JP6508679B2 - Electronic device - Google Patents

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本発明は、過電流が流れたときに電流経路が遮断される電子デバイスに関し、特に電流経路に可溶導体を備え、この可溶導体が溶断することで電流経路が遮断される電子デバイスに関する。   The present invention relates to an electronic device in which a current path is interrupted when an overcurrent flows, and more particularly to an electronic device in which a soluble conductor is provided in the current path and the current path is interrupted by melting the soluble conductor.

電流経路に可溶導体を備える電子デバイスであるヒューズ素子は、電流経路に接続する電子回路の特性調整や過電流から保護する目的で広く用いられている。   A fuse element which is an electronic device provided with a fusible conductor in a current path is widely used for the purpose of characteristic adjustment of an electronic circuit connected to the current path and protection from an overcurrent.

一般的なヒューズ素子20は、絶縁膜上に金属薄膜で形成した可溶導体21が図8に示すような形状で形成されており、可溶導体21に過電流を印加したり、レーザー光を照射することで、溶断部22が溶断される。またこの種のヒューズ素子はMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)素子で構成される例も提案されており、MEMSマイクロヒューズが特許文献1に開示されている。一般的にヒューズ素子は、一旦溶断されて非導通状態となった可溶導体が再び電流経路として使用されることはない。   In a general fuse element 20, a fusible conductor 21 formed of a metal thin film on an insulating film is formed in a shape as shown in FIG. 8, and an overcurrent is applied to the fusible conductor 21 or a laser beam is applied. By the irradiation, the fusing part 22 is fused. In addition, an example in which this type of fuse element is configured by a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) element is also proposed, and a MEMS micro fuse is disclosed in Patent Document 1. In general, in a fuse element, a fusible conductor which has been once melted and becomes nonconductive is not used again as a current path.

一方半導体集積回路では、静電気放電から内部回路を保護するため、PNダイオードからなるESD保護素子を備えている。ESD保護素子は、1回の静電気放電で破壊されてしまっては内部回路を保護することができず、繰り返して静電気放電が生じた場合でも内部回路を保護する必要がある。そのため、ヒューズ素子は、保護回路の構成素子として使用することはあっても、それ自体をESD保護素子として使用することはない。   On the other hand, in the semiconductor integrated circuit, in order to protect the internal circuit from electrostatic discharge, an ESD protection element composed of a PN diode is provided. The ESD protection element can not protect the internal circuit if it is destroyed by a single electrostatic discharge, and it is necessary to protect the internal circuit even when the electrostatic discharge occurs repeatedly. Therefore, although the fuse element may be used as a component of a protection circuit, it is not used as an ESD protection element itself.

特表2006−514786号公報Japanese Patent Application Publication No. 2006-514786

従来のヒューズ素子は、一旦溶断されてしまうと再び電流経路として使用することはできなかった。本発明は、ヒューズ素子のように一旦溶断された場合でも、別の電流経路が残り、ESD保護素子としても使用可能な電子デバイスを提供することを目的とする。   Conventional fuse elements can not be used again as current paths once they are blown. An object of the present invention is to provide an electronic device which can be used also as an ESD protection element while another current path remains even if it is once blown like a fuse element.

上記目的を達成するため、本願請求項1に係る発明は、電流経路に可溶導体を備え、該可溶導体が溶断されることで前記電流経路が遮断される電子デバイスにおいて、前記可溶導体は、第1の可溶導体と第2の可溶導体とを含み、該第1の可溶導体は、複数の可溶導体片を備え、各可溶導体片の先端部とは反対側の端部が第1の配線に接続されていることと、前記第2の可溶導体は、複数の可溶導体片を備え、各可溶導体片の先端部とは反対側の端部が第2の配線に接続されていることと、前記可溶導体片は、前記先端部と前記第1の配線あるいは第2の配線との接続部との間に、溶断部となる狭窄部を備えていることと、前記第1の可溶導体の可溶導体片の前記先端部と前記第2の可溶導体の可溶導体片の前記先端部は、相互に離間して対向配置された自由端となっていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present application is an electronic device including a soluble conductor in a current path, and the current path being blocked by melting the soluble conductor. A first soluble conductor includes a first soluble conductor and a second soluble conductor, the first soluble conductor includes a plurality of soluble conductor pieces, and opposite to the tip of each soluble conductor piece The end is connected to the first wiring, and the second fusible conductor includes a plurality of fusible conductor pieces, and the end opposite to the tip of each fusible conductor piece is the first And the fusible conductor piece is provided with a constriction portion to be a fusing portion between the tip end portion and the connection portion between the first wiring and the second wiring. And the tip of the fusible conductor of the first fusible conductor and the tip of the fusible conductor of the second fusible conductor are spaced apart from each other. Characterized in that it is a arranged a free end.

本願請求項2に係る発明は、請求項1記載の電子デバイスにおいて、前記可溶導体は絶縁膜上に形成され、少なくとも前記絶縁膜の一部が除去された空間、あるいは前記絶縁膜上の空間に前記先端部が配置された自由端となり、前記狭窄部は前記絶縁膜上に配置されていることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the electronic device according to claim 1, wherein the soluble conductor is formed on an insulating film, and a space from which at least a part of the insulating film is removed or a space on the insulating film The tip end is disposed at the free end, and the narrowed portion is disposed on the insulating film.

本発明の電子デバイスは、大きな電圧が加わると、第1の可溶導体片と第2の可溶導体片の間で放電が起こり、電流経路に許容電流密度以上の電流が流れて狭窄部で溶断が生じ、この経路は切断される。しかしながら本発明では可溶導体片を複数備える構成としているため、溶断されずに残る可溶導体片が別の電流経路を形成し、繰り返し動作させることが可能となる。   In the electronic device of the present invention, when a large voltage is applied, a discharge occurs between the first fusible conductor piece and the second fusible conductor piece, and a current equal to or greater than the allowable current density flows in the current path to Melting occurs and this pathway is broken. However, according to the present invention, since a plurality of fusible conductor pieces are provided, the fusible conductor pieces remaining without being melted and cut form another current path, and can be repeatedly operated.

また本発明の電子デバイスは、一対の可溶導体片の離間寸法を調整することで、放電の開始電圧を調整でき、狭窄部の寸法を調整することで許容電流密度を調整できるため、ヒューズ素子として使用する場合の遮断容量を容易に調整することができる。   Further, in the electronic device of the present invention, the discharge start voltage can be adjusted by adjusting the separation dimension of the pair of soluble conductor pieces, and the allowable current density can be adjusted by adjusting the dimension of the narrowed portion. The blocking capacity can be easily adjusted when used as

さらに本発明の電子デバイスは、例えば半導体集積回路の保護回路として使用することも可能となり、半導体素子であるダイオードで保護回路を構成した場合に避けられない寄生容量が存在しないため、高速応答が可能な保護回路を実現できるという利点がある。   Furthermore, the electronic device of the present invention can also be used, for example, as a protection circuit of a semiconductor integrated circuit, and high speed response is possible because parasitic capacitance that can not be avoided when the protection circuit is configured with a diode which is a semiconductor element does not exist. Has the advantage of being able to realize

さらにまた本発明の電子デバイスは小型化が可能なMEMS素子構造として構成可能であり、通常の電子部品と同様に取り扱うことができる。例えば、すべての電流経路が溶断して使用できなくなった場合には、その電子デバイスを新しい電子デバイスに取り替えるように使用することができ、その取り替え頻度は従来と比較して大幅に少なくすることができるという利点がある。   Furthermore, the electronic device of the present invention can be configured as a MEMS element structure that can be miniaturized, and can be handled like ordinary electronic components. For example, if all current paths are melted and can not be used, the electronic device can be used to replace it with a new electronic device, and the frequency of replacement can be significantly reduced compared to the prior art. It has the advantage of being able to

本発明の電子デバイスの可溶導体を模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed typically the soluble conductor of the electronic device of this invention. 本発明の実施例のヒューズ素子の製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process of the fuse element of the example of the present invention. 本発明の実施例のヒューズ素子の製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process of the fuse element of the example of the present invention. 本発明の実施例のヒューズ素子の製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process of the fuse element of the example of the present invention. 本発明の実施例のヒューズ素子の製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process of the fuse element of the example of the present invention. 本発明の実施例の別のヒューズ素子の製造工程を説明する図である。FIG. 7 is a drawing for explaining the manufacturing process of another fuse element of the embodiment of the present invention. 本発明の実施例のヒューズ素子を保護素子として使用する場合の説明図である。It is explanatory drawing in the case of using the fuse element of the Example of this invention as a protection element. 一般的なヒューズ素子の説明図である。It is explanatory drawing of a general fuse element.

本発明の電子デバイスは、電流経路を構成する可溶導体を所定の形状とすることで、一部の可溶導体が溶断した場合でも所定回数だけ繰り返して使用することができる構成となっている。具体的には、本発明の可溶導体を模式的に示した説明図を図1に示す。図1(a)は平面図、図1(b)は可溶導体片のいずれかの中心を通る断面図を示している。図1(a)に示すように電流経路に形成された可溶導体は、相互に分離した第1の可溶導体1と第2の可溶導体2とからなり、さらにこれらは複数の可溶導体片1a〜1c、2a〜2cをそれぞれ備える構造となっている。図1では、それぞれ3個ずつの可溶導体片が形成されている場合を示しているが、2以上の可溶導体片を備える構造とすれば良く、数の制限はない。各可溶導体片は、その先端部とは反対側の端部がそれぞれ第1の配線3aあるいは第2の配線3bに接続している。また可溶導体片1a〜1c、2a〜2cには、第1あるいは第2の配線3a、3bの接続部と先端部1p、2pとの間にそれぞれに狭窄部4が形成されている。この狭窄部4は、後述する絶縁膜6上に配置されている。   The electronic device according to the present invention has a configuration in which the fusible conductor forming the current path has a predetermined shape, so that even when a fusible conductor is partially melted, the fusible conductor can be repeatedly used a predetermined number of times. . Specifically, an explanatory view schematically showing the soluble conductor of the present invention is shown in FIG. Fig.1 (a) is a top view, FIG.1 (b) has shown sectional drawing which passes along the center of either of a soluble conductor piece. As shown in FIG. 1 (a), the soluble conductors formed in the current path are composed of the first soluble conductor 1 and the second soluble conductor 2 separated from each other, and these are further soluble The conductor pieces 1a to 1c and 2a to 2c are respectively provided. Although FIG. 1 shows the case where three pieces of fusible conductor are formed, it is sufficient to have a structure having two or more pieces of fusible conductor, and the number is not limited. Each of the fusible conductor pieces is connected to the first wire 3a or the second wire 3b at the end opposite to the tip. Further, in the fusible conductor pieces 1a to 1c and 2a to 2c, a narrowed portion 4 is formed between the connection portion of the first or second wiring 3a or 3b and the tip portion 1p or 2p. The narrowed portion 4 is disposed on the insulating film 6 described later.

図1(b)は断面図を示している。各可溶導体片の先端部1p、2pは、基板5と基板5上の絶縁膜6の一部が除去されて形成されたキャビティ7上に配置され、自由端となっている。なおキャビティ7は、可溶導体片の先端部1p、2p間で放電が生じた場合に、空中放電される程度の空間を保てば良く、図1(b)に示すように基板5が貫通している必要はない。   FIG. 1 (b) shows a cross-sectional view. The tip portions 1p and 2p of the respective fusible conductor pieces are disposed on the substrate 5 and the cavity 7 formed by removing a part of the insulating film 6 on the substrate 5 and are free ends. The cavity 7 may have a space enough to be discharged in the air when discharge occurs between the tip portions 1p and 2p of the fusible conductor pieces, and the substrate 5 penetrates as shown in FIG. 1 (b). You do not have to.

このように構成すると、第1の配線3aと第2の配線3bとの間の電流経路に過電圧が印加されると、第1の可溶導体の可溶導体片の1つの先端部と第2の可溶導体の可溶導体片の1つの先端部との間で放電が生じ、そのとき可溶導体1、2に流れる電流が許容電流密度以上となると可溶導体片の狭窄部4で溶断する。このとき放電は最初に放電が始まった1対の可溶導体の間のみで生じ、同時に2対以上の可動導体片で放電が生じることはない。そのため、第1の可溶導体1と第2の可溶導体2は、それぞれ複数の可溶導体片を備えているため、溶断が生じなかった可溶導体片により電流経路が形成された状態を保っている。従って、従来のヒューズ素子のように、1回の溶断により使用できなくなることはなく、少なくとも可溶導体片の対の数だけ繰り返して使用できることになる。以下、本発明の実施例について詳細に説明する。   According to this structure, when an overvoltage is applied to the current path between the first wiring 3a and the second wiring 3b, one tip portion of the fusible conductor piece of the first fusible conductor and the second A discharge occurs between the tip of one of the fusible conductor pieces of the fusible conductor, and when the current flowing in the fusible conductors 1 and 2 exceeds the allowable current density, melting occurs at the narrowing portion 4 of the fusible conductor pieces Do. At this time, the discharge occurs only between the pair of soluble conductors in which the discharge first started, and the discharge does not occur simultaneously in two or more pairs of movable conductor pieces. Therefore, since the first soluble conductor 1 and the second soluble conductor 2 respectively have a plurality of soluble conductor pieces, it is possible to form a state in which a current path is formed by the soluble conductor pieces that are not fused. I keep it. Therefore, unlike the conventional fuse element, it can not be used by one blow, but can be repeatedly used at least as many as the number of pairs of soluble conductor pieces. Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail.

本発明の第1の実施例について、電子デバイスとしてヒューズ素子を構成する場合について、その製造工程に従い説明する。まず、例えばシリコンからなる基板5表面に、シリコンを熱酸化して絶縁膜6を形成する。その後、絶縁膜6上にCVD法によりポリシリコン膜を積層形成する。このポリシリコン膜は、導電性膜とする。その後、第1の可溶導体1、第2の可溶導体2、第1の配線3aおよび第2の配線3bを含む所定のパターニングを行う(図2)。ここで、第1および第2の可溶導体1、2は、図1(a)に示すように可溶導体片1a〜1c、2a〜2cを備え、可溶導体片には狭窄部4を備える構造する。ここで狭窄部4の寸法及び可溶導体片の厚さは、許容電流密度の電流値を越えると、狭窄部4で溶断が起こるように設定する。なお、第1の可溶導体1および第2の可溶導体2と、第1の配線3a及び第2の配線3bとは、必ずしも同一の導電性膜で形成する必要はなく、別工程で、さらに別の金属膜で形成しても良い。   The first embodiment of the present invention will be described according to the manufacturing process for the case where a fuse element is configured as an electronic device. First, silicon is thermally oxidized to form an insulating film 6 on the surface of a substrate 5 made of, for example, silicon. Thereafter, a polysilicon film is laminated on the insulating film 6 by the CVD method. This polysilicon film is a conductive film. Thereafter, predetermined patterning including the first soluble conductor 1, the second soluble conductor 2, the first wiring 3a and the second wiring 3b is performed (FIG. 2). Here, the first and second soluble conductors 1 and 2 are provided with soluble conductor pieces 1a to 1c and 2a to 2c as shown in FIG. Have a structure. Here, the dimensions of the constricted portion 4 and the thickness of the fusible conductor piece are set such that melting occurs in the constricted portion 4 when the current value of the allowable current density is exceeded. The first soluble conductor 1 and the second soluble conductor 2 and the first wiring 3a and the second wiring 3b do not necessarily have to be formed of the same conductive film, but in separate steps, Furthermore, it may be formed of another metal film.

第1の可溶導体片の先端部1pと第2の可溶導体片の先端部2pの間の寸法は、ヒューズ素子として必要な特性となるように設定する。なお常に先端部で放電が生じるようにするため、先端部は鋭角に形成するのが望ましい。具体的には、第1の可溶導体片の先端部と対向する第2の可溶導体片の先端部との間の寸法を0.1〜0.5μmとすると、10〜20V程度で放電が開始される。このとき狭窄部4を1〜10μm幅とすると溶断が可能となる。   The dimension between the tip portion 1p of the first fusible conductor piece and the tip portion 2p of the second fusible conductor piece is set so as to have characteristics required as a fuse element. It is desirable that the tip be formed at an acute angle so that discharge always occurs at the tip. Specifically, when the dimension between the tip of the first fusible conductor and the tip of the second fusible conductor opposite to each other is 0.1 to 0.5 μm, discharge at about 10 to 20 V Is started. At this time, if the narrowed portion 4 has a width of 1 to 10 μm, melting can be performed.

次に、全面にCVD法により酸化膜を積層する。その後、他の回路等と接続するための電極とする第1の配線3a、第2の配線3bの少なくとも一部を露出し、さらに狭窄部4を露出し、この狭窄部4と可溶導体片1、2を取り囲むように酸化膜をパターニングし、枠体8を形成する。狭窄部4は溶断部となるため、絶縁膜6上に配置され、枠体8で覆わず、露出する構造とするのが望ましい。また、基板5の裏面の絶縁膜6の一部を除去し、キャビティ形成予定領域の基板5の裏面側を露出させる(図3)。   Next, an oxide film is laminated on the entire surface by the CVD method. Thereafter, at least a portion of the first wiring 3a and the second wiring 3b serving as electrodes for connection to other circuits and the like are exposed, and the narrowed portion 4 is exposed, and the narrowed portion 4 and the fusible conductor piece The oxide film is patterned so as to surround 1 and 2 to form a frame 8. Since the narrowed portion 4 is a melting portion, it is desirable that the narrowed portion 4 be disposed on the insulating film 6 and not be covered by the frame 8 and be exposed. Further, a part of the insulating film 6 on the back surface of the substrate 5 is removed to expose the back surface side of the substrate 5 in the cavity formation planned region (FIG. 3).

基板5の裏面側に残る絶縁膜6をエッチングマスクとして使用し、露出する基板5の一部と絶縁膜6をエッチング除去し、キャビティ7を形成する(図4)。このキャビティ7の形成により、可溶導体片の先端部1p、2pは、支持される基板などがない自由端となる。   Using the insulating film 6 left on the back side of the substrate 5 as an etching mask, the exposed part of the substrate 5 and the insulating film 6 are etched away to form a cavity 7 (FIG. 4). Due to the formation of the cavity 7, the tip portions 1p, 2p of the fusible conductor piece become free ends free of the supported substrate and the like.

その後、表面の枠体8上にフィルムレジストを貼り付け、所定の形状にパターニングすることで、リッド9が形成される(図5)。   Thereafter, a film resist is attached on the surface frame 8 and patterned into a predetermined shape, whereby the lid 9 is formed (FIG. 5).

このように形成されたヒューズ素子は、枠体8で囲まれ、リッド9で覆われた領域に、第1の可溶導体1を構成する第1の可溶導体片が図面左側からキャビティ7上に延出し、第2の可溶導体2を構成する第2の可溶導体片が図面右側からキャビティ7上に延出する構造となっている。図5に示すように、第1の可溶導体1の第1の可溶導体片の先端部1Pと第2の可溶導体2を構成する第2の可溶導体片の先端部2Pは、一定の寸法を隔てて対向する自由端となっている。また狭窄部4は、枠体8で囲まれた領域内の絶縁膜6上に形成されている。   The fuse element thus formed is surrounded by the frame 8 and in the area covered by the lid 9, the first fusible conductor piece constituting the first fusible conductor 1 is on the cavity 7 from the left side of the drawing. The second fusible conductor piece constituting the second fusible conductor 2 extends from the right side of the drawing onto the cavity 7. As shown in FIG. 5, the tip portion 1P of the first soluble conductor piece of the first soluble conductor 1 and the tip portion 2P of the second soluble conductor piece constituting the second soluble conductor 2 They are opposite free ends separated by a fixed size. The narrowed portion 4 is formed on the insulating film 6 in a region surrounded by the frame 8.

このような構造のヒューズ素子では、第1の配線3aと第2の配線3bとの間に所定の電圧が印加されると、第1の可溶導体1の1つの可溶導体片の先端部1pと第2の可溶導体2の1つの可溶導体片の先端部2pとの間で、放電が発生し、両可溶導体片に過電流が流れることになる。ここで許容電流密度以上の電流が流れると最も電流密度が高くなる可溶導体片の狭窄部4が溶断される。このように過電流が流れた両可溶導体片の間では電流経路が遮断され、ヒューズ素子として機能することになる。   In the fuse element having such a structure, when a predetermined voltage is applied between the first wiring 3a and the second wiring 3b, the tip portion of one fusible conductor piece of the first fusible conductor 1 A discharge occurs between 1p and the tip 2p of one fusible conductor piece of the second fusible conductor 2, and an overcurrent flows in both fusible conductor pieces. Here, when a current equal to or higher than the allowable current density flows, the narrowed portion 4 of the fusible conductor piece for which the current density is the highest is melted down. Thus, the current path is interrupted between the two fusible conductor pieces through which the overcurrent flows, and the fuse element functions.

ここで、放電が発生する可溶導体片の組み合わせは、最初に放電が発生した組合せに限られ、別の可溶導体片間では同時に放電が発生することはない。従って、他の可溶導体片の組み合わせにより電流経路が形成されている状態となる。このように本実施例では、従来のヒューズ素子のように1回の溶断により使用できなくなることはなく、可溶導体片の組み合わせの数だけ繰り返し使用できることになる。   Here, the combination of the soluble conductor pieces in which the discharge occurs is limited to the combination in which the discharge first occurs, and the discharge does not occur simultaneously between the other soluble conductor pieces. Therefore, the current path is formed by the combination of other soluble conductor pieces. As described above, in this embodiment, unlike the conventional fuse element, it can not be used by one blow, and can be used repeatedly as many as the number of combinations of fusible conductor pieces.

本発明の電子デバイスはMEMS素子であるため、すべての可溶導体片が溶断した場合には、別の電子デバイスに取り替えることも容易である。またこの取り替え頻度は、大幅に少なくすることができる。   Since the electronic device of the present invention is a MEMS element, it is easy to replace it with another electronic device if all fusible conductor pieces are fused. Also, this replacement frequency can be significantly reduced.

次の第2の実施例について説明する。第1の実施例では、基板5の一部をエッチング除去して形成したキャビティ7により可溶導体片の先端部1p2pをを自由端にする場合について説明したが、別の方法で自由端にすることも可能である。   The following second embodiment will be described. In the first embodiment, the case where the end 1p2p of the fusible conductor is made free by the cavity 7 formed by etching away a part of the substrate 5 has been described, but the free end is made by another method It is also possible.

図6(a)は、第1の実施例の図2で説明した基板5表面に、熱酸化により絶縁膜6を形成した後、犠牲層10を形成し、その後導電性のポリシリコン膜により第1の可溶導体1、第2の可溶導体2、第1の配線3aおよび第2の配線3bを含む所定のパターニングをした状態を示している。第1の可溶導体1および第2の可溶導体2の形状は、前述の実施例と同じとする。   In FIG. 6A, after forming the insulating film 6 by thermal oxidation on the surface of the substrate 5 described in FIG. 2 of the first embodiment, a sacrificial layer 10 is formed, and then a conductive polysilicon film is formed. It shows a state in which predetermined patterning including the first soluble conductor 1, the second soluble conductor 2, the first wiring 3 a and the second wiring 3 b is performed. The shapes of the first soluble conductor 1 and the second soluble conductor 2 are the same as those in the above-described embodiment.

その後、犠牲層10をエッチング除去すると、先端部1p、2pを自由端とすることができる。このような方法で形成すれば、基板5の一部をエッチング除去してキャビティ7を形成する方法と比較し、非常に簡便に形成することが可能となる(図6b)。   Thereafter, when the sacrificial layer 10 is etched away, the tips 1p and 2p can be made free ends. If it is formed by such a method, it becomes possible to form very simply in comparison with the method of forming the cavity 7 by etching and removing a part of the substrate 5 (FIG. 6b).

犠牲層10を除去した空間は、第1の可溶導体片の先端部1pと第2の可溶導体片の先端部2pとの間で放電が生じる広さを確保できれば問題ない。   There is no problem in the space from which the sacrificial layer 10 has been removed as long as discharge can occur between the tip 1p of the first fusible conductor piece and the tip 2p of the second fusible conductor.

次に第3の実施例について説明する。第1あるいは第2のの実施例で説明したヒューズ素子を半導体装置のESD保護回路として使用することも可能である。例えば図7に示すように、第1の実施例で説明したヒューズ素子を入力端子11を有する半導体集積回路12に接続する。即ち、ヒューズ素子13は、第1の配線3aを被保護回路となる半導体集積回路12の入力端子11に接続し、第2の配線3bを電源電圧に接続する。例えば、一方のヒューズ素子13は電源電圧Vssに接続し、別のヒューズ素子13はグランド電位に接続する。   A third embodiment will now be described. It is also possible to use the fuse element described in the first or second embodiment as an ESD protection circuit of a semiconductor device. For example, as shown in FIG. 7, the fuse element described in the first embodiment is connected to a semiconductor integrated circuit 12 having an input terminal 11. That is, the fuse element 13 connects the first wiring 3a to the input terminal 11 of the semiconductor integrated circuit 12 to be a protected circuit, and connects the second wiring 3b to the power supply voltage. For example, one fuse element 13 is connected to the power supply voltage Vss, and the other fuse element 13 is connected to the ground potential.

図7に示すように構成したESD保護回路を備えた半導体集積回路12では、入力端子11にサージ電圧が印加されると、第1の配線3aを介して第1の可溶導体片から第2の可溶導体片へ放電が発生し、第2の配線3bに静電気放電電流が流れる。この静電気放電電流が許容電流密度以上となったとき、可溶導体片の狭窄部4が溶断し、サージ電流のエネルギーが消費され、半導体集積回路の内部素子の破壊を防止することができる。   In the semiconductor integrated circuit 12 provided with the ESD protection circuit configured as shown in FIG. 7, when a surge voltage is applied to the input terminal 11, the first fusible conductor piece to the second via the first wiring 3a are used. A discharge is generated in the fusible conductor piece, and an electrostatic discharge current flows in the second wiring 3b. When the electrostatic discharge current becomes equal to or higher than the allowable current density, the narrow portion 4 of the fusible conductor piece is melted and energy of the surge current is consumed, and the internal elements of the semiconductor integrated circuit can be prevented from being broken.

本発明のヒューズ素子13は、それぞれ複数の可溶導体片を備えているため、溶断が生じなかった可溶導体片により電流経路が形成された状態を保っており、継続してESD保護回路として使用可能となる。また、すべての電流経路が使用できなくなったときには、ヒューズ素子13のみを取り替えることで再び使用可能となる。   The fuse element 13 of the present invention is provided with a plurality of fusible conductor pieces, so that the fusible conductor pieces which are not melted are kept in a state in which the current path is formed. It becomes usable. In addition, when all the current paths become unusable, it becomes usable again by replacing only the fuse element 13.

さらに本発明のヒューズ素子13は、寄生容量を持たないため、高速応答が可能な保護素子となる。   Furthermore, since the fuse element 13 of the present invention does not have parasitic capacitance, it becomes a protection element capable of high-speed response.

以上説明したように本発明の電子デバイスは、一般的なヒューズ素子と同様に可溶導体を溶断することで電流経路を遮断することができる。一方、一般的なヒューズ素子と異なり、1回の溶断で使用できなくなることはなく、複数回使用することができる。すべての可溶導体が溶断した後は、半導体集積回路12とは別の部品として取り替え可能であり、継続して使用することに何ら問題はない。   As described above, in the electronic device of the present invention, the current path can be interrupted by melting the soluble conductor in the same manner as a general fuse element. On the other hand, unlike a general fuse element, it can not be used by one blow and can be used multiple times. After all the fusible conductors are fused, they can be replaced as parts separate from the semiconductor integrated circuit 12, and there is no problem in continuous use.

1:第1の可溶導体、1a〜1b:第1の可溶導体片、2:第2の可溶導体、2a〜2c:第2の可溶導体片、3a:第1の配線、3b:第2の配線、4:狭窄部、5:基板、6:絶縁膜、7:キャビティ、8:枠体、9:リッド、10:犠牲層、11:入力端子、12:半導体集積回路、13、20:ヒューズ素子、21:可溶導体、22:溶断部 1: first soluble conductor, 1a to 1b: first soluble conductor piece, 2: second soluble conductor, 2a to 2c: second soluble conductor piece, 3a: first wiring, 3b Reference numeral 2: second wiring, 4: narrow portion, 5: substrate, 6: insulating film, 7: cavity, 8: frame, 9: lid, 10: sacrificial layer, 11: input terminal, 12: semiconductor integrated circuit, 13 20: Fuse element 21: Soluble conductor 22: Fused part

Claims (2)

電流経路に可溶導体を備え、該可溶導体が溶断されることで前記電流経路が遮断される電子デバイスにおいて、
前記可溶導体は、第1の可溶導体と第2の可溶導体とを含み、
該第1の可溶導体は、複数の可溶導体片を備え、各可溶導体片の先端部とは反対側の端部が第1の配線に接続されていることと、
前記第2の可溶導体は、複数の可溶導体片を備え、各可溶導体片の先端部とは反対側の端部が第2の配線に接続されていることと、
前記可溶導体片は、前記先端部と前記第1の配線あるいは第2の配線との接続部との間に、溶断部となる狭窄部を備えていることと、
前記第1の可溶導体の可溶導体片の前記先端部と前記第2の可溶導体の可溶導体片の前記先端部は、相互に離間して対向配置された自由端となっていることを特徴とする電子デバイス。
In an electronic device including a fusible conductor in a current path, and the fusible conductor being melted and cut off the current path,
The fusible conductor includes a first fusible conductor and a second fusible conductor.
The first fusible conductor includes a plurality of fusible conductor pieces, and the end opposite to the tip of each fusible conductor piece is connected to the first wiring;
The second fusible conductor includes a plurality of fusible conductor pieces, and an end opposite to a tip of each fusible conductor piece is connected to the second wiring.
The fusible conductor piece includes a constriction portion to be a fusing portion between the tip portion and a connection portion between the first wiring and the second wiring.
The tip end of the fusible conductor piece of the first fusible conductor and the tip end of the fusible conductor piece of the second fusible conductor are free ends which are disposed to be opposed to each other. An electronic device characterized by
請求項1記載の電子デバイスにおいて、前記可溶導体は絶縁膜上に形成され、少なくとも前記絶縁膜の一部が除去された空間、あるいは前記絶縁膜上の空間に前記先端部が配置された自由端となり、前記狭窄部は前記絶縁膜上に配置されていることを特徴とする電子デバイス。   The electronic device according to claim 1, wherein the soluble conductor is formed on an insulating film, and the free end is disposed in a space from which at least a part of the insulating film is removed or a space on the insulating film. An electronic device, wherein the narrowed portion is disposed on the insulating film.
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