ独立に電流を印加する工程、
第１のヒューズ素子１０２ａおよび第２のヒューズ素子１０２ｂが電気的に切断されているか否かをそれぞれ検出し、少なくともいずれか一方のヒューズ素子が電気的に切断されている場合に、電気ヒューズ１０１が電気的に切断されていると判定する工程。
ここで、電流を印加する工程において、第１のヒューズユニット１００ａおよび第２のヒューズユニット１００ｂに電流値が異なる電流を印加することができる。

図１１に示したような構成において、たとえば第１のヒューズ素子１０２ａには、第２のヒューズ素子１０２ｂよりも電流値の高い電流を印加するようにする。この場合、たとえば第１のヒューズ素子１０２ａおよび第２のヒューズ素子１０２ｂの被切断配線１６の膜厚が設計値よりも薄くなってしまった場合には、ヒューズの抵抗値が高くなるので、電流値を高くしなければ、良好に切断できないおそれがある。一方、たとえば第１のヒューズ素子１０２ａおよび第２のヒューズ素子１０２ｂの被切断配線１６の膜厚が設計値よりも厚くなってしまった場合には、ヒューズの抵抗値が低くなるので、電流値を高くしすぎると、大電流が流れて過熱され、ヒューズが好ましくない形で切断され、再接続が生じやすくなる可能性がある。本実施の形態においては、第１のヒューズ素子１０２ａと第２のヒューズ素子１０２ｂとにそれぞれ電流値の異なる電流を印加するので、被切断配線１６の膜厚にかかわらず、第１のヒューズ素子１０２ａおよび第２のヒューズ素子１０２ｂのいずれかを良好に切断することができる。そのため、電気ヒューズ１０１として、「高品質基準値」を満たすことのできる制御パラメータの範囲を広げることができる。

本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。本実施の形態においても、低い不良率の基準値が要求される場合でも、広い範囲の制御パラメータの変動に対して、第１のヒューズユニット１００ａおよび第２のヒューズユニット１００ｂのいずれかが「高品質基準値」を満たせるので、電気ヒューズ１０１として、「高品質基準値」を満たすことのできる制御パラメータの範囲を広げることができる。

（第３の実施の形態）
本実施の形態において、変化部品がアンチヒューズである場合を例として説明する。
図１２は、本実施の形態における電子部品装置２１０の構成の一例を示すブロック図である。
電子部品装置２１０は、アンチヒューズ１６１（変化部品）と、判定回路１９０（判定部）とを含む。アンチヒューズ１６１は、第１のアンチヒューズユニット１６０ａおよび第２のアンチヒューズユニット１６０ｂを含む。なお、図示していないが、アンチヒューズ１６１および判定回路１９０は、シリコン基板等の半導体基板上に形成された構成とすることができる。電子部品装置２１０は、トランジスタ等の素子を含む半導体装置とすることができる。

第１のアンチヒューズユニット１６０ａは、電圧の印加により電気的に接続される第１のアンチヒューズ素子１６２ａ（第１の変化素子）と、第１のアンチヒューズ素子１６２ａに、第１のアンチヒューズ素子１６２ａを電気的に接続するための電流を流すスイッチである第３のトランジスタ１６４ａと、第３の制御用抵抗１６６ａとを含む。第１のアンチヒューズ素子１６２ａの一端の端子は接地されており、他端の端子は第３のトランジスタ１６４ａのソース・ドレインの一方に接続されている。第３のトランジスタ１６４ａのソース・ドレインの他方は、第３の制御用抵抗１６６ａを介して判定回路１９０に接続されている。

また、第２のアンチヒューズユニット１６０ｂも第１のアンチヒューズユニット１６０ａと同様に、電圧の印加により電気的に接続される第２のアンチヒューズ素子１６２ｂ（第２の変化素子）と、第２のアンチヒューズ素子１６２ｂに、第２のアンチヒューズ素子１６２ｂを電気的に接続するための電流を流すスイッチである第４のトランジスタ１６４ｂと、第４の制御用抵抗１６６ｂとを含む。第２のアンチヒューズ素子１６２ｂの一端の端子は接地されており、他端の端子は第４のトランジスタ１６４ｂのソース・ドレインの一方に接続されている。第４のトランジスタ１６４ｂのソース・ドレインの他方は、第４の制御用抵抗１６６ｂを介して判定回路１９０に接続されている。

判定回路１９０は、第１のアンチヒューズ素子１６２ａおよび第２のアンチヒューズ素子１６２ｂが電気的に接続されているか否かを検出し、少なくともいずれか一方のアンチヒューズ素子が電気的に接続されている場合に、アンチヒューズ１６１が電気的に接続されていると判定する。

本実施の形態において、第１のアンチヒューズユニット１６０ａおよび第２のアンチヒューズユニット１６０ｂは、それぞれ独立に電圧が印加されるように構成される。たとえば、第１のアンチヒューズ素子１６２ａおよび第２のアンチヒューズ素子１６２ｂは、判定回路１９０に対して並列に接続された構成とすることができる。

このような構成の電子部品装置２１０において、判定回路１９０から所定の電圧が印加されると、第３のトランジスタ１６４ａおよび第４のトランジスタ１６４ｂが順次選択される。選択されたトランジスタにおいて電流が流れ、当該トランジスタに接続されたアンチヒューズ素子に電圧が印加される。これにより、通常はアンチヒューズ素子が電気的に接続される。

ところで、本実施の形態において、第１のアンチヒューズユニット１６０ａおよび第２のアンチヒューズユニット１６０ｂは、所定の電流を印加した場合に電気的接続状態の変化が生じない割合（不良率）に影響を与える制御パラメータの適正範囲が異なるように構成することができる。第１のアンチヒューズユニット１６０ａと第２のアンチヒューズユニット１６０ｂとは、たとえば、構成が異なるようにすることができる。

たとえば、第１のアンチヒューズユニット１６０ａおよび第２のアンチヒューズユニット１６０ｂは、それぞれに含まれるアンチヒューズ素子、トランジスタ、および電流制御用抵抗のいずれか一つまたは複数が他方と異なるようにすることができる。
たとえば、第１のアンチヒューズ素子１６２ａと第２のアンチヒューズ素子１６２ｂとが異なる構成を有し、第３のトランジスタ１６４ａおよび第４のトランジスタ１６４ｂ、第３の制御用抵抗１６６ａおよび第４の制御用抵抗１６６ｂは同じ構成とすることができる。
また、たとえば、第３のトランジスタ１６４ａと第４のトランジスタ１６４ｂとが異なる構成を有し、第１のアンチヒューズ素子１６２ａおよび第２のアンチヒューズ素子１６２ｂ、第３の制御用抵抗１６６ａおよび第４の制御用抵抗１６６ｂは同じ構成とすることもできる。
また、たとえば、第３の制御用抵抗１６６ａと第４の制御用抵抗１６６ｂとが異なる構成を有し、第１のアンチヒューズ素子１６２ａおよび第２のアンチヒューズ素子１６２ｂ、第３のトランジスタ１６４ａおよび第４のトランジスタ１６４ｂは同じ構成とすることもできる。
また、たとえば、第１のアンチヒューズ素子１６２ａと第２のアンチヒューズ素子１６２ｂとが異なる構成を有し、第３のトランジスタ１６４ａと第４のトランジスタ１６４ｂとも異なる構成を有し、第３の制御用抵抗１６６ａおよび第４の制御用抵抗１６６ｂは同じ構成とすることもできる。
また、たとえば、第１のアンチヒューズ素子１６２ａと第２のアンチヒューズ素子１６２ｂとが異なる構成を有し、第３のトランジスタ１６４ａと第４のトランジスタ１６４ｂとも異なる構成を有し、第３の制御用抵抗１６６ａと第４の制御用抵抗１６６ｂとも異なる構成とするようにすることもできる。

本実施の形態において、アンチヒューズ１６１の電気的接続および判定は、以下の手順で実施される。
第１のアンチヒューズユニット１６０ａおよび第２のアンチヒューズ素子１６２ｂにそれぞれ独立に電圧を印加する工程、
第１のアンチヒューズ素子１６２ａおよび第２のアンチヒューズ素子１６２ｂが電気的に接続されているか否かをそれぞれ検出し、少なくともいずれか一方のアンチヒューズ素子が電気的に接続されている場合に、アンチヒューズ１６１が電気的に接続していると判定する工程。
ここで、電圧を印加する工程において、第１のアンチヒューズユニット１６０ａおよび第２のアンチヒューズユニット１６０ｂに電圧値が同じ電圧を印加することができる。

一例として、第１のアンチヒューズ素子１６２ａと第２のアンチヒューズ素子１６２ｂとの構成が異なる例を説明する。なお、第１のアンチヒューズユニット１６０ａおよび第２のアンチヒューズユニット１６０ｂにおいて、第１のアンチヒューズ素子１６２ａおよび第２のアンチヒューズ素子１６２ｂ以外の構成は、同じとすることができ、同一の製造工程で製造することができる。

図１３は、第１のアンチヒューズ素子１６２ａおよび第２のアンチヒューズ素子１６２ｂの構成を示す断面図である。図１４は、第１のアンチヒューズ素子１６２ａおよび第２のアンチヒューズ素子１６２ｂの構成を示す平面図である。図１３は、図１４のＣ−Ｃ’断面に対応する。ここでは、アンチヒューズ素子がデプレッション型のＭＯＳトランジスタと同様の構成を有する例を示す。

電子部品装置２１０は、シリコン基板２１２と、シリコン基板２１２の一面に形成された第１のソース・ドレイン領域５０ａおよび第２のソース・ドレイン領域５０ｂを含む。第１のアンチヒューズ素子１６２ａは、第１のソース・ドレイン領域５０ａと、シリコン基板２１２上に形成された第１のゲート絶縁膜５２ａおよび第１のゲート電極５４ａとにより構成される。図示していないが、第１のヒューズ素子１０２ａのソース領域とドレイン領域とは、たとえば上層配線により短絡されている。第１のアンチヒューズ素子１６２ａにおいて、初期状態では、第１のゲート電極５４ａは、第１のゲート絶縁膜５２ａにより、第１のソース・ドレイン領域５０ａと絶縁されている。しかし、第１のゲート電極５４ａに高電圧を印加することによって第１のゲート絶縁膜５２ａに絶縁破壊領域が形成されると、デプレッション型のチャネル領域を介して第１のゲート電極５４ａと第１のソース・ドレイン領域５０ａが短絡され、第１のアンチヒューズ素子１６２ａが電気的に接続された状態となる。

同様に、第２のアンチヒューズ素子１６２ｂは、第２のソース・ドレイン領域５０ｂと、シリコン基板２１２上に形成された第２のゲート絶縁膜５２ｂおよび第２のゲート電極５４ｂとにより構成される。第２のアンチヒューズ素子１６２ｂも第１のアンチヒューズ素子１６２ａと同様の構成を有する。このような構成の第２のアンチヒューズ素子１６２ｂにおいて、第２のゲート電極５４ｂに高電圧を印加することによって第２のゲート絶縁膜５２ｂに絶縁破壊領域が形成されると、デプレッション型のチャネル領域を介して第２のゲート電極５４ｂと第２のソース・ドレイン領域５０ｂが短絡され、第２のアンチヒューズ素子１６２ｂが電気的に接続された状態となる。

本実施の形態において、第１のアンチヒューズ素子１６２ａと第２のアンチヒューズ素子１６２ｂとは、第１のゲート電極５４ａおよび第２のゲート電極５４ｂのゲート長が異なる構成とすることができる。第１のゲート電極５４ａのゲート長Ｗ５は、第２のゲート電極５４ｂのゲート長Ｗ６よりも短い構成（Ｗ５＜Ｗ６）とすることができる。

図１３および図１４に示したような構成のアンチヒューズにおいては、ゲート電極に印加される電圧が低すぎると、ゲート絶縁膜の絶縁破壊が生じず、アンチヒューズの電気的接続を良好に行うことができない。一方、ゲート電極に印加される電圧が高すぎても、ゲート絶縁膜の絶縁破壊だけでなく、周囲の他の素子の破壊も生じて、アンチヒューズの電気的接続が行われた後、再切断等の不良が生じるおそれがある。

本実施の形態において、ゲート長の長い第２のアンチヒューズ素子１６２ｂにおいて、ゲート絶縁膜の絶縁破壊を起こすためには、第１のアンチヒューズ素子１６２ａよりも高い電圧を印加する必要がある。また、ゲート長の長い第２のアンチヒューズ素子１６２ｂは、第１のアンチヒューズ素子１６２ａよりも高い電圧に対する耐性が高くなる。

たとえば、第１のゲート電極５４ａおよび第２のゲート電極５４ｂに所定の電圧を印加する場合に、ゲート絶縁膜の膜厚が設計値よりも厚くなった場合、たとえば第２のアンチヒューズ素子１６２ｂの電気的接続は良好に行えない可能性があるが、第１のアンチヒューズ素子１６２ａの電気的接続は良好に行うことができる。一方、第１のゲート電極５４ａおよび第２のゲート電極５４ｂに所定の電圧を印加する場合に、ゲート絶縁膜の膜厚が設計値よりも薄くなった場合、第１のアンチヒューズ素子１６２ａの電気的接続は良好に行えない可能性があるが、第２のアンチヒューズ素子１６２ｂの電気的接続は良好に行うことができる。

次に、図１５を参照してこの効果を説明する。図１５の横軸は制御パラメータ、縦軸は不良率を示す。ここで、制御パラメータは、ゲート絶縁膜の膜厚である。
第１のアンチヒューズユニット１６０ａおよび第２のアンチヒューズユニット１６０ｂは、それぞれ、第１のアンチヒューズ素子１６２ａおよび第２のアンチヒューズ素子１６２ｂのゲート絶縁膜の膜厚に応じて不良率が変化する。いずれのアンチヒューズユニットにおいても、アンチヒューズ素子のゲート絶縁膜の膜厚が図中「正常範囲」とした範囲においては、「通常基準値」を満たすように設計されている。しかし、「通常基準値」よりも低い不良率が要求される「高品質基準値」は、第１のアンチヒューズユニット１６０ａまたは第２のアンチヒューズユニット１６０ｂの単独では満たせない場合がある。

ここで、本実施の形態において、第１のアンチヒューズユニット１６０ａと第２のアンチヒューズユニット１６０ｂとは、第１のアンチヒューズユニット１６０ａにおける不良率の極小点Ｃ_３と、第２のアンチヒューズユニット１６０ｂにおける不良率の極小点Ｃ_４とがずれるように設計される。ここで、極小点は、不良率がほぼゼロとなる範囲のセンタ値とすることができる。第１のアンチヒューズユニット１６０ａの極小点Ｃ_３は、第２のアンチヒューズユニット１６０ｂの極小点Ｃ_４よりも膜厚が薄い側に設定されている。

このような構成とすることにより、「高品質基準値」のように低い基準値が要求される場合でも、広い範囲の膜厚の変動に対して、第１のアンチヒューズユニット１６０ａおよび第２のアンチヒューズユニット１６０ｂのいずれかが「高品質基準値」を満たせるので、アンチヒューズ１６１として、「高品質基準値」を満たすことのできる膜厚の範囲を広げることができる。なお、ここでは、制御パラメータとして、各アンチヒューズ素子のゲート絶縁膜の膜厚を例として説明したが、制御パラメータは、その他種々のものとすることができる。

また、たとえば、第１のアンチヒューズ素子１６２ａおよび第２のアンチヒューズ素子１６２ｂの構成は、図１６に示したような構成とすることもできる。ここでは、第１のアンチヒューズ素子１６２ａの第１のソース・ドレイン領域５０ａのゲート長方向と垂直な方向の幅Ｗ７が、第２のアンチヒューズ素子１６２ｂの第２のソース・ドレイン領域５０ｂのゲート長方向と垂直な方向の幅Ｗ８よりも狭くなっている。このような構成としても、図１３および図１４に示した構成と同様に、ゲート絶縁膜の膜厚を制御パラメータとして、第１のアンチヒューズ素子１６２ａと第２のアンチヒューズ素子１６２ｂとで、不良率が「高品質基準値」以下となる範囲を異ならせることができる。そのため、アンチヒューズ１６１として、「高品質基準値」を満たすことのできる膜厚の範囲を広げることができる。

（第４の実施の形態）
本実施の形態において、変化部品がアンチヒューズである場合を例として説明する。本実施の形態においても、電子部品装置２１０は、第３の実施の形態について図１２に示したのと同様の構成を有する。
ただし、本実施の形態において、第１のアンチヒューズユニット１６０ａと第２のアンチヒューズユニット１６０ｂとは同じ構成とすることができる。また、本実施の形態においては、第１のアンチヒューズユニット１６０ａと第２のアンチヒューズユニット１６０ｂとに、電圧値が異なる電圧を印加する点でも第３の実施の形態と異なる。

図１７は、本実施の形態における第１のアンチヒューズ素子１６２ａおよび第２のアンチヒューズ素子１６２ｂの構成の一例を示す平面図である。なお、第１のアンチヒューズユニット１６０ａおよび第２のアンチヒューズユニット１６０ｂにおいて、第１のアンチヒューズ素子１６２ａおよび第２のアンチヒューズ素子１６２ｂ以外の構成は、同じとすることができ、同一の製造工程で製造することができる。

図１８は、図１７のＤ−Ｄ’断面図である。
第１のアンチヒューズ素子１６２ａおよび第２のアンチヒューズ素子１６２ｂは、第３の実施の形態において、図１３および図１４を参照して説明した第１のアンチヒューズ素子１６２ａと同様の構成を有する。ここでも、第１のアンチヒューズ素子１６２ａおよび第２のアンチヒューズ素子１６２ｂは、同層に設けられた構成とすることができる。すなわち、第１のアンチヒューズ素子１６２ａのゲート絶縁膜と第２のアンチヒューズ素子１６２ｂのゲート絶縁膜とは膜厚が同じとすることができる。

本実施の形態において、アンチヒューズ１６１の電気的接続および判定は、以下の手順で実施される。
第１のアンチヒューズユニット１６０ａおよび第２のアンチヒューズユニット１６０ｂにそれぞれ独立に電圧を印加する工程、
第１のアンチヒューズ素子１６２ａおよび第２のアンチヒューズ素子１６２ｂが電気的に接続されているか否かをそれぞれ検出し、少なくともいずれか一方のアンチヒューズ素子が電気的に接続されている場合に、アンチヒューズ１６１が電気的に接続していると判定する工程。
ここで、電圧を印加する工程において、第１のアンチヒューズユニット１６０ａおよび第２のアンチヒューズユニット１６０ｂに電圧値が異なる電圧を印加することができる。

図１８に示したような構成において、たとえば第１のアンチヒューズ素子１６２ａには、第２のアンチヒューズ素子１６２ｂよりも電圧値の高い電圧を印加するようにする。この場合、たとえば第１のアンチヒューズ素子１６２ａおよび第２のアンチヒューズ素子１６２ｂのゲート絶縁膜の膜厚が設計値よりも厚くなってしまった場合には、電圧値を高くしなければ、良好に電気的接続ができないおそれがある。一方、たとえば第１のアンチヒューズ素子１６２ａおよび第２のアンチヒューズ素子１６２ｂのゲート絶縁膜の膜厚が設計値よりも薄くなってしまった場合に、電圧値を高くしすぎると、好ましくない破壊等が生じ、この場合も良好な電気的接続が行えない可能性がある。本実施の形態においては、第１のアンチヒューズ素子１６２ａと第２のアンチヒューズ素子１６２ｂとにそれぞれ電圧値の異なる電圧を印加するので、第１のゲート絶縁膜５２ａの膜厚にかかわらず、第１のアンチヒューズ素子１６２ａおよび第２のアンチヒューズ素子１６２ｂのいずれかを良好に電気的に接続することができる。そのため、アンチヒューズ１６１として、「高品質基準値」を満たすことのできる制御パラメータの範囲を広げることができる。

本実施の形態においても、第１の実施の形態から第３の実施の形態で説明したのと同様の効果が得られる。本実施の形態においても、低い不良率の基準値が要求される場合でも、広い範囲の制御パラメータの変動に対して、第１のアンチヒューズユニット１６０ａおよび第２のアンチヒューズユニット１６０ｂのいずれかが「高品質基準値」を満たせるので、アンチヒューズ１６１として、「高品質基準値」を満たすことのできる制御パラメータの範囲を広げることができる。

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。

電子部品装置２００の電気ヒューズ１０１において、ヒューズユニットの数は適宜増やすことができる。同様に、電子部品装置２１０のアンチヒューズ１６１において、アンチヒューズユニットの数は適宜増やすことができる。

また、以上の実施の形態において、同じ構成の変化ユニットを同じ値の電流または電圧で切断する構成を合わせて用いることもできる。

１２ 上層ヒューズ配線
１２ａ 上層ヒューズ配線
１２ｂ 上層ヒューズ配線
１３ 流出部
１４ 端子
１６ 被切断配線
２２ 下層ヒューズ配線
２４ 端子
３０ ビア
３１ 切断箇所
４０ ガードメタル
４２ 配線
４４ スリットビア
５０ａ 第１のソース・ドレイン領域
５０ｂ 第２のソース・ドレイン領域
５２ａ 第１のゲート絶縁膜
５２ｂ 第２のゲート絶縁膜
５４ａ 第１のゲート電極
５４ｂ 第２のゲート電極
１００ａ 第１のヒューズユニット
１００ｂ 第２のヒューズユニット
１００ｃ 第３のヒューズユニット
１０１ 電気ヒューズ
１０２ａ 第１のヒューズ素子
１０２ｂ 第２のヒューズ素子
１０２ｃ 第３のヒューズ素子
１０４ａ 第１のトランジスタ
１０４ｂ 第２のトランジスタ
１０４ｃ 第３のトランジスタ
１０６ａ 第１の制御用抵抗
１０６ｂ 第２の制御用抵抗
１０６ｃ 第３の制御用抵抗
１５０ 判定回路
１６０ａ 第１のアンチヒューズユニット
１６０ｂ 第２のアンチヒューズユニット
１６１ アンチヒューズ
１６２ａ 第１のアンチヒューズ素子
１６２ｂ 第２のアンチヒューズ素子
１６４ａ 第３のトランジスタ
１６４ｂ 第４のトランジスタ
１６６ａ 第３の制御用抵抗
１６６ｂ 第４の制御用抵抗
１９０ 判定回路
２００ 電子部品装置
２１０ 電子部品装置
２１２ シリコン基板

Claims (12)

1. 電流または電圧の印加により電気的接続状態が変化する第１の変化素子を含む第１の変化ユニット、および電流または電圧の印加により電気的接続状態が変化する第２の変化素子を含む第２の変化ユニットを含む変化部品と、
   前記第１の変化素子および前記第２の変化素子の電気的接続状態の変化をそれぞれ検出し、少なくともいずれか一方の前記変化素子の電気的接続状態が変化している場合に、前記変化部品の電気的接続状態が変化していると判定する判定部と、
   を含み、
   前記第１の変化ユニットおよび前記第２の変化ユニットは、それぞれ独立に電流または電圧が印加されるように構成されるとともに、所定の電流または電圧を印加した場合に電気的接続状態の変化が生じない割合に影響を与える制御パラメータの適正範囲が異なるように構成された電子部品装置。
2. 請求項１に記載の電子部品装置において、
   前記制御パラメータは、前記第１の変化ユニットおよび前記第２の変化ユニットを構成する特定の構成要素の膜厚である電子部品装置。
3. 請求項１または２に記載の電子部品装置において、
   前記制御パラメータは、前記第１の変化ユニットおよび前記第２の変化ユニットを構成する特定の構成要素の抵抗値である電子部品装置。
4. 請求項１から３いずれかに記載の電子部品装置において、
   前記第１の変化素子および前記第２の変化素子は、電流の印加により電気的に切断されるヒューズ素子であって、
   前記変化部品は電気ヒューズであって、
   前記判定部は、前記第１の変化素子および前記第２の変化素子が電気的に切断されているか否かを検出し、少なくともいずれか一方の前記変化素子が電気的に切断されている場合に、前記変化部品が電気的に切断されていると判定する電子部品装置。
5. 請求項４に記載の電子部品装置において、
   前記第１の変化ユニットは、前記第１の変化素子を切断するための電流を流すスイッチである第１のトランジスタと、第１の電流制御用抵抗と、を含み、
   前記第２の変化ユニットは、前記第２の変化素子を切断するための電流を流すスイッチである第２のトランジスタと、第２の電流制御用抵抗と、を含み、
   前記第１の変化ユニットおよび前記第２の変化ユニットは、前記ヒューズ素子、前記トランジスタ、および前記電流制御用抵抗のうちのいずれか一以上の構成を互いに異ならせた電子部品装置。
6. 請求項４または５に記載の電子部品装置において、
   前記第１の変化素子および前記第２の変化素子は、前記判断回路に対して並列に接続された電子部品装置。
7. 請求項１から３いずれかに記載の電子部品装置において、
   前記第１の変化素子および前記第２の変化素子は、電圧の印加により電気的に接続されるアンチヒューズ素子であって、
   前記変化部品はアンチヒューズであって、
   前記判定部は、前記第１の変化素子および前記第２の変化素子が電気的に接続されているか否かを検出し、少なくともいずれか一方の前記変化素子が電気的に接続されている場合に、前記変化部品が電気的に接続されていると判定する電子部品装置。
8. 請求項７に記載の電子部品装置において、
   前記第１の変化素子および前記第２の変化素子は、前記判断回路に対して並列に接続された電子部品装置。
9. 電流または電圧の印加により電気的接続状態が変化する第１の変化素子を含む第１の変化ユニット、および電流または電圧の印加により電気的接続状態が変化する第２の変化素子を含む第２の変化ユニットを含む変化部品の製造方法であって、
   前記第１の変化ユニットおよび前記第２の変化ユニットにそれぞれ独立に電流または電圧を印加する工程と、
   前記第１の変化素子および前記第２の変化素子の電気的接続状態の変化をそれぞれ検出し、少なくともいずれか一方の前記変化素子の電気的接続状態が変化している場合に、前記変化部品の電気的接続状態が変化していると判定する工程と、
   を含み、
   前記第１の変化ユニットおよび前記第２の変化ユニットは、所定の電流または電圧を印加した場合に電気的接続状態の変化が生じない割合に影響を与える制御パラメータの適正範囲が異なるように構成された変化部品の製造方法。
10. 請求項９に記載の変化部品の製造方法において、
    前記電流または電圧を印加する工程において、前記第１の変化ユニットおよび前記第２の変化ユニットに値が等しい電流または電圧を印加する変化部品の製造方法。
11. 電流または電圧の印加により電気的接続状態が変化する第１の変化素子を含む第１の変化ユニット、および電流または電圧の印加により電気的接続状態が変化する第２の変化素子を含む第２の変化ユニットを含む変化部品の製造方法であって、
    前記第１の変化ユニットおよび前記第２の変化ユニットにそれぞれ独立に電流または電圧を印加する工程と、
    前記第１の変化素子および前記第２の変化素子の電気的接続状態の変化をそれぞれ検出し、少なくともいずれか一方の前記変化素子の電気的接続状態が変化している場合に、前記変化部品の電気的接続状態が変化していると判定する工程と、
    を含み、
    前記電流を印加する工程において、前記第１の変化ユニットおよび前記第２の変化ユニットに値が異なる電流または電圧を印加する変化部品の製造方法。
12. 請求項１１に記載の変化部品の製造方法において、
    前記第１の変化ユニットおよび前記第２の変化ユニットは、同じ構成を有する変化部品の製造方法。

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