JP2012142624A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電気ヒューズまたはアンチヒューズの保持特性を高める。
【解決手段】半導体装置１００は、半導体基板と、該半導体基板の上部に設けられた電気ヒューズ２００とを備える。電気ヒューズ２００は、直列に接続された第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４と、第１のヒューズリンク２０２の一端および他端にそれぞれ設けられた第１の電流流入／流出端子（第１の端子２０６）および第２の電流流入／流出端子（第２の端子２０８）と、第２のヒューズリンク２０４の一端および他端にそれぞれ設けられた第３の電流流入／流出端子（第２の端子２０８）および第４の電流流入／流出端子（第３の端子２１０）とを含む。
【選択図】図１

Description

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またはアンチ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。

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。

ヒューズの切断方法の一つとして、ヒューズの被切断部位にレーザ照射を行う方式がある。特許文献１（特開平１１−２９７８３７号公報）には、レーザ照射により切断されるヒューズにおいて生じる以下の問題を解決する技術が開示されている。すなわち、半導体装置のデザインルールが微細化するに伴い、切断される配線も微細化されている。そのため、ヒューズ配線を切断するためのレーザリペア装置のレーザ照射のための位置決め精度も高い精度のものが要求される。しかし、新しい世代の製品に新しい装置を用いていたのでは、製造コストは上昇する一方である。特許文献１では、一世代前の位置決め精度の高くないレーザリペア装置を用いて、確実にヒューズ配線を切断する手法を提供するため、１つの内部回路を切り替えるために切断される配線が複数本設けられ、複数の配線のどれか１本でも切断されれば、回路が切り替わる回路構成が提案されている。これにより、レーザ光線の切断される配線への照射位置ずれによる切断不良により、回路切り替え不良の発生を低減することができるとされている。

一方、レーザ照射によりヒューズを切断する方式とは異なるものとして、ヒューズを電流により切断する方式が知られている（特許文献２（特開２００５−３９２２０号公報）、特許文献３（特開２００５−５７１８６号公報））。特許文献２には、より小さい電流により溶断可能なヒューズが開示されている。特許文献２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１２は、特許文献２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。

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１１０７を有する。

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の溶断を加速させる。これにより、ヒューズ１１００が容易に溶断される。

また、特許文献３（特開２００５−５７１８６号公報）には、ヒューズのうち、溶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溶断部に発生する熱をヒューズの溶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４（特開２００４−２１４５８０号公報）には、高融点金属からなるバリアメタル層と主配線メタル層とを有する配線電極にて形成されるヒューズレイアウトが記載されている。このレイアウトは、直列に繋がれた複数の溶断型ヒューズ部と各々の溶断型ヒューズそれぞれに通電する複数のヒューズパッドとを有する。このレイアウトでは、複数のヒューズ部の少なくとも一つが切断すれば、レイアウト全体として切断されたことになる。これにより、切れ残り不良率を大きく低減できる。

特開平１１−２９７８３７号公報 特開２００５−３９２２０号公報 特開２００５−５７１８６号公報 特開２００４−２１４５８０号公報

図１２に示したように、電流によりヒューズを切断するヒューズ（Ｅヒューズ、以下電気ヒューズという。）では、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ことにより、電気ヒューズが切断される。電気ヒューズは、切断対象の電気ヒューズの電流流入端子と電流流出端子との間に電圧を印加することにより切断することができ、レーザ照射でヒューズを切断する方式において生じるような位置決め精度の問題は生じない。

しかし、本発明者等は、電気ヒューズにおいて、新たな課題が生じ得ることを見出した。

本発明者等は、電気ヒューズにおいて、電気ヒューズ切断後に熱処理が行われると、その際に切断箇所で再接続が生じる可能性があることを見出した。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電気ヒューズを構成した場合、電気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。

また、アンチヒューズの場合も、電気ヒューズと同様、アンチヒューズ接続後に熱処理が行われると、アンチヒューズを構成する材料が移動等することにより再切断されてしまう可能性がある。

以上のような再接続や再切断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や、電気的に接続されたアンチヒューズが接続状態を保持する保持特性をより高める必要がある。

上記のような再接続等が生じることを考慮すると、製品使用時の信頼性を上げるためには、ヒューズ切断（または接続）直後に複数のヒューズがそれぞれ確実に切断（または接続）された状態としておくことが好ましい。

本発明によれば、
半導体基板と、該半導体基板の上部に設けられ、電流または電圧により切断または接続の状態が変化する状態変化部位を有する素子と、を備え、
前記素子は、
第１の状態変化部位および第２の状態変化部位と、
前記第１の状態変化部位の一端および他端にそれぞれ設けられた第１の電流流入・流出端子／電圧印加端子および第２の電流流入・流出端子／電圧印加端子と、
前記第２の状態変化部位の一端および他端にそれぞれ設けられた第３の電流流入・流出端子／電圧印加端子および第４の電流流入・流出端子／電圧印加端子と、
前記第１の状態変化部位および前記第２の状態変化部位の両方が切断されているか否かを判定し、その判定結果を出力する判定部と、
を含み、
前記第１の状態変化部位および前記第２の状態変化部位は、前記第１の状態変化部位および前記第２の状態変化部位の少なくとも一方が変化していれば、前記素子の状態が変化していると検知されるように接続された半導体装置が提供される。

ここで、「素子」は、電気ヒューズまたはアンチヒューズとすることができる。「素子」が電気ヒューズの場合、「状態変化部位」はヒューズリンクである。また、この場合、第１の状態変化部位および第２の状態変化部位は、直列に接続される。「素子」がアンチヒューズの場合、「状態変化部位」は電圧の印加により電気的に接続されるリンク部である。また、この場合、第１の状態変化部位および第２の状態変化部位は、並列に接続される。

このようにすれば、素子において、状態変化部位を変化させる処理を行う際には、２つの状態変化部位をそれぞれ確実に変化させることができるとともに、素子の状態を検知する際に、２つの状態変化部位のうちいずれか一方がもとの状態に戻っていても、他方が変化したままの状態であれば、その素子の状態が変化していると検知されるようにすることができる。これにより、素子の保持特性を高めることができる。

本発明によれば、
半導体基板と、該半導体基板の上部に設けられた電気ヒューズと、を備え、
前記電気ヒューズは、
直列に接続された第１のヒューズリンクおよび第２のヒューズリンクと、
前記第１のヒューズリンクの一端および他端にそれぞれ設けられた第１の電流流入／流出端子および第２の電流流入／流出端子と、
前記第２のヒューズリンクの一端および他端にそれぞれ設けられた第３の電流流入／流出端子および第４の電流流入／流出端子と、
前記第１のヒューズリンクおよび前記第２のヒューズリンクの両方が切断されているか否かを判定し、その判定結果を出力する判定部と、
を含む半導体装置が提供される。

電気ヒューズとは、電流または電圧により切断されるヒューズのことである。ヒューズリンクとは、電気ヒューズにおける被切断部位のことである。第１のヒューズリンクおよび第２のヒューズリンクは、いずれも所定の電流値を超える電流が流れたときに切断されるように構成されている。ここで、電気ヒューズが切断されているか否かは、直列に接続された２つのヒューズリンクが切断されているか否かに応じて検知される構成となっている。

また、本実施の形態において、第１のヒューズリンクおよび第２のヒューズリンクの両方が切断されているか否かを判定し、その判定結果を出力することができる。これにより、ヒューズ切断直後に２つのヒューズリンクがそれぞれ確実に切断されているか否かを判定することができる。これにより、上記のような再接続等が生じる場合でも、前提として、複数のヒューズリンクが切断されたようにすることができ、製品使用時の信頼性を上げることができる。

本発明の半導体装置において、電気ヒューズに含まれる２つのヒューズリンクが直列に接続された構成となっているので、電気ヒューズにおいて、２つのヒューズリンクを通過した電流を検知することができる。これにより、２つのヒューズリンクのうち、一方が再接続してしまった場合でも、他方が切断されたままの状態であれば、電気ヒューズが切断されていると検知されるようにすることができる。このような構成とすることにより、１つのヒューズリンクしか有しない電気ヒューズに比べて、再接続率を二乗単位で大幅に低減することができる。ここで、再接続率とは、切断された電気ヒューズにおいて、ヒューズリンクが再接続することにより、その電気ヒューズが接続されていると検知されてしまう可能性のことである。そのため、半導体装置において、電気ヒューズの保持特性を高めることができる。

本発明では、特許文献１に記載された技術とは異なり、電気ヒューズにおける再接続率を大幅に低減し、保持特性を高めることを目的としている。再接続率を低減するためには、電気ヒューズにおいて、ヒューズリンク切断時には、２つのヒューズリンクが確実に切断されている必要がある。電気ヒューズの切断時に、２つのヒューズリンクのうちのいずれか一方しか切断されていなかった場合、その電気ヒューズの再接続率を低減することができない。

電気ヒューズに含まれる２つのヒューズリンクは、他方のヒューズリンクが切断されているか否かの影響を受けることなく一方のヒューズリンクを切断することができるような構成とすることができる。本発明の半導体装置において、電気ヒューズに含まれる２つのヒューズリンクの両端にはそれぞれ電流流入端子および電流流出端子が設けられているため、２つのヒューズリンクの両端に独立に電圧を印加することができる。このように、２つのヒューズリンクに独立に電圧を印加できる構成となっていないと、電気ヒューズ内に２つのヒューズリンクが含まれていても、これらを確実に切断することができない。たとえば、２つのヒューズリンクが直列に接続された構成において、これらにまとめて両外側から電圧を印加するだけの構成となっている場合、一方のヒューズリンクが先に切断されてしまうと、他方のヒューズリンクに電流が流れなくなり、他方のヒューズリンクを切断することができなくなってしまう。本発明において、電気ヒューズに含まれる２つのヒューズリンクの両端にはそれぞれ電流流入端子および電流流出端子が設けられているため、電気ヒューズに含まれる２つのヒューズリンクをそれぞれ確実に切断することができる。

さらに、上述したように、本発明の半導体装置においては、判定部が設けられている。そして、この判定部によって、２つのヒューズリンクがそれぞれ切断されているか否かが判定される。ここで、経時変化による再接続が発生する確率をヒューズリンク１個あたりｐ（０＜ｐ＜１）とすれば、ｎ個のヒューズリンク全てで再接続が発生する確率はｐ^ｎとなる。したがって、判定部の判定結果が否である場合（すなわち一方のヒューズリンクが切断されていない場合）には、切断処理を再度実行するなどして、２つのヒューズリンクを確実に切断しておくことにより、経時変化の影響が信号出力部の出力に及ぶ確率を低減させることができる。すなわち、ヒューズの経時変化率が実質的に低減する。

第１のヒューズリンクおよび前記第２のヒューズリンクは、それぞれ独立に電圧印加可能な構成となっていればよく、たとえば第１のヒューズリンクの端子の一方および前記第２のヒューズリンクの端子の一方は、同一の一つの端子により構成することができる。たとえば、前記第２の電流流入／流出端子および前記第３の電流流入／流出端子は、同一の一つの端子により構成することができる。このような構成としても、第１のヒューズリンクおよび前記第２のヒューズリンクを確実に切断することができる。

また、たとえば第１のヒューズリンクと第２のヒューズリンクとは、トランジスタ等のスイッチ素子を介して直列に接続された構成とすることもできる。たとえば、第１のヒューズリンクがトランジスタのソース・ドレインの一方に接続され、第２のヒューズリンクがソース・ドレインの他方に接続された構成とすることができる。このような構成としておき、第１のヒューズリンクおよび第２のヒューズリンクの切断時にはトランジスタをオフとして、第１のヒューズリンクおよび第２のヒューズリンクをそれぞれ切断するとともに、電気ヒューズの切断状態を検知する際にはトランジスタをオンとして、第１のヒューズリンクおよび第２のヒューズリンクを通過した電流を検知するようにすることができる。

本発明によれば、
半導体基板と、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それぞれ有するとともに、前記半導体基板の上部に設けられた複数の電気ヒューズと、を備えた半導体装置の製造方法であって、
切断対象の前記電気ヒューズを選択する工程と、
前記電気ヒューズを選択する工程で選択された前記電気ヒューズにおいて、前記第１のヒューズリンクおよび前記第２のヒューズリンクをそれぞれ切断する工程と、
前記第１のヒューズリンクおよび前記第２のヒューズリンクをそれぞれ切断する工程の後に、前記電気ヒューズの接続状態を検知する工程と、
前記第１のヒューズリンクおよび前記第２のヒューズリンクの両方が切断されているか否かを判定し、その判定結果を出力する工程と、
を備えた半導体装置の製造方法が提供される。

これにより、第１のヒューズリンクと第２のヒューズリンクとをそれぞれ確実に切断することができる。なお、前記第１のヒューズリンクおよび前記第２のヒューズリンクをそれぞれ切断する工程は、前記第１のヒューズリンクの一端と他端との間に電流を流して前記第１のヒューズリンクを切断する工程と、前記第２のヒューズリンクの一端と他端との間に電流を流して前記第２のヒューズリンクを切断する工程とを含むことができる。また、第１のヒューズリンクを切断する工程と第２のヒューズリンクを切断する工程は、これらをそれぞれ切断可能であれば、順に行ってもよく、同時に行ってもよい。

本発明によれば、
半導体基板と、該半導体基板の上部に設けられたアンチヒューズと、を備え、
前記アンチヒューズは、
並列に接続されるとともにそれぞれ所定の電圧が印加されることにより電気的に接続される第１のリンク部および第２のリンク部と、
前記第１のリンク部の一端および他端にそれぞれ設けられた第１の電圧印加端子および第２の電圧印加端子と、
前記第２のリンク部の一端および他端にそれぞれ設けられた第３の電圧印加端子および第４の電圧印加端子と、
前記第１のリンク部および前記第２のリンク部の両方が接続されているか否かを判定し、その判定結果を出力する判定部と、を含む半導体装置が提供される。

リンク部とは、アンチヒューズにおける被接続部位のことである。ここで、第１のリンク部および第２のリンク部は、少なくともアンチヒューズが接続されているか否かを検知する際に並列に接続される構成となっていればよい。

本発明の半導体装置において、アンチヒューズに含まれる２つのリンク部が並列に接続される構成となっているので、アンチヒューズにおいて、２つのいずれかのリンク部を通過した電流を検知することができる。これにより、２つのリンク部のうち、一方が再切断されてしまった場合でも、他方が接続されていれば、アンチヒューズが接続されていると検知されるようにすることができる。このような構成とすることにより、１つのリンク部しか有しないアンチヒューズに比べて、再切断率を二乗単位で低減することができる。ここで、再切断率とは、電気的に接続されたアンチヒューズにおいて、リンク部が再切断されることにより、そのアンチヒューズが切断されていると検知されてしまう可能性のことである。そのため、半導体装置において、アンチヒューズの保持特性を高めることができる。

アンチヒューズの場合も、再切断率を大幅に低減するためには、リンク部接続時には、２つのリンク部が確実に接続されている必要がある。本発明の半導体装置において、アンチヒューズに含まれる２つのリンク部の両端にはそれぞれ電圧印加端子が設けられているため、２つのリンク部の両端に独立に電圧を印加することができる。これにより、アンチヒューズに含まれるリンク部をそれぞれ確実に接続することができる。

本発明によれば、
半導体基板と、並列に接続されるとともにそれぞれ所定の電圧が印加されることにより電気的に接続される第１のリンク部および第２のリンク部をそれぞれ有し、前記半導体基板の上部に設けられた複数のアンチヒューズと、を備えた半導体装置の製造方法であって、
接続対象の前記アンチヒューズを選択する工程と、
前記アンチヒューズを選択する工程で選択された前記アンチヒューズにおいて、前記第１のリンク部および前記第２のリンク部をそれぞれ電気的に接続する工程と、
前記第１のリンク部および前記第２のリンク部をそれぞれ電気的に接続する工程の後に、
前記第１のリンク部および前記第２のリンク部を並列に接続した状態で、前記アンチヒューズの接続状態を検知する工程と、
前記第１のリンク部および前記第２のリンク部の両方が接続されているか否かを判定し、その判定結果を出力する工程と、
を備えた半導体装置の製造方法が提供される。

これにより、第１のリンク部と第２のリンク部とをそれぞれ確実に接続することができる。なお、前記第１のリンク部および前記第２のリンク部をそれぞれ電気的に接続する工程は、前記第１のリンク部の一端と他端との間に電圧を印加し、前記第１のリンク部を接続する工程と、前記第２のリンク部の一端と他端との間に電圧を印加し、前記第２のリンク部を接続する工程とを含むことができる。また、第１のリンク部を接続する工程および第２のリンク部を接続する工程は、これらを独立に接続可能であれば、順に行ってもよく、同時に行ってもよい。

本発明によれば、電気ヒューズまたはアンチヒューズの保持特性を高めることができる。

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構成を示す上面図である。 図１に示した電気ヒューズを電流により切断する手順を説明する図である。 図１に示した電気ヒューズを電位レベルの調整を行う回路に導入した例を示す回路図である。 本発明の実施の形態における電気ヒューズの他の例を示す上面図である。 本発明の実施の形態における電気ヒューズのまた他の例を示す上面図である。 本発明の実施の形態における電気ヒューズのまた他の例を示す上面図である。 本発明の実施の形態における電気ヒューズのまた他の例を示す上面図である。 電気ヒューズの他の例を示す回路図である。 図１に示した電気ヒューズを電位レベルの調整を行う回路に導入した他の例を示す回路図である。 本発明のアンチヒューズの構成の一例を示す回路図である。 本発明のアンチヒューズの構成の他の例を示す回路図である。 従来の電気ヒューズの一例を示す上面図である。 電気ヒューズを切断するための回路構成を含む半導体装置の構成を示す図である。 切断処理後に判定回路による判定結果および出力する信号を示す図である。 使用時に判定回路による判定結果および出力する信号を示す図である。 アンチヒューズを接続するための回路構成を含む半導体装置の構成を示す図である。

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構成を示す上面図である。
本実施の形態において、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た絶縁膜１０２と、その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、互いに直列に接続された第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４と、第１の端子２０６と、第２の端子２０８と、第３の端子２１０とを含む。第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４は、いずれも導電性材料により構成され、所定の電流値を超える電流が流れたときに切断されるように構成される。

第１の端子２０６および第２の端子２０８は、それぞれ、第１のヒューズリンク２０２の一端および他端に設けられ、第１のヒューズリンク２０２を電流により切断する際の電流流入端子および電流流出端子として機能する。第２の端子２０８および第３の端子２１０は、それぞれ、第２のヒューズリンク２０４の一端および他端に設けられ、第２のヒューズリンク２０４を電流により切断する際の電流流入端子および電流流出端子（または電流流入端子）として機能する。本実施の形態において、第１のヒューズリンク２０２の電流流出端子と第２のヒューズリンク２０４の電流入力端子（または電流流出端子）とは、同一の端子（第２の端子２０８）とされる。

本実施の形態において、第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４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、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。

また、本実施の形態において、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。

次に、図２および図１３を参照して、このように構成された電気ヒューズ２００を電流により切断する手順を説明する。ここで、第１のヒューズリンク２０２と第２のヒューズリンク２０４とは、独立に電圧印加可能に構成されている。つまり、第１のヒューズリンク２０２と第２のヒューズリンク２０４とは、他方のヒューズリンクが切断されているか否かの影響を受けることなく一方のヒューズリンクを切断することができるような構成とすることができる。

図１３は、電気ヒューズ２００を切断するための回路構成を含む半導体装置１００の構成を示す図である。
半導体装置１００は、第１の端子２０６に接続された第１の配線４１０、第２の端子２０８に接続された第２の配線４１２、および第３の端子２１０に接続された第３の配線４１４をさらに含む。第１の配線４１０および第３の配線４１４の一端はそれぞれ電圧電源Ｖに接続されている。第２の配線４１２の一端は接地されている。また、第１の配線４１０、第２の配線４１２、および第３の配線４１４の他端は、それぞれ判定回路４００に接続されている。さらに、第１の端子２０６と電圧電源Ｖとの間には第１のスイッチ４１６（ＳＷ１）が、第１の端子２０６と判定回路４００との間には第４のスイッチ４２２（ＳＷ１１）がそれぞれ設けられている。また、第２の端子２０８と接地点ＧＮＤとの間には第２のスイッチ４１８（ＳＷ２）が、第２の端子２０８と判定回路４００との間には第５のスイッチ４２４（ＳＷ１２）がそれぞれ設けられている。また、第３の端子２１０と電圧電源Ｖとの間には第３のスイッチ４２０（ＳＷ３）が、第３の端子２１０と判定回路４００との間には第６のスイッチ４２６（ＳＷ１３）がそれぞれ設けられている。

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を含むことができる。まず、切断対象の電気ヒューズ２００が選択される。本実施の形態において、切断対象として選択された電気ヒューズ２００においては、第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４がそれぞれ切断される。

まず、切断対象の電気ヒューズ２００において、第１のヒューズリンク２０２を電流により切断する処理を説明する。このとき、第１のスイッチ４１６および第２のスイッチ４１８をオンとする。他のスイッチはオフとする。これにより、第１の端子２０６に所定の高電位（たとえば電源電圧ＶＣＣ）が付与されるとともに、第２の端子２０８に所定の低電位（接地電位）が付与される。このとき、第３の端子２１０は浮いた状態になり、第２の端子２０８と第３の端子２１０との間には電流が流れない。これにより、第１の端子２０６から第２の端子２０８の方向に電流が流れ、第１のヒューズリンク２０２が切断される。
また、他の例において、第２の端子２０８と第３の端子２１０との間には電流が流れないように、第３の端子２１０には第２の端子２０８と同じ電位を付与するようにすることもできる。たとえば、第２の端子２０８および第３の端子２１０を接地することができる（図２（ａ））。

つづいて、第１のヒューズリンク２０２が切断されたか否かを判定回路４００により判定する。このとき、第１のスイッチ４１６および第２のスイッチ４１８をオフとするとともに、第４のスイッチ４２２および第５のスイッチ４２４をオンとする。他のスイッチはオフのままとされる。ここで、判定回路４００は、第１の端子２０６と第２の端子２０８との間の抵抗値を検出する。判定回路４００は、抵抗値が所定値（たとえば１ｋΩ）以上の場合に、第１のヒューズリンク２０２が切断されたと判定することができる。

つづいて、第２のヒューズリンク２０４を電流により切断する処理を説明する。このとき、第２のスイッチ４１８および第３のスイッチ４２０をオンとする。他のスイッチはオフとする。これにより、第３の端子２１０に所定の高電位（たとえばＶＣＣ）が付与されるとともに、第２の端子２０８に所定の低電位（接地電位）が付与される。また、第１の端子２０６は浮いた状態となり、第１の端子２０６と第２の端子２０８との間には電流が流れない。これにより、第２の端子２０８から第３の端子２１０の方向に電流が流れ、第２のヒューズリンク２０４が切断される。
また、他の例において、第１の端子２０６と第２の端子２０８との間には電流が流れないように、第１の端子２０６に第２の端子２０８と同じ電位を付与するようにすることもできる。たとえば、第１の端子２０６および第２の端子に高電位（たとえばＶＣＣ）を付与するとともに、第３の端子２１０を接地することができる（図２（ｂ））。これにより、第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４が切断された状態となる（図２（ｃ））。）

つづいて、第２のヒューズリンク２０４が切断されたか否かを判定回路４００により判定する。このとき、第２のスイッチ４１８および第３のスイッチ４２０をオフとするとともに、第５のスイッチ４２４および第６のスイッチ４２６をオンとする。他のスイッチはオフのままとされる。ここで、判定回路４００は、第２の端子２０８と第３の端子２１０との間の抵抗値を検出する。判定回路４００は、抵抗値が所定値（たとえば１ｋΩ）以上の場合に、第２のヒューズリンク２０４が切断されたと判定することができる。
以上の処理により、電気ヒューズ２００において、２つのヒューズリンクをそれぞれ確実に切断することができる。

なお、本実施の形態において、判定回路４００における判定の結果、切断処理直後または使用開始時に第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４の両方が切断されたと判定された場合にのみ、当該電気ヒューズ２００を使用可能とするようにすることができる。判定回路４００は、第１のヒューズリンク２０２の切断状態の判定結果および第２のヒューズリンク２０４の切断状態の判定結果を保持可能に構成される。判定回路４００は、第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４の両方が切断されているか否かを判定し、両方が切断されている場合に電気ヒューズ２００が良品であることを示す信号を出力するとともに、一方のみしか切断されていない場合、または両方とも切断されていない場合には、不良品であることを示す信号を出力する。図１４は、切断処理後に判定回路４００による判定結果および出力する信号を示す図である。ここで、「１」は切断されているという判定、「０」は切断されていないという判定である。判定回路４００は、第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４の両方の判定結果が「１」の場合にのみ、電気ヒューズ２００が良品であることを示す信号「１」を出力する。判定回路４００は、それ以外の場合には、電気ヒューズ２００が不良品であることを示す信号「０」を出力する。すなわち、判定回路４００は、切断処理直後（使用開始時）には、ＡＮＤ判定を行う。これにより、経時変化の影響が信号出力部の出力に及ぶ確率を低減させることができる。すなわち、ヒューズの経時変化率が実質的に低減する。

つづいて、電気ヒューズ２００の使用時の判定処理を説明する。使用時における電気ヒューズ２００が切断されているか否かの判定は、第１の端子２０６と第３の端子２１０との間に電流を流すことにより、行うことができる。図１３に示した構成において、第４のスイッチ４２２および第６のスイッチ４２６をオンとする。これにより、たとえば第１の端子２０６から所定の信号（ＶＣＣ）が入力され、その信号が第３の端子２１０から出力されるようにする。それ以外のスイッチはオフとされる。ここで、判定回路４００は、第１の端子２０６と第３の端子２１０との間の抵抗値を検出する。

図１５は、使用時に判定回路４００による判定結果および出力する信号を示す図である。ここで、「１」は切断されているという判定、「０」は切断されていないという判定である。判定回路４００は、第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４の少なくとも一方の判定結果が「１」の場合、電気ヒューズ２００が切断されていることを示す信号「１」を出力する。判定回路４００は、第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４の両方の判定結果が「０」の場合のみ、電気ヒューズ２００が切断されていないことを示す信号「０」を出力する。すなわち、判定回路４００は、使用時には、ＯＲ判定を行う。

電気ヒューズ２００のように、第１のヒューズリンク２０２と第２のヒューズリンク２０４が直列に接続された構成とすることにより、第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４の少なくとも一方が切断されている場合には、電気ヒューズ２００が切断されていると判定される。そのため、電気ヒューズ２００の切断処理後の熱処理工程等において第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４の再接続が生じる可能性がある場合でも、電気ヒューズ２００の再接続率を二乗単位で低減することができる。すなわち、１つのヒューズリンクの切断処理後の熱処理工程等における再接続率が１Ｅ−４だとすると、電気ヒューズ２００が２つのヒューズリンクを有する場合は、再接続率を１Ｅ−８とすることができる。

なお、他の例において、判定回路４００が第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４を切断するための電圧印加制御を行う構成とすることもできる。

図３は、図１に示した電気ヒューズ２００を電位レベルの調整を行う回路に導入した例を示す回路図である。
電気ヒューズ２００の第２のヒューズリンク２０４側の一端は抵抗２２０の一端と接続されている。抵抗２２０の他端は接地されている。第２のヒューズリンク２０４と抵抗２２０との間には、インバータ２３０が接続されている。

ここで、第１の端子２０６には電源電圧ＶＣＣが付与される。このような回路構成において、電気ヒューズ２００が切断されていない状態では、インバータ２３０の入力はハイとなる。このときインバータ２３０からはロウが出力される。一方、電気ヒューズ２００が切断された状態では、インバータ２３０の入力はロウとなる。このときインバータ２３０からはハイが出力される。このように、電気ヒューズ２００の切断状態によって、インバータ２３０の出力先の電位レベルが調整される。

本実施の形態において、電気ヒューズ２００が２つのヒューズリンクを有しているため、切断対象として選択され、切断された電気ヒューズ２００において、再接続率を大幅に低減することができる。これにより、図３に示したような回路において、電位レベルの調整を精度よく行うことができる。

本実施の形態において、電気ヒューズ２００の第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４は、種々の形状に形成することができる。以下、そのような例を説明する。

図４は、本実施の形態における電気ヒューズ２００の他の例を示す上面図である。
第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４は、それぞれ、第１の端子２０６と第２の端子２０８との間、および第２の端子２０８と第３の端子２１０との間に、折り返し部分を有する構成とすることができる。ここで、「折り返す」とは、ヒューズリンクが９０度より大きく折り返す箇所のことである。

図４（ａ）に示すように、第１のヒューズリンク２０２は、直線部２０２ａ、直線部２０２ｂ、直線部２０２ｃ、直線部２０２ａと直線部２０２ｂとを接続する接続部２０２ｄ、および直線部２０２ｂと直線部２０２ｃとを接続する接続部２０２ｅを含む。直線部２０２ａ、直線部２０２ｂ、および直線部２０２ｃは、互いに略平行に配置される。第２のヒューズリンク２０４は、直線部２０４ａ、直線部２０４ｂ、直線部２０４ｃ、直線部２０４ａと直線部２０４ｂとを接続する接続部２０４ｄ、および直線部２０４ｂと直線部２０４ｃとを接続する接続部２０４ｅを含む。直線部２０４ａ、直線部２０４ｂ、および直線部２０４ｃは、互いに略平行に配置される。

以下、第１の端子２０６から第２の端子２０８に至る方向を進行方向という。第１のヒューズリンク２０２は、直線部２０２ａと接続部２０２ｄ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２０２ｄと直線部２０２ｂ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、第１のヒューズリンク２０２は、１８０度折り返し、１回折り返したことになる。また、第１のヒューズリンク２０２は、直線部２０２ｂと接続部２０２ｅ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２０２ｅと直線部２０２ｃ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、第１のヒューズリンク２０２は１８０度折り返し、さらに１回折り返したことになる。以上から、本例において、第１のヒューズリンク２０２は、合計で２回折り返した構成を有する。第２のヒューズリンク２０４も、第１のヒューズリンク２０２と同様の形状を有し、合計で２回折り返した構成を有する。

このような構成の電気ヒューズ２００において、第１の端子２０６と第２の端子２０８との間に所定の電流を流すと、第１のヒューズリンク２０２の外側で発生した熱が、第１のヒューズリンク２０２の内側で発生する熱に加えられて、中心にある直線部２０２ｂがとくに加熱され、この部分の切断が加速される。そのため、第１のヒューズリンク２０２をより小さい電流で切断することができる。

同様に、電気ヒューズ２００において、第２の端子２０８と第３の端子２１０との間に所定の電流を流すと、第２のヒューズリンク２０４の外側で発生した熱が、第２のヒューズリンク２０４の内側で発生する熱に加えられて、中心にある直線部２０４ｂがとくに加熱され、この部分の切断が加速される。そのため、第２のヒューズリンク２０４をより小さい電流で切断することができる。

なお、本例において、第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４は、絶縁膜１０２に形成された凹部内に埋め込まれた構成とすることができる。このような構成とすることにより、第１のヒューズリンク２０２や第２のヒューズリンク２０４に電流を流した際に、第１のヒューズリンク２０２や第２のヒューズリンク２０４がそれぞれ加熱されやすいようにすることができ、第１のヒューズリンク２０２や第２のヒューズリンク２０４の切断をより容易に行うことができる。

また、図４（ｂ）に示したように、接続部２０２ｄ、接続部２０２ｅ、接続部２０４ｄ、および接続部２０４ｅは、湾曲形状とすることもできる。本例においても、第１のヒューズリンク２０２は、接続部２０２ｄで１８０度折り返し、接続部２０２ｅで再度１８０度折り返しており、合計で２回折り返した構成を有する。第２のヒューズリンク２０４も同様である。このような構成としても、図４（ａ）に示したのと同様の効果が得られる。

以上のように、電気ヒューズ２００において、第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４を複数回折り返した構成とすることにより、ヒューズリンクを構成する複数の直線部のうち中央に配置された直線部がヒューズリンクを構成する他の直線部や接続部に囲まれるような形状とすることができる。これにより、ヒューズリンクに電流を流した際に、ヒューズリンクの中央に配置された直線部に他の部分からの熱が流れ込み、中央に配置された直線部の温度を比較的高い温度に保つことができる。これにより、温度が高い領域において、ヒューズリンクを構成する材料のエレクトロマイグレーションを生じやすくする等の効果が生じ、ヒューズリンクを切断しやすくすることができる。

図５は、本実施の形態における電気ヒューズ２００のまた他の例を示す上面図である。
ここで、第１のヒューズリンク２０２は、４回折り返した構成を有するとともに、複数の直線部のうち、中央に位置する直線部上に設けられた太線の幅広部２３２を有する。幅広部２３２は、直線部や接続部よりも幅が広く形成される。このような幅広部２３２を設けることにより、エレクトロマイグレーションの影響により第１のヒューズリンク２０２を切断する場合に、幅広部２３２において、第１のヒューズリンク２０２を構成する材料の移動量を多くすることができる。また、幅広部２３２が第１のヒューズリンク２０２の中心部に配置されているので、この箇所が加熱されやすい構成となっている。そのため、幅広部２３２においてエレクトロマイグレーションをより生じやすくすることができる。これにより、第１のヒューズリンク２０２を、幅広部２３２とその近傍の折り返し箇所との間で切断しやすくすることができる。

第２のヒューズリンク２０４も、第１のヒューズリンク２０２と同様に、中央に位置する直線部上に設けられた太線の幅広部２３４を有する形状とすることができる。これにより、第２のヒューズリンク２０４も切断しやすくすることができる。

図６は、本実施の形態における電気ヒューズ２００のまた他の例を示す上面図である。
ここでは、第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４が、それぞれ、１８０度に１回折り返した構成を示す。

第１のヒューズリンク２０２は、直線部２０２ａ、直線部２０２ｂ、および直線部２０２ａと直線部２０２ｂとを接続する接続部２０２ｄを含む。直線部２０２ａおよび直線部２０２ｂは、互いに略平行に配置される。第２のヒューズリンク２０４は、直線部２０４ａ、直線部２０４ｂ、および直線部２０４ａと直線部２０４ｂとを接続する接続部２０４ｄを含む。直線部２０４ａおよび直線部２０４ｂは、互いに略平行に配置される。電気ヒューズ２００は、第１のヒューズリンク２０２の両端にそれぞれ接続された第１の端子２０６および第４の端子２０８ａと、第２のヒューズリンク２０４の両端にそれぞれ接続された第５の端子２０８ｂおよび第３の端子２１０と、ならびに第４の端子２０８ａと第５の端子２０８ｂとを接続する接続部２０８ｃとをさらに含む。

以下、第１のヒューズリンク２０２において第１の端子２０６から第４の端子２０８ａに至る方向を進行方向という。また、第２のヒューズリンク２０４において第５の端子２０８ｂから第３の端子２１０に至る方向を進行方向という。第１のヒューズリンク２０２は、直線部２０２ａと接続部２０２ｄ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２０２ｄと直線部２０２ｂ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、第１のヒューズリンク２０２は、１８０度折り返し、１回折り返したことになる。第２のヒューズリンク２０４は、直線部２０４ａと接続部２０４ｄ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２０４ｄと直線部２０４ｂ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、第２のヒューズリンク２０４は、１８０度折り返し、１回折り返したことになる。

ここで、各直線部とそれに接続された接続部とは、それぞれ、略直角に配置されている。このような構成とすることにより、第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４が直線状に形成された場合に比べて、第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４を電流により切断しやすくすることができる。

以下、直線部２０２ａと接続部２０２ｄとを例として説明する。直線部２０２ａと接続部２０２ｄとは略直角に配置されている。そのため、これらの接続箇所では、第１のヒューズリンク２０２を構成する材料の移動量が、その他の箇所に比べて小さくなる。このように、場所によって第１のヒューズリンク２０２を構成する材料の移動量を異ならせることにより、エレクトロマイグレーションの影響により第１のヒューズリンク２０２を切断する場合に、材料の移動量の少ない箇所で切断しやすくすることができる。その他の接続箇所についても同様である。第２のヒューズリンク２０４についても同様である。

また、本例においても、図４（ｂ）に示したのと同様に、接続部２０２ｄや接続部２０
４ｄを湾曲形状とすることもできる。このようにしても、湾曲部分で、第１のヒューズリ
ンク２０２を構成する材料や第２のヒューズリンク２０４を構成する材料の移動量がその
他の箇所に比べて小さくなるようにすることができる。これにより、材料の移動量の少な
い箇所で切断しやすくすることができる。

図７は、本実施の形態における電気ヒューズ２００のまた他の例を示す上面図である。
ここでは、第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４が、それぞれ、屈曲部分２３６および屈曲部分２３８を有する。このようにしても、屈曲部分で、第１のヒューズリンク２０２を構成する材料や第２のヒューズリンク２０４を構成する材料の移動量が、その他の箇所に比べて小さくなるようにすることができる。これにより、材料の移動量の少ない箇所で切断しやすくすることができる。

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。

以上の実施の形態においては、電気ヒューズ２００が２つのヒューズリンクを含む構成を示したが、電気ヒューズ２００は、３つ以上のヒューズリンクを含む構成とすることもできる。この場合も、各ヒューズリンクは、一端と他端にそれぞれ端子が設けられた構成とすることができ、独立に電圧印加可能に構成することができる。これにより、複数のヒューズリンクを含む電気ヒューズの各ヒューズリンクを確実に切断することができる。また、複数のヒューズリンクは、直列に接続された構成とすることができる。このような構成で、電気ヒューズ２００に含まれるヒューズリンクの数を増やすことにより、再接続率を大幅に低減することができる。

なお、電気ヒューズ２００に含まれる複数のヒューズリンクは、略同一形状を有するようにすることができる。これにより、複数のヒューズリンクを同条件で切断することができ、取り扱いを簡易にすることができる。

また、以上の実施の形態において、第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４が銅を主成分として含む銅含有金属膜により構成される場合を例として説明したが、銅含有金属膜以外でも、エレクトロマイグレーション等により再接続が生じるような材料によりヒューズリンクを構成した場合、本発明を適用することができる。

また、図８に示すように、電気ヒューズ２００において、第１のヒューズリンク２０２と第２のヒューズリンク２０４とは、トランジスタ２４０等のスイッチ素子を介して直列に接続された構成とすることもできる。ここで、トランジスタ２４０のソース・ドレインの一方に第１のヒューズリンク２０２が接続され、トランジスタ２４０のソース・ドレインの他方に第２のヒューズリンク２０４が接続されている。第１のヒューズリンク２０２の一端および他端には、それぞれ第１の端子２０６および第４の端子２０８ａが設けられる。第２のヒューズリンク２０４の一端および他端には、それぞれ第５の端子２０８ｂおよび第３の端子２１０が設けられる。トランジスタ２４０は、第４の端子２０８ａと第５の端子２０８ｂの間に設けられる。

このような構成の電気ヒューズ２００において、第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４の切断時には、トランジスタ２４０はオフとされる。このような状態で、第１の端子２０６と第４の端子２０８ａとの間、および第５の端子２０８ｂと第３の端子２１０との間にそれぞれ所定の電圧を印加すると、第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４にそれぞれ電流が流れこれらが切断される。また、電気ヒューズ２００が切断されているか否かを検知する際には、トランジスタ２４０をオンとして、入力部２４２から入力された信号が出力部２４４から出力される構成とする。これにより、切断時には第１のヒューズリンク２０２または第２のヒューズリンク２０４をそれぞれ確実に切断することができるとともに、検知時にはこれらの少なくとも一方が切断されていれば電気ヒューズ２００が切断されていると検知することができ、電気ヒューズ２００の再接続率を大幅に低減することができる。

図９は、図１に示した電気ヒューズを電位レベルの調整を行う回路に導入した他の例を示す回路図である。
ここでは、２つの電気ヒューズ２００を組み合わせた結果で、電気ヒューズが切断されているか否かが判定される構成となっている。具体的には、２つの電気ヒューズ２００からの出力が、ＮＡＮＤ回路２７０に入力され、ＮＡＮＤ回路２７０を経てインバータ２３０に接続された構成となっている。２つの電気ヒューズ２００の第２のヒューズリンク２０４側の一端は、それぞれ、抵抗２２０および抵抗２６０に接続されている。

たとえば、これら２つの電気ヒューズ２００を組み合わせた構成において、電気ヒューズが切断された状態に設定したい場合、各電気ヒューズ２００において、第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４がそれぞれ切断される。この状態で、２つの電気ヒューズ２００の第１の端子２０６にそれぞれＶＣＣを付与すると、２つの電気ヒューズ２００のうち、少なくとも一方が切断されている場合、ＮＡＮＤ回路２７０にはロウが入力される。ＮＡＮＤ回路２７０に一つでもロウが入力された場合、ＮＡＮＤ回路２７０の出力がロウとなる。本例においては、各電気ヒューズ２００における再接続率も大幅に低減された上に、複数の電気ヒューズ２００を組み合わせた構成とされて接続状態が判定されるので、ヒューズリンクの切断確率をより高めることができる。

また、本発明は、アンチヒューズに適用することもできる。アンチヒューズは電気ヒューズと逆の機能を有し、電圧を印加することにより電気的に接続された構成となる。アンチヒューズは、たとえば、２つの導電性部材の間に絶縁部材を配置した構成とすることができる。このような構成で、２つの導電性部材間に所定の電圧を印加することにより、絶縁部材に絶縁破壊を生じさせて、２つの導電性部材を電気的に接続することができる。ここで、たとえば導電性部材は、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。このような場合、アンチヒューズにおいても、いったん接続された後に、導電性部材を構成する材料が移動等することにより、再切断が生じることがある。

図１０は、本発明をアンチヒューズに適用した場合のアンチヒューズ３００の構成を示す回路図である。
アンチヒューズ３００は、第１の端子３０６と、第２の端子３０８と、第３の端子３１０と、第１の端子３０６と第２の端子３０８との間に印加される電圧により接続される第１のリンク部３０２と、第３の端子３１０と第２の端子３０８との間に印加される電圧により接続される第２のリンク部３０４とを有する。アンチヒューズ３００も、電気ヒューズ２００と同様、半導体基板（不図示）上に形成され、半導体装置に含まれる構成とすることができる。

ここで、第１のリンク部３０２と第２のリンク部３０４とは、独立に電圧印加可能に構成されるとともに、並行に接続可能に構成される。アンチヒューズ３００に含まれる２つのリンク部は、他方のリンク部が接続されているか否かの影響を受けることなく一方のリンク部を接続することができるような構成とすることができる。たとえば、アンチヒューズ３００は、リンク部を接続する際には、２つのリンク部が電気的に接続されていない状態または直列に接続された状態となるようにするとともに、検知時には、２つのリンク部が並列に接続された状態となるように構成することができる。本例では、第１のリンク部３０２と第２のリンク部３０４との間にトランジスタ３１２等のスイッチ素子が設けられる。第１のリンク部３０２の一端がトランジスタ３１２のソース・ドレインの一方に接続されるとともに、第２のリンク部３０４の一端がトランジスタ３１２のソース・ドレインの他方に接続される。

図示していないが、半導体装置は、複数のアンチヒューズ３００を含むことができる。まず、接続対象のアンチヒューズ３００が選択される。接続対象のアンチヒューズ３００において、第１のリンク部３０２および第２のリンク部３０４がそれぞれ電気的に接続される。接続対象のアンチヒューズ３００において、まず、第１のリンク部３０２を接続するために、トランジスタ３１２をオフとして、たとえば第１の端子３０６に所定の高電位（ＶＣＣ）を付与するとともに、第２の端子３０８を接地する。このとき、第２のリンク部３０４には電圧が印加されないように、第３の端子３１０も接地しておく。これにより、第１のリンク部３０２の絶縁部材が絶縁破壊されて、第１のリンク部３０２が電気的に接続される。

また、第２のリンク部３０４を接続するために、トランジスタ３１２をオフとして、たとえば第３の端子３１０に所定の高電位（ＶＣＣ）を付与するとともに、第２の端子３０８を接地する。このとき、第１のリンク部３０２には電圧が印加されないように、第１の端子３０６も接地しておく。これにより、第２のリンク部３０４の絶縁部材が絶縁破壊されて、第２のリンク部３０４が電気的に接続される。

この後に、アンチヒューズ３００の接続状態を検知する。アンチヒューズ３００の検知時には、トランジスタ３１２をオンとして、第１のリンク部３０２の一端と第２のリンク部３０４の一端とを導通させる。これにより、第１のリンク部３０２と第２のリンク部３０４とが並列に接続された構成となる。この状態で、入力部３１４から入力された信号を出力部３１６から出力する構成とする。これにより、接続時には第１のリンク部３０２および第２のリンク部３０４をそれぞれ確実に接続することができるとともに、検知時には、これらの少なくとも一方が接続されていればアンチヒューズ３００が接続されていると検知されるようにすることができ、アンチヒューズ３００の再切断率を大幅に低減することができる。

図１６は、アンチヒューズ３００を切断するための回路構成を含む半導体装置３００の構成を示す図である。
半導体装置１００は、判定回路４００と、第１の端子３０６と判定回路４００との間に設けられたスイッチ４３０、第２の端子３０８と判定回路４００との間に設けられたスイッチ４３２、および第３の端子３１０と判定回路４００との間に設けられたスイッチ４３４とを含む。第１のリンク部３０２と第２のリンク部３０４との間には、トランジスタ３１２が設けられる。第１のリンク部３０２が接続されているか否かは、トランジスタ３１２をオフとした状態で、スイッチ４３０およびスイッチ４３２をオンとするとともに、スイッチ４３４をオフとすることにより、第１の端子３０６と第２の端子３０８との間の電流値に基づき判定することができる。同様に、第２のリンク部３０４が接続されているか否かは、トランジスタ３１２をオフとした状態で、スイッチ４３２およびスイッチ４３４をオンとするとともに、スイッチ４３０をオフとすることにより、第２の端子３０８と第３の端子３１０との間に流れる電流値に基づき判定することができる。判定回路４００は、接続処理直後には、第１のリンク部３０２と第２のリンク部３０４の両方が接続されていることを判定し、使用中には、第１のリンク部３０２と第２のリンク部３０４との少なくとも一方が接続されていることを判定する。

また、他の例として、図１１に示したような構成とすることもできる。
ここでは、第１のリンク部３０２の一端および他端にそれぞれ第１の端子３０６および第２の端子３０８が設けられ、第２のリンク部３０４の一端および他端にそれぞれ第３の端子３１０および第４の端子３１１が設けられている。第１のリンク部３０２の一端と第２のリンク部３０４の一端との間、すなわち第１の端子３０６と第３の端子３１０との間には第１のトランジスタ３１２ａが設けられている。第１のリンク部３０２の他端と第２のリンク部３０４の他端との間、すなわち第２の端子３０８と第４の端子３１１との間には第２のトランジスタ３１２ｂが設けられている。第１のリンク部３０２および第２のリンク部３０４の接続時には、第１のトランジスタ３１２ａおよび第２のトランジスタ３１２ｂをオフとして、第１の端子３０６と第２の端子３０８との間、および第３の端子３１０と第４の端子３１１との間にそれぞれ所定の電圧を印加して第１のリンク部３０２および第２のリンク部３０４を略同時に接続する構成とすることができる。また、アンチヒューズ３００の検知時には、第１のトランジスタ３１２ａおよび第２のトランジスタ３１２ｂをオンとして、第１のリンク部３０２および第２のリンク部３０４を並列に接続した構成とすることができる。

図１０および図１１では、アンチヒューズ３００が２つのリンク部を含む構成を示したが、アンチヒューズ３００は、３つ以上のリンク部を含む構成とすることもできる。この場合も、各リンク部は、それぞれ独立に接続可能に構成され、検知時には並列に接続されるように構成される。

なお、本発明の第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４は、それぞれ、以下のような構成とすることもできる。なお、第１のヒューズリンク２０２および第２のヒューズリンク２０４の形状は、以上の実施の形態または以下に説明する形状に限られず、所望の電流値の電流が流れたときに切断されるように構成されていれば、どのような構成とすることもできる。

本発明の半導体装置において、ヒューズリンクは、互いに電気的に接続された、一方向に延びる第一の往路直線部と、一方向に対して略反対側に折り返す復路直線部と、一方向に折り返す第二の往路直線部と、を有することができ、第一の往路直線部、復路直線部、および第二の往路直線部は、略平行に配置することができる。

このようにすれば、第一の往路直線部、復路直線部、および第二の往路直線部のいずれかが、他の直線部に囲まれた構成とすることができ、他の直線部に囲まれた直線部を比較的高い温度に保つことができる。これにより、ヒューズリンクに電流を流すことにより、ヒューズリンクを切断しやすくすることができる。

本発明の半導体装置において、ヒューズリンクは、互いに電気的に接続された、一方向に延びる第一の往路直線部と、一方向に対して略反対側に折り返す復路直線部と、一方向に折り返す第二の往路直線部と、第一の往路直線部の一端と復路直線部の一端とを結ぶ第一の接続直線部と、復路直線部の他端と第二の往路直線部の一端とを結ぶ第二の接続直線部と、を有することができる。

本発明の半導体装置において、ヒューズリンクは、互いに電気的に接続され、それぞれ第一の方向に延在するとともに互いに平行に設けられた複数の第一の直線部と、それぞれ第一の方向とは異なる第二の方向に延在するとともに互いに平行に設けられた複数の第二の直線部と、を含むことができ、複数の第一の直線部および複数の第二の直線部は、少なくとも一の第一の直線部または一の第二の直線部の四方が、他の第一の直線部または第二の直線部に囲まれるように配置することができる。

このように、第一の直線部または第二の直線部の四方を他の直線部等で取り囲むことにより、四方を取り囲まれた第一の直線部または第二の直線部の温度をより高く保つことができる。これにより、四方を取り囲まれた第一の直線部または第二の直線部がより容易に切断されるようにすることができる。

本発明の半導体装置において、複数の第一の直線部および複数の第二の直線部は、ヒューズリンクの一端から他端に電流を流したときに、それぞれ、隣接する複数の第一の直線部および隣接する複数の第二の直線部において、逆方向に電流が流れるように配置することができる。
このような構成とすることにより、ヒューズリンクに電流を流したときに、電流に起因する、半導体基板を貫くような磁界の発生を防ぐことができる。

本発明の半導体装置において、ヒューズリンクは、互いに電気的に接続され、それぞれ第一の方向に延在するとともに互いに平行に設けられた複数の第一の直線部と、それぞれ第一の方向とは異なる第二の方向に延在するとともに互いに平行に設けられた複数の第二の直線部と、電流流入端子と、電流流出端子と、を含むことができ、複数の第一の直線部および複数の第二の直線部は、電流流入端子から電流流出端子に電流を流したときに、それぞれ、隣接する複数の第一の直線部および隣接する複数の第二の直線部において、逆方向に電流が流れるように配置することができる。

このような構成とすることにより、ヒューズリンクに電流を流したときに、電流に起因する、半導体基板を貫くような磁界の発生を防ぐことができる。

本発明の半導体装置において、ヒューズリンクは、当該ヒューズリンク中の他の領域よりも幅が狭く形成された幅狭部を有することができる。

このような幅狭部を設けることにより、ヒューズリンクを幅狭部で切断しやすくすることができる。

本発明の半導体装置において、ヒューズリンクは、当該ヒューズリンク中の他の領域よりも幅が広く形成された幅広部を有することができる。

ヒューズリンクの幅が広い幅広部においては、エレクトロマイグレーションの影響で、ヒューズリンクを構成する材料の移動量が多くなる。そのため、電流が流れる方向と反対の方向において、幅広部の手前で断線が生じやすくなる。これにより、ヒューズリンクを容易に切断することができる。

本発明の半導体装置において、ヒューズリンクは、電流流入端子と、電流流出端子と、をさらに含むことができ、幅広部は、折り返した箇所よりも電流流入端子に近い側に形成することができる。幅広部は、折り返した箇所の近傍に形成することができる。

折り返した箇所においては、ヒューズリンクを構成する材料の移動量が少なくなる。そのため、折り返した箇所よりも電流流入端子に近い側に幅広部を設けることにより、幅広部と折り返した箇所との間でヒューズリンクの切断が生じやすくなる。

本発明の半導体装置において、電流流入端子側に幅広部を設けることもできる。前述したように、本発明において、ヒューズリンクは複数回折り返した構造を有するので、ヒューズリンク近傍に配置された幅広部は比較的高温に保たれ、エレクトロマイグレーションの影響により、幅広部の近傍でヒューズリンクを切れやすくすることができる。

本発明の半導体装置において、幅広部は、ヒューズリンクの略中央に設けることができる。上述したように、本発明において、ヒューズリンクは複数回折り返した構成を有するので、ヒューズリンクの中央部分は比較的高温に保たれ、切断されやすくなっている。このような部分に幅広部を設けることにより、さらにヒューズリンクを切断しやすくすることができる。

本発明によれば、半導体基板と、半導体基板上に設けられ、電流を流すことにより切断されるヒューズリンクと、を含み、ヒューズリンクは屈曲して形成されるとともに、ヒューズリンク中の他の領域よりも幅が広く形成された幅広部を有することを特徴とする半導体装置が提供される。

ヒューズリンクの幅が広い幅広部においては、エレクトロマイグレーションの影響で、ヒューズリンクを構成する材料の移動量が多くなる。そのため、ヒューズリンクに、幅広部を設けることにより、電流が流れる方向と反対の方向において、幅広部の手前で断線が生じやすくなる。これにより、ヒューズリンクを容易に切断することができる。一方、屈曲した箇所においては、ヒューズリンクを構成する材料の移動量が少なくなる。そのため、ヒューズリンクに、屈曲した箇所と幅広部を設けることにより、ヒューズリンクをより容易に切断することができる。

本発明の半導体装置において、幅広部は、屈曲した箇所よりも電流流入端子に近い側に位置するように形成することができる。幅広部は、屈曲した箇所の近傍に形成することができる。

本発明の半導体装置において、幅広部は、ヒューズリンクの略中央に設けることができ
る。

本発明の半導体装置は、ヒューズリンクとは絶縁されるとともに、ヒューズリンクの周囲において、ヒューズリンクを取り囲むように設けられた導電体をさらに含むことができる。

このように、ヒューズリンクを覆う導電体を設けることにより、ヒューズリンクに電流を流したときにヒューズリンクに発生する熱を導電体により反射させ、閉じ込めることができ、ヒューズリンクの切断を一層容易にすることができる。

本発明の半導体装置において、導電体は、ヒューズリンクの側方に設けられたビア導電体を含むことができる。

本発明の半導体装置において、第二のヒューズリンクは、ヒューズリンクの少なくとも上側または下側に設けられた導電体プレートを含むことができる。

本発明の半導体装置において、半導体基板上にはトランジスタが設けられてよく、このトランジスタをオンさせることによりヒューズリンクに電流を流すことができる。ここで、トランジスタはＭＯＳＦＥＴとすることができる。

１００ 半導体装置
１０２ 絶縁膜
２００ 電気ヒューズ
２０２ 第１のヒューズリンク
２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ 直線部
２０２ｄ、２０２ｅ 接続部
２０４ 第２のヒューズリンク
２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ 直線部
２０４ｄ、２０４ｅ 接続部
２０６ 第１の端子
２０８ 第２の端子
２０８ａ 第４の端子
２０８ｂ 第５の端子
２０８ｃ 接続部
２１０ 第３の端子
２２０ 抵抗
２３０ インバータ
２３２、２３４ 幅広部
２３６、２３８ 屈曲部分
２４０ トランジスタ
２４２ 入力部
２４４ 出力部
２６０ 抵抗
２７０ ＮＡＮＤ回路
３００ アンチヒューズ
３０２ 第１のリンク部
３０４ 第２のリンク部
３０６ 第１の端子
３０８ 第２の端子
３１０ 第３の端子
３１１ 第４の端子
３１２ トランジスタ
３１２ａ 第１のトランジスタ
３１２ｂ 第２のトランジスタ
３１４ 入力部
３１６ 出力部

Claims (11)

1. 半導体基板と、該半導体基板の上部に設けられた電気ヒューズと、を備え、
   前記電気ヒューズは、
   直列に接続された第１のヒューズリンクおよび第２のヒューズリンクと、
   前記第１のヒューズリンクの一端および他端にそれぞれ設けられた第１の電流流入／流出端子および第２の電流流入／流出端子と、
   前記第２のヒューズリンクの一端および他端にそれぞれ設けられた第３の電流流入／流
   出端子および第４の電流流入／流出端子と、
   前記第１のヒューズリンクおよび前記第２のヒューズリンクの両方が切断されているか否かを判定し、その判定結果を出力する判定部と、
   を含む半導体装置。
2. 請求項１に記載の半導体装置において、
   前記第１のヒューズリンクおよび前記第２のヒューズリンクは、それぞれ、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。
3. 請求項１または２に記載の半導体装置において、
   前記第１のヒューズリンクおよび前記第２のヒューズリンクは、同一形状に形成された半導体装置。
4. 請求項１乃至３いずれかに記載の半導体装置において、
   前記第１のヒューズリンクは、前記第１の電流流入／流出端子と前記第２の電流流入／流出端子との間に屈曲部分を有し、
   前記第２のヒューズリンクは、前記第３の電流流入／流出端子と前記第４の電流流入／流出端子との間に屈曲部分を有する半導体装置。
5. 請求項１乃至３いずれかに記載の半導体装置において、
   前記第１のヒューズリンクは、前記第１の電流流入／流出端子と前記第２の電流流入／流出端子との間に折り返し部分を有し、
   前記第２のヒューズリンクは、前記第３の電流流入／流出端子と前記第４の電流流入／流出端子との間に折り返し部分を有する半導体装置。
6. 請求項１乃至５いずれかに記載の半導体装置において、
   前記第２の電流流入／流出端子と前記第３の電流流入／流出端子との間に設けられ、前記第１のヒューズリンクと前記第２のヒューズリンクとを電気的に接続または切断するスイッチ素子をさらに含む半導体装置。
7. 請求項１から６いずれかに記載の半導体装置において、
   前記判定部は、前記第１のヒューズリンクおよび前記第２のヒューズリンクの両方が切断されているときに良品と判定する半導体装置。
8. 半導体基板と、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それぞれ有するとともに、前記半導体基板の上部に設けられた複数の電気ヒューズと、を備えた半導体装置の製造方法であって、
   切断対象の前記電気ヒューズを選択する工程と、
   前記電気ヒューズを選択する工程で選択された前記電気ヒューズにおいて、前記第１のヒューズリンクおよび前記第２のヒューズリンクをそれぞれ切断する工程と、
   前記第１のヒューズリンクおよび前記第２のヒューズリンクをそれぞれ切断する工程の後に、前記電気ヒューズの接続状態を検知する工程と、
   前記第１のヒューズリンクおよび前記第２のヒューズリンクの両方が切断されているか否かを判定し、その判定結果を出力する工程と、
   を備えた半導体装置の製造方法。
9. 請求項８に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記判定結果を出力する工程は、前記第１のヒューズリンクおよび前記第２のヒューズリンクの両方が切断されているときに良品と判定する工程を含む半導体装置の製造方法。
10. 半導体基板と、該半導体基板の上部に設けられたアンチヒューズと、を備え、
    前記アンチヒューズは、
    並列に接続されるとともにそれぞれ所定の電圧が印加されることにより電気的に接続される第１のリンク部および第２のリンク部と、
    前記第１のリンク部の一端および他端にそれぞれ設けられた第１の電圧印加端子および第２の電圧印加端子と、
    前記第２のリンク部の一端および他端にそれぞれ設けられた第３の電圧印加端子および第４の電圧印加端子と、
    前記第１のリンク部および前記第２のリンク部の両方が接続されているか否かを判定し、その判定結果を出力する判定部と、
    を含む半導体装置。
11. 半導体基板と、並列に接続されるとともにそれぞれ所定の電圧が印加されることにより電気的に接続される第１のリンク部および第２のリンク部をそれぞれ有し、前記半導体基板の上部に設けられた複数のアンチヒューズと、を備えた半導体装置の製造方法であって、
    接続対象の前記アンチヒューズを選択する工程と、
    前記アンチヒューズを選択する工程で選択された前記アンチヒューズにおいて、前記第１のリンク部および前記第２のリンク部をそれぞれ電気的に接続する工程と、
    前記第１のリンク部および前記第２のリンク部をそれぞれ電気的に接続する工程の後に、
    前記第１のリンク部および前記第２のリンク部を並列に接続した状態で、前記アンチヒューズの接続状態を検知する工程と、
    前記第１のリンク部および前記第２のリンク部の両方が接続されているか否かを判定し、その判定結果を出力する工程と、
    を備えた半導体装置の製造方法。

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