アンチヒューズ素子
【課題】電圧が印加された場合に速やかに短絡状態になり、短絡時の抵抗が低くなるようにすることができるアンチヒューズ素子を提供する。
【解決手段】（ａ）対向する少なくとも一対の電極膜３０，３２と、（ｂ）一対の電極膜３０，３２の間に配置された絶縁体膜２２と、（ｃ）一対の電極膜３０，３２及び絶縁体膜２２を支持する基板１２とを備える。一対の電極膜３０，３２は、基板１２に相対的に近い一方３０が相対的に高電位の第１端子１４に接続され、基板１２から相対的に遠い他方３２が相対的に低電位の第２端子１６に接続される。
【解決手段】（ａ）対向する少なくとも一対の電極膜３０，３２と、（ｂ）一対の電極膜３０，３２の間に配置された絶縁体膜２２と、（ｃ）一対の電極膜３０，３２及び絶縁体膜２２を支持する基板１２とを備える。一対の電極膜３０，３２は、基板１２に相対的に近い一方３０が相対的に高電位の第１端子１４に接続され、基板１２から相対的に遠い他方３２が相対的に低電位の第２端子１６に接続される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンチヒューズ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般のヒューズは所定以上の電圧等になると切れ、電流を遮断する。これとは逆に、所定以上の電圧になると短絡し、電流が流れるようになるアンチヒューズ素子が提案されている。
【０００３】
例えば図１０の断面図に示す絶縁体層６８は、アンチヒューズ素子として機能する。絶縁体層６８は、絶縁材料（例えばＳｉＯ２）からなり、基板６１上に形成された配線パターン６２ｓ，６２ｔの両方に接し、配線パターン６２ｓ，６２ｔ間の空隙６３を跨ぐように連続的に形成されている。配線パターン６２ｓ，６２ｔには、ＬＥＤ（発光ダイオード）６６のリード端子６４，６５が半田６４ａ，６５ａを用いて接続されている。
【０００４】
通常時は、ＬＥＤ６６の順方向に電流が流れる。例えば、一方の配線パターン６２ｓから、リード端子６５、ＬＥＤ６６、リード端子６４を通って、他方の配線パターン６２ｔに電流が流れる。
【０００５】
しかし、ＬＥＤ６６の不良、故障等によりＬＥＤ６６内を電流が流れないオープン状態（開放不良）となると、配線パターン６２ｓ，６２ｔ間に印加される電圧によって、絶縁体層６８による絶縁が破壊され、電流は、一方の配線パターン６２ｓから、絶縁体層６８を通り、他方の配線パターン６２ｔに流れる。
【０００６】
このような構成のアンチヒューズ素子は、例えば図１１の電気回路図に示すように、直列に接続されたＬＥＤ５１Ａ，５１Ｂ，・・・５１ｎの一部が故障しても、他のＬＥＤが点灯し続けるようにするために用いられる。この場合、アンチヒューズ素子５２Ａ，５２Ｂ，・・・５２ｎは、直列に接続されたＬＥＤ５１Ａ，５１Ｂ，・・・５１ｎのそれぞれに対して並列となるように接続された状態で使用される。一部のＬＥＤ（例えば５１Ａ）に電流が流れない開放不良の場合、そのＬＥＤに並列に接続されたアンチヒューズ素子（例えば５２Ａ）が短絡し、電流はアンチヒューズ素子（例えば５２Ａ）を迂回して流れ、他のＬＥＤにも電流が流れるため、他のＬＥＤは点灯し続ける。
【０００７】
ｎ個のＬＥＤが直列接続され、ＬＥＤの順方向電圧低下の電圧値をＶｆとすると、ＬＥＤが開放不良となった場合に、直列接続されたｎ個のＬＥＤの両端におおよそＶｆ×ｎの電圧をかけてアンチヒューズ素子の絶縁を破壊して短絡させ、他のＬＥＤを点灯させる。
【０００８】
図１２は、アンチヒューズ素子の絶縁破壊電圧とアンチヒューズ素子の通電電流との関係を示すグラフである。図１２に示すように、絶縁破壊電圧（５０Ｖ）を越えると絶縁破壊等を開始する。絶縁破壊電圧より低い電圧でもリーク電流が流れ、絶縁破壊電圧に近い領域ではリーク電流が急激に上昇する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−３２４３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
例えば、Ｖｆ＝３．３Ｖで３００ｍＡの電流が流れるＬＥＤ（１Ｗ品）を評価したところ、２５℃では２．３Ｖで、１００℃では２．１Ｖで、約３μＡのリーク電流が流れた。このＬＥＤを１８個直列で使用した場合、Ｖｆ×ｎ＝５９．４Ｖとなる。
【００１０】
しかし、実際はアンチヒューズ素子が絶縁破壊電圧以下であっても３μＡの電流が流れる領域が存在すると、１つのＬＥＤが開放不良となった場合、１００℃においても他の１７個のＬＥＤで２．１×（１８−１）＝３５．７Ｖの電圧降下が起こる。
【００１１】
例えば定電流回路で７０Ｖまで昇圧できたとしても、絶縁破壊電圧が４５Ｖであり３４．３Ｖ以上でリーク電流が３μＡとなる領域が存在するアンチヒューズ素子の場合、アンチヒューズ素子には７０−３５．７＝３４．３Ｖ以下の電圧しかかからないため、短絡状態にはならない。
【００１２】
上記ＬＥＤの評価結果では１．９Ｖ印加時でもリーク電流は１０ｎＡ未満であり、実質上、図１１に示す電気回路でアンチヒューズ素子にＶｆ×ｎの電圧をかけようとすると、絶縁破壊電圧以下では１ｎＡ以下のリーク電流とすることが必要になる。しかし、そのような特性を有する絶縁膜は、実現困難である。
【００１３】
もちろん上記のような場合でも、アンチヒューズ素子の絶縁が破壊する絶縁破壊電圧を下げれば動作可能になる。しかしながら、このアンチヒューズ素子はＶｆ印加後にはＬＥＤよりも充分に長い寿命を有する必要がある。ハイパワーのＬＥＤの直近にアンチヒューズ素子を配置する場合、ＬＥＤの発熱によりアンチヒューズ素子の温度も上昇するため、アンチヒューズ素子の寿命は短くなる傾向になる。
【００１４】
さらにこのアンチヒューズ素子には以下のような特性が要求される。
（１）動作時に速やかに短絡状態になること
（２）短絡時の抵抗が低いこと。理想的にはＬＥＤ正常動作時の抵抗より低いこと
（３）短絡状態での信頼性が高いこと。具体的にはＬＥＤ電流値と同じ電流を長時間流しても抵抗が上昇しないこと
【００１５】
すなわち、短絡状態になるのに時間を要すると、その間は他のＬＥＤには微小電流しか流れないので、その間は非常に照度の低い状態で点灯していることになるため、（１）の特性が必要となる。また、ＬＥＤ正常動作時の抵抗より高くなると、この部分での電圧降下が大きくなるので電源電圧を高くする必要が生じるため、（２）、（３）の特性が必要となる。
【００１６】
以上の理由により、アンチヒューズ素子の特性は、絶縁体材料、電極材料、内部構造に著しく影響される。
【００１７】
本発明は、かかる実情に鑑み、電圧が印加された場合に速やかに短絡状態になり、短絡時の抵抗が低くなるようにすることができるアンチヒューズ素子を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成したアンチヒューズ素子を提供する。
【００１９】
アンチヒューズ素子は、（ａ）対向する少なくとも一対の電極膜と、（ｂ）前記一対の電極膜の間に配置された絶縁体膜と、（ｃ）前記一対の電極膜及び前記絶縁体膜を支持する基板とを備える。前記一対の電極膜は、前記基板に相対的に近い一方が相対的に高電位の第１端子に接続され、前記基板から相対的に遠い他方が相対的に低電位の第２端子に接続される。
【００２０】
上記構成において、対向する一対の電極膜の間に絶縁体膜が配置されているので、一対の電極膜の間に電圧が印加された場合に、絶縁体膜の絶縁が破壊され速やかに短絡状態になり、短絡時の抵抗が低くなるようにすることができる。
【００２１】
上記構成によれば、上記構成とは逆に一対の電極膜のうち基板に相対的に近い一方（下部電極）が相対的に低電位の第２端子に接続され、基板から相対的に遠い他方（上部電極）が相対的に高電位の第１端子に接続される場合よりも、アンチヒューズ素子が動作して短絡状態になるまでの時間を短くすることができる。
【００２２】
好ましくは、前記誘電体膜がチタン酸バリウムストロンチウムを主成分とする。
【００２３】
この場合、動作前の寿命、動作後の抵抗について良好なアンチヒューズ素子を製造することができる。
【００２４】
好ましくは、前記基板から相対的に遠い前記他方の前記電極膜の前記絶縁体膜とは反対側に配置された絶縁層をさらに備える。
【００２５】
この場合、一対の電極膜間に電圧がかかった際のリーク電流を小さくすることができる。
【００２６】
好ましくは、前記電極膜は、少なくとも前記絶縁体膜と接触する部分が貴金属である。
【００２７】
この場合、一対の電極膜の間が短絡状態となった後に長時間電流を流しても、電極膜の酸化や焼結による玉化などが生じないため、一対の電極膜の間の電気抵抗値が上がらないようにすることができる。したがって、アンチヒューズ素子の信頼性を高めることができる。
【００２８】
好ましくは、前記基板に支持された、他の一対の電極膜及び前記他の一対の電極膜の間に配置された他の絶縁体膜をさらに備える。前記他の一対の電極膜は、前記基板に相対的に近い一方が相対的に低電位の前記第２端子に接続され、前記基板から相対的に遠い他方が相対的に高電位の前記第１端子に接続される。
【００２９】
上記構成によれば、アンチヒューズ素子をどちらの向きに接続しても、アンチヒューズ素子が動作して短絡状態になるまでの時間を短くすることができ、向き（極性）を考慮することなくアンチヒューズ素子を実装することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明のアンチヒューズ素子は、電圧が印加された場合に速やかに短絡状態になり、短絡時の抵抗が低くなるようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図９を参照しながら説明する。
【００３２】
＜実施例１＞ 実施例１のアンチヒューズ素子１０について、図１〜図５及び図８を参照しながら説明する。
【００３３】
図１の平面図に示すように、アンチヒューズ素子１０の上面には一対の外部電極１４，１６が露出し、外部電極１４，１６の周囲は保護樹脂１８で覆われている。
【００３４】
図１の線II−IIに沿って切断した断面図である図２に示すように、アンチヒューズ素子１０は、基板１２上に、絶縁体膜２０，２２，２４と電極膜３０，３２とが交互に積層されている。電極膜３０，３２は、導電体層３４を介して、それぞれ、外部電極１４，１６に電気的に接続されている。絶縁体膜２０，２２，２４と電極膜３０，３２とにより形成される薄膜構造と導電体層３４との間には、絶縁層２６，２８が形成されている。
【００３５】
対向する電極膜３０，３２の間に配置された絶縁体膜２２は、電極膜３０，３２間に印加される電圧が所定値を越えると絶縁が破壊され、電極膜３０，３２間を短絡するように、適宜な材料を用いて形成する。例えば、絶縁体膜２２には、（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３などの他、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３系、ＳｒＢｉ４Ｔｉ４Ｏ１５等のビスマス層状化合物を用いることができる。
【００３６】
電極膜３０，３２の間に配置された絶縁体膜２２以外の絶縁体膜２０，２４は、電極膜３０，３２の間に配置された絶縁体膜２２と同じ材料を用いても、異なる材料を用いてもよいが、同じ材料を用いると製造が簡単になる。電極膜３０，３２の間に配置された絶縁体膜２２以外の絶縁体膜２０，２４を形成する。絶縁体膜２０は、基板２０との密着層である。絶縁体膜２４は、基板１２から相対的に遠い電極膜３２の絶縁体膜２２とは反対側に配置された絶縁層であり、この絶縁体膜（絶縁層）２４を形成することにより、電極膜３０，３２間に電圧が印加された際のリーク電流を小さくすることができる。
【００３７】
電極膜３０，３２には、例えば、導電性を有する金属材料を用いる。電極膜３０，３２は、電極膜３０，３２間が短絡状態となった後に長時間電流を流しても、酸化や焼結による玉化などが生じないようにするため、少なくとも電極膜３０，３２の間に配置された絶縁体膜２２に接する部分に、貴金属を用いる。例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）を、単体又は合金で用いる。
【００３８】
次に、アンチヒューズ素子１０の製造例について、図３〜図６の断面図を参照しながら説明する。
【００３９】
まず、図３（ａ）に示すように、基板１２の上面１２ｓに絶縁体膜２０を形成する。具体的には、７００ｎｍの熱酸化膜が形成されたＳｉ基板１２の上面１２ｓに、Ｂａ：Ｓｒ：Ｔｉ＝７０：３０：１００（モル比）と有機化合物とを混合した原料液をスピンコートにより塗布した後、ホットプレート上３００℃で乾燥する。これを２回繰り返した後、昇温速度５℃／ｓでＲＴＡ（高速昇温処理）を行い、酸素雰囲気中６００℃の条件で３０分間熱処理して、絶縁体膜２０として、チタン酸バリウムストロンチウム（（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３（以下、「ＢＳＴ」という。)の薄膜を形成した。この時、最終的にＢＳＴ薄膜２０の膜厚が９０ｎｍとなるような条件で成膜を行った。
【００４０】
次いで、図３（ｂ）に示すように、電極膜３０を形成する。具体的には、ＢＳＴ薄膜２０の上に、スパッタリング法を用いて膜厚２００ｎｍのＰｔ膜３０を成膜した。
【００４１】
次いで、図３（ｃ）に示すように、絶縁体膜２２、電極膜３２、絶縁体膜２４を順に形成する。すなわち、Ｐｔ膜３０上に、前述のＢＳＴ薄膜２０と同様の方法で、絶縁体膜２２として膜厚９０ｎｍのＢＳＴ薄膜を形成する。このＢＳＴ薄膜２２上に、前述のＰｔ膜３０と同様の方法で、電極膜３２として膜厚２００ｎｍのＰｔ膜を成膜する。さらに、このＰｔ膜３２上に、前述のＢＳＴ薄膜２０と同様の方法で、絶縁体膜２４として膜厚９０ｎｍのＢＳＴ薄膜を形成した。
【００４２】
次いで、図４（ｄ）に示すように、３層目のＢＳＴ薄膜２４と、２層目のＰｔ膜３２をパターニングする。すなわち、３層目のＢＳＴ薄膜２４の上にレジストを塗布し、露光、現像によりレジストパターンを形成し、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）により３層目のＢＳＴ薄膜２４と２層目のＰｔ膜３２を所定形状にパターニングした後、アッシングによりレジストを除去した。
【００４３】
同様の方法で、図４（ｅ）に示すように、１、２層目のＢＳＴ薄膜２０，２２と、１層目のＰｔ膜３０をパターニングした後、レジストを除去した。
【００４４】
次いで、図４（ｆ）に示すように、Ｓｉ基板１２上にパターニングされたＢＳＴ薄膜２０，２２，２４とＰｔ膜３０，３２とからなる薄膜構造の上に、絶縁層２６，２８を形成する。
【００４５】
具体的には、前述のＢＳＴ薄膜２０と同様に、原料液を塗布・乾燥を２回繰り返した後、昇温速度５℃／ｓでＲＴＡ（高速昇温処理）を行い、酸素雰囲気中８００℃で３０分熱処理してＢＳＴ薄膜を形成する。その上に、スパッタリングにより膜厚４００ｎｍのＳｉＮＸ膜を成膜する。その上に、感光性ポリイミドをスピンコートし、露光、現像、キュアすることにより、ポリイミド樹脂のマスクパターンを形成し、形成したマスクパターンを使用し、ＲＩＥによりＳｉＮＸ膜とＢＳＴ薄膜とをパターニングする。この時、図４（ｅ）に示すようにパターニングで残した２層目と３層目の絶縁体膜２２，２６に、図４（ｆ）に示すように電極膜３０，３２が露出する開口部１３，１７を形成した。
【００４６】
次いで、図５（ｇ）に示すように、導電体層３４と外部電極１４，１６とを形成する。
【００４７】
具体的には、マグネトロンスパッタを用いて、Ｔｉ膜（膜厚５０ｎｍ）、Ｃｕ膜（膜厚５００ｎｍ）を連続成膜した後、レジスト塗布、露光、現像を順に行なうことによりレジストパターンを形成し、レジストパターンの開口部に、電解メッキで膜厚１μｍのＮｉ膜を成膜し、さらにその上に、膜厚１μｍのＡｕ膜を成膜した。次いで、溶剤中でレジストを剥離した後、再びレジスト塗布、露光、現像を順に行なうことによりレジストパターンを形成し、形成したレジストパターンをマスクにして、Ｃｕ膜をウエットエッチングによりパターンニングした。次いで、レジストパターンをそのまま用いて、ＲＩＥにより、Ｔｉ膜をパターンニングした。なお、図５（ｇ）において、導電体層３４はＴｉ膜及びＣｕ膜で形成されており、外部電極１４，１６はＮｉ膜及びＡｕ膜により形成されている。
【００４８】
次いで、図５（ｈ）に示すように、外部電極１４，１６の周囲に保護樹脂１８を形成する。具体的には、ソルダーレジストとして感光性ポリイミドをスピンコートし、露光、現像、キュアを順に行なうことにより、感光性ポリイミドをパターニングした状態で形成した。
【００４９】
次いで、図５（ｉ）に示すように、基板１２をカットして、アンチヒューズ素子１０を取り出す。具体的には、Ｓｉ基板１２が０．１ｍｍの厚さになるまで、Ｓｉ基板１２の裏面１２ｔ側を研削した後、ダイシングソーを用いて基板１２をカットし、０．６×０．３×０．１ｍｍｍのチップ形状のアンチヒューズ素子１０を取り出す。
【００５０】
得られたアンチヒューズ素子の絶縁破壊電圧とアンチヒューズ素子の通電電流との関係を調査した。絶縁破壊電圧は１５Ｖであり、図１２に比べてリーク電流が急峻な上昇特性を示す。
【００５１】
次に、作製したアンチヒューズ素子１０の動作確認について説明する。
【００５２】
図８の電気回路図に示すように、１Ｗ白色のＬＥＤ２を１８個直列接続したモジュール基板を作製した。図８に示すように、ＬＥＤ２間の一箇所にスイッチＳを設け、直列に接続されたスイッチＳ及びスイッチＳが接続されたＬＥＤと並列に、作製したアンチヒューズ素子１０をハンダ接続した。
【００５３】
スイッチＳを閉じた状態で定電圧電源を用い、３００ｍＡの電流が流れるまで昇圧した。３００ｍＡ通電時の電圧は、約５９Ｖであった。
【００５４】
次に、電源を定電流電源にし、３００ｍＡの定電流を流した。この時、電圧リミットを６０Ｖに設定した。
【００５５】
このような状態でスイッチＳを閉から開にし、アンチヒューズ素子１０の動作を確認した。
【００５６】
アンチヒューズ素子１０の電極膜３０，３２のうち基板１２に近い一方の電極膜３０に接続された外部電極１４を相対的に高電位側（電源Ｖｏ側）、基板１２から遠い他方の電極膜３２に接続された外部電極１６を相対的に低電位側（グランド側）に接続した場合と、アンチヒューズ素子１０の電極膜３０，３２のうち基板１２に近い一方の電極膜３０に接続された外部電極１４を相対的に低電位側、基板１２から遠い他方の電極膜３２に接続された外部電極１６を相対的に高電位側に接続した場合とについて、スイッチＳを閉から開にするテストを５回ずつ行った。
【００５７】
テストの結果、いずれの場合も、スイッチＳを閉から開にすることにより、アンチヒューズ素子１０が並列に接続されている部分のＬＥＤは消灯し、他の１７個のＬＥＤは一旦暗くなってから、元の照度と同程度まで復帰した。
【００５８】
しかし、照度が復帰するまでの所要時間は、基板１２に近い一方の電極膜３０に接続された外部電極１４を相対的に高電位側（電源Ｖｏ側）に接続する前者の場合には、全て１秒以内に元の照度と同程度に復帰した。一方、基板１２から遠い他方の電極膜３２に接続された外部電極１６を相対的に高電位側（電源Ｖｏ側）に接続する後者の場合、照度が復帰するまでの所要時間は１〜５秒と長く、バラツキも大きかった。
【００５９】
動作して短絡状態となったアンチヒューズ素子について、アンチヒューズ素子単体の抵抗を測定したところ、３Ω以下であった。
【００６０】
また、一部については、アンチヒューズ動作後、７２時間の通電試験を行った。その結果、ＬＥＤの照度に変化はなく、試験後のアンチヒューズ素子に抵抗の上昇は見られなかった。
【００６１】
また、アンチヒューズ素子単体で信頼性試験（高温、高電圧の加速試験）を行ったところ、１０５℃、３．５Ｖの寿命は、５００００時間以上と推定された。
【００６２】
以上のように、アンチヒューズ素子１０は、基板１２に近い電極膜３０が高電位側となるように接続した方が、アンチヒューズとしての動作速度が速く、特性が安定している。また、前述した材料構成、構造のアンチヒューズ素子１０を作製することにより、動作前の寿命、動作後の抵抗についても好適なものが得られた。
【００６３】
＜実施例２＞ 実施例２のアンチヒューズ素子１０ｘについて、図６〜図９を参照しながら説明する。
【００６４】
図６はアンチヒューズ素子１０ｘの平面図である。図７（ａ）は、図６の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図７（ｂ）は、図６の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。
【００６５】
図６及び図７に示すように、実施例２のアンチヒューズ素子１０ｘは、実施例１のアンチヒューズ素子１０と略同様に構成されている。
【００６６】
すなわち、図６に示すように、アンチヒューズ素子１０ｘは、上面に一対の外部電極１４，１６が露出し、外部電極１４，１６の周囲は保護樹脂１８で覆われている。図７に示すように、基板１２上に、絶縁体膜２０，２２，２４と電極膜３０ａ，３０ｂ，３２ａ，３２ｂとが交互に積層されている。
【００６７】
図６において鎖線よりも下側の部分では、図７（ｂ）に示すように、実施例１のアンチヒューズ素子１０と同様に、基板１２に近い電極膜３０ｂは一方の外部電極１４に電気的に接続され、基板１２から遠い電極膜３２ｂは他方の外部電極１６に電気的に接続されている。
【００６８】
これに対し、図６において鎖線よりも上側の部分では、図７（ａ）に示すように、実施例１のアンチヒューズ素子１０とは逆に、基板１２から遠い電極膜３２ａが一方の外部電極１４に電気的に接続され、基板１２に近い電極膜３０ａが他方の外部電極１６に電気的に接続されている。
【００６９】
つまり、実施例２のアンチヒューズ素子１０ｘは、図９の電気回路図に示すように、外部電極１４，１６間に、２対の電極３０ａ，３２ａ；３０ｂ，３２ｂが逆向きに接続されている。
【００７０】
次に、実施例２のアンチヒューズ素子１０ｘの動作確認について説明する。
【００７１】
実施例１と同様の方法で、０．６×０．３×０．１ｍｍｍのチップ形状のアンチヒューズ素子１０ｘを作製し、これを実施例１と同様の方法（図８参照）で、ＬＥＤ間の１箇所に設けたスイッチＳを閉から開にするテストを行った。その結果、アンチヒューズ素子１０ｘの極性によらず、アンチヒューズ素子１０が並列に接続されている部分のＬＥＤは消灯し、他の１７個のＬＥＤは一旦暗くなった後、全て１秒以内に元の照度と同程度に復帰した。
【００７２】
これは、一方の外部電極１４を相対的に高電位側に、他方の外部電極１６を相対的に低電位側に接続したときも、逆に、一方の外部電極１４を相対的に低電位側に、他方の外部電極１６を相対的に高電位側に接続したときも、２対の電極膜３０ａ，３２ａと３０ｂ，３２ｂとのうちいずれか一方は、基板に相対的に近い電極膜が相対的に高電位側に接続され、基板から相対的に遠い他方が相対的に低電位側に接続されるため、いずれか一方の電極膜３０ａ，３２ａ又は３０ｂ，３２ｂの間が、短時間で短絡状態になるからである。
【００７３】
動作して短絡状態となったアンチヒューズ素子１０ｘ単体の抵抗を測定したところ、３Ω以下であった。
【００７４】
また、一部についてはアンチヒューズ動作後、７２時間の通電試験を行なったが、ＬＥＤの照度に変化はなく、試験後のアンチヒューズに抵抗の上昇は見られなかった。
【００７５】
また、アンチヒューズ単体での信頼性試験を行なったところ、１０５℃、３．５Ｖの寿命は、５００００時間以上と推定される。
【００７６】
実施例２のアンチヒューズ素子１０ｘは、実装方向によらず、動作速度が速くすることができる。動作前の寿命、動作後の抵抗についても、悪影響はない。
【００７７】
＜まとめ＞ 以上に説明したアンチヒューズ素子１０，１０ｘは、電圧が印加された場合に速やかに短絡状態になり、短絡時の抵抗が低くなるようにすることができる。
【００７８】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。
【００７９】
例えば、本発明のアンチヒューズ素子を、他の回路素子等と一体に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】アンチヒューズ素子の平面図である。（実施例１）
【図２】アンチヒューズ素子の断面図である。（実施例１）
【図３】アンチヒューズ素子の製造工程を示す断面図である。（実施例１）
【図４】アンチヒューズ素子の製造工程を示す断面図である。（実施例１）
【図５】アンチヒューズ素子の製造工程を示す断面図である。（実施例１）
【図６】アンチヒューズ素子の平面図である。（実施例２）
【図７】アンチヒューズ素子の断面図である。（実施例２）
【図８】テスト時の電気回路図である。（実施例１、２）
【図９】アンチヒューズ素子の内部構造を示す電気回路図である。（実施例２）
【図１０】アンチヒューズ素子の断面図である。（従来例）
【図１１】アンチヒューズ素子の電気回路図である。（従来例）
【図１２】アンチヒューズ素子の特性を示すグラフである。（従来例）
【符号の説明】
【００８１】
１０，１０ｘ アンチヒューズ素子
１２ 基板
１４ 外部電極（第１端子）
１６ 外部電極（第２端子）
２０ 絶縁体膜
２２ 絶縁体膜
２４ 絶縁体膜（絶縁層）
３０，３０ａ，３０ｂ 電極膜（電極膜の一方）
３２，３２ａ，３２ｂ 電極膜（電極膜の他方）
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンチヒューズ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般のヒューズは所定以上の電圧等になると切れ、電流を遮断する。これとは逆に、所定以上の電圧になると短絡し、電流が流れるようになるアンチヒューズ素子が提案されている。
【０００３】
例えば図１０の断面図に示す絶縁体層６８は、アンチヒューズ素子として機能する。絶縁体層６８は、絶縁材料（例えばＳｉＯ２）からなり、基板６１上に形成された配線パターン６２ｓ，６２ｔの両方に接し、配線パターン６２ｓ，６２ｔ間の空隙６３を跨ぐように連続的に形成されている。配線パターン６２ｓ，６２ｔには、ＬＥＤ（発光ダイオード）６６のリード端子６４，６５が半田６４ａ，６５ａを用いて接続されている。
【０００４】
通常時は、ＬＥＤ６６の順方向に電流が流れる。例えば、一方の配線パターン６２ｓから、リード端子６５、ＬＥＤ６６、リード端子６４を通って、他方の配線パターン６２ｔに電流が流れる。
【０００５】
しかし、ＬＥＤ６６の不良、故障等によりＬＥＤ６６内を電流が流れないオープン状態（開放不良）となると、配線パターン６２ｓ，６２ｔ間に印加される電圧によって、絶縁体層６８による絶縁が破壊され、電流は、一方の配線パターン６２ｓから、絶縁体層６８を通り、他方の配線パターン６２ｔに流れる。
【０００６】
このような構成のアンチヒューズ素子は、例えば図１１の電気回路図に示すように、直列に接続されたＬＥＤ５１Ａ，５１Ｂ，・・・５１ｎの一部が故障しても、他のＬＥＤが点灯し続けるようにするために用いられる。この場合、アンチヒューズ素子５２Ａ，５２Ｂ，・・・５２ｎは、直列に接続されたＬＥＤ５１Ａ，５１Ｂ，・・・５１ｎのそれぞれに対して並列となるように接続された状態で使用される。一部のＬＥＤ（例えば５１Ａ）に電流が流れない開放不良の場合、そのＬＥＤに並列に接続されたアンチヒューズ素子（例えば５２Ａ）が短絡し、電流はアンチヒューズ素子（例えば５２Ａ）を迂回して流れ、他のＬＥＤにも電流が流れるため、他のＬＥＤは点灯し続ける。
【０００７】
ｎ個のＬＥＤが直列接続され、ＬＥＤの順方向電圧低下の電圧値をＶｆとすると、ＬＥＤが開放不良となった場合に、直列接続されたｎ個のＬＥＤの両端におおよそＶｆ×ｎの電圧をかけてアンチヒューズ素子の絶縁を破壊して短絡させ、他のＬＥＤを点灯させる。
【０００８】
図１２は、アンチヒューズ素子の絶縁破壊電圧とアンチヒューズ素子の通電電流との関係を示すグラフである。図１２に示すように、絶縁破壊電圧（５０Ｖ）を越えると絶縁破壊等を開始する。絶縁破壊電圧より低い電圧でもリーク電流が流れ、絶縁破壊電圧に近い領域ではリーク電流が急激に上昇する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−３２４３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
例えば、Ｖｆ＝３．３Ｖで３００ｍＡの電流が流れるＬＥＤ（１Ｗ品）を評価したところ、２５℃では２．３Ｖで、１００℃では２．１Ｖで、約３μＡのリーク電流が流れた。このＬＥＤを１８個直列で使用した場合、Ｖｆ×ｎ＝５９．４Ｖとなる。
【００１０】
しかし、実際はアンチヒューズ素子が絶縁破壊電圧以下であっても３μＡの電流が流れる領域が存在すると、１つのＬＥＤが開放不良となった場合、１００℃においても他の１７個のＬＥＤで２．１×（１８−１）＝３５．７Ｖの電圧降下が起こる。
【００１１】
例えば定電流回路で７０Ｖまで昇圧できたとしても、絶縁破壊電圧が４５Ｖであり３４．３Ｖ以上でリーク電流が３μＡとなる領域が存在するアンチヒューズ素子の場合、アンチヒューズ素子には７０−３５．７＝３４．３Ｖ以下の電圧しかかからないため、短絡状態にはならない。
【００１２】
上記ＬＥＤの評価結果では１．９Ｖ印加時でもリーク電流は１０ｎＡ未満であり、実質上、図１１に示す電気回路でアンチヒューズ素子にＶｆ×ｎの電圧をかけようとすると、絶縁破壊電圧以下では１ｎＡ以下のリーク電流とすることが必要になる。しかし、そのような特性を有する絶縁膜は、実現困難である。
【００１３】
もちろん上記のような場合でも、アンチヒューズ素子の絶縁が破壊する絶縁破壊電圧を下げれば動作可能になる。しかしながら、このアンチヒューズ素子はＶｆ印加後にはＬＥＤよりも充分に長い寿命を有する必要がある。ハイパワーのＬＥＤの直近にアンチヒューズ素子を配置する場合、ＬＥＤの発熱によりアンチヒューズ素子の温度も上昇するため、アンチヒューズ素子の寿命は短くなる傾向になる。
【００１４】
さらにこのアンチヒューズ素子には以下のような特性が要求される。
（１）動作時に速やかに短絡状態になること
（２）短絡時の抵抗が低いこと。理想的にはＬＥＤ正常動作時の抵抗より低いこと
（３）短絡状態での信頼性が高いこと。具体的にはＬＥＤ電流値と同じ電流を長時間流しても抵抗が上昇しないこと
【００１５】
すなわち、短絡状態になるのに時間を要すると、その間は他のＬＥＤには微小電流しか流れないので、その間は非常に照度の低い状態で点灯していることになるため、（１）の特性が必要となる。また、ＬＥＤ正常動作時の抵抗より高くなると、この部分での電圧降下が大きくなるので電源電圧を高くする必要が生じるため、（２）、（３）の特性が必要となる。
【００１６】
以上の理由により、アンチヒューズ素子の特性は、絶縁体材料、電極材料、内部構造に著しく影響される。
【００１７】
本発明は、かかる実情に鑑み、電圧が印加された場合に速やかに短絡状態になり、短絡時の抵抗が低くなるようにすることができるアンチヒューズ素子を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成したアンチヒューズ素子を提供する。
【００１９】
アンチヒューズ素子は、（ａ）対向する少なくとも一対の電極膜と、（ｂ）前記一対の電極膜の間に配置された絶縁体膜と、（ｃ）前記一対の電極膜及び前記絶縁体膜を支持する基板とを備える。前記一対の電極膜は、前記基板に相対的に近い一方が相対的に高電位の第１端子に接続され、前記基板から相対的に遠い他方が相対的に低電位の第２端子に接続される。
【００２０】
上記構成において、対向する一対の電極膜の間に絶縁体膜が配置されているので、一対の電極膜の間に電圧が印加された場合に、絶縁体膜の絶縁が破壊され速やかに短絡状態になり、短絡時の抵抗が低くなるようにすることができる。
【００２１】
上記構成によれば、上記構成とは逆に一対の電極膜のうち基板に相対的に近い一方（下部電極）が相対的に低電位の第２端子に接続され、基板から相対的に遠い他方（上部電極）が相対的に高電位の第１端子に接続される場合よりも、アンチヒューズ素子が動作して短絡状態になるまでの時間を短くすることができる。
【００２２】
好ましくは、前記誘電体膜がチタン酸バリウムストロンチウムを主成分とする。
【００２３】
この場合、動作前の寿命、動作後の抵抗について良好なアンチヒューズ素子を製造することができる。
【００２４】
好ましくは、前記基板から相対的に遠い前記他方の前記電極膜の前記絶縁体膜とは反対側に配置された絶縁層をさらに備える。
【００２５】
この場合、一対の電極膜間に電圧がかかった際のリーク電流を小さくすることができる。
【００２６】
好ましくは、前記電極膜は、少なくとも前記絶縁体膜と接触する部分が貴金属である。
【００２７】
この場合、一対の電極膜の間が短絡状態となった後に長時間電流を流しても、電極膜の酸化や焼結による玉化などが生じないため、一対の電極膜の間の電気抵抗値が上がらないようにすることができる。したがって、アンチヒューズ素子の信頼性を高めることができる。
【００２８】
好ましくは、前記基板に支持された、他の一対の電極膜及び前記他の一対の電極膜の間に配置された他の絶縁体膜をさらに備える。前記他の一対の電極膜は、前記基板に相対的に近い一方が相対的に低電位の前記第２端子に接続され、前記基板から相対的に遠い他方が相対的に高電位の前記第１端子に接続される。
【００２９】
上記構成によれば、アンチヒューズ素子をどちらの向きに接続しても、アンチヒューズ素子が動作して短絡状態になるまでの時間を短くすることができ、向き（極性）を考慮することなくアンチヒューズ素子を実装することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明のアンチヒューズ素子は、電圧が印加された場合に速やかに短絡状態になり、短絡時の抵抗が低くなるようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図９を参照しながら説明する。
【００３２】
＜実施例１＞ 実施例１のアンチヒューズ素子１０について、図１〜図５及び図８を参照しながら説明する。
【００３３】
図１の平面図に示すように、アンチヒューズ素子１０の上面には一対の外部電極１４，１６が露出し、外部電極１４，１６の周囲は保護樹脂１８で覆われている。
【００３４】
図１の線II−IIに沿って切断した断面図である図２に示すように、アンチヒューズ素子１０は、基板１２上に、絶縁体膜２０，２２，２４と電極膜３０，３２とが交互に積層されている。電極膜３０，３２は、導電体層３４を介して、それぞれ、外部電極１４，１６に電気的に接続されている。絶縁体膜２０，２２，２４と電極膜３０，３２とにより形成される薄膜構造と導電体層３４との間には、絶縁層２６，２８が形成されている。
【００３５】
対向する電極膜３０，３２の間に配置された絶縁体膜２２は、電極膜３０，３２間に印加される電圧が所定値を越えると絶縁が破壊され、電極膜３０，３２間を短絡するように、適宜な材料を用いて形成する。例えば、絶縁体膜２２には、（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３などの他、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３系、ＳｒＢｉ４Ｔｉ４Ｏ１５等のビスマス層状化合物を用いることができる。
【００３６】
電極膜３０，３２の間に配置された絶縁体膜２２以外の絶縁体膜２０，２４は、電極膜３０，３２の間に配置された絶縁体膜２２と同じ材料を用いても、異なる材料を用いてもよいが、同じ材料を用いると製造が簡単になる。電極膜３０，３２の間に配置された絶縁体膜２２以外の絶縁体膜２０，２４を形成する。絶縁体膜２０は、基板２０との密着層である。絶縁体膜２４は、基板１２から相対的に遠い電極膜３２の絶縁体膜２２とは反対側に配置された絶縁層であり、この絶縁体膜（絶縁層）２４を形成することにより、電極膜３０，３２間に電圧が印加された際のリーク電流を小さくすることができる。
【００３７】
電極膜３０，３２には、例えば、導電性を有する金属材料を用いる。電極膜３０，３２は、電極膜３０，３２間が短絡状態となった後に長時間電流を流しても、酸化や焼結による玉化などが生じないようにするため、少なくとも電極膜３０，３２の間に配置された絶縁体膜２２に接する部分に、貴金属を用いる。例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）を、単体又は合金で用いる。
【００３８】
次に、アンチヒューズ素子１０の製造例について、図３〜図６の断面図を参照しながら説明する。
【００３９】
まず、図３（ａ）に示すように、基板１２の上面１２ｓに絶縁体膜２０を形成する。具体的には、７００ｎｍの熱酸化膜が形成されたＳｉ基板１２の上面１２ｓに、Ｂａ：Ｓｒ：Ｔｉ＝７０：３０：１００（モル比）と有機化合物とを混合した原料液をスピンコートにより塗布した後、ホットプレート上３００℃で乾燥する。これを２回繰り返した後、昇温速度５℃／ｓでＲＴＡ（高速昇温処理）を行い、酸素雰囲気中６００℃の条件で３０分間熱処理して、絶縁体膜２０として、チタン酸バリウムストロンチウム（（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３（以下、「ＢＳＴ」という。)の薄膜を形成した。この時、最終的にＢＳＴ薄膜２０の膜厚が９０ｎｍとなるような条件で成膜を行った。
【００４０】
次いで、図３（ｂ）に示すように、電極膜３０を形成する。具体的には、ＢＳＴ薄膜２０の上に、スパッタリング法を用いて膜厚２００ｎｍのＰｔ膜３０を成膜した。
【００４１】
次いで、図３（ｃ）に示すように、絶縁体膜２２、電極膜３２、絶縁体膜２４を順に形成する。すなわち、Ｐｔ膜３０上に、前述のＢＳＴ薄膜２０と同様の方法で、絶縁体膜２２として膜厚９０ｎｍのＢＳＴ薄膜を形成する。このＢＳＴ薄膜２２上に、前述のＰｔ膜３０と同様の方法で、電極膜３２として膜厚２００ｎｍのＰｔ膜を成膜する。さらに、このＰｔ膜３２上に、前述のＢＳＴ薄膜２０と同様の方法で、絶縁体膜２４として膜厚９０ｎｍのＢＳＴ薄膜を形成した。
【００４２】
次いで、図４（ｄ）に示すように、３層目のＢＳＴ薄膜２４と、２層目のＰｔ膜３２をパターニングする。すなわち、３層目のＢＳＴ薄膜２４の上にレジストを塗布し、露光、現像によりレジストパターンを形成し、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）により３層目のＢＳＴ薄膜２４と２層目のＰｔ膜３２を所定形状にパターニングした後、アッシングによりレジストを除去した。
【００４３】
同様の方法で、図４（ｅ）に示すように、１、２層目のＢＳＴ薄膜２０，２２と、１層目のＰｔ膜３０をパターニングした後、レジストを除去した。
【００４４】
次いで、図４（ｆ）に示すように、Ｓｉ基板１２上にパターニングされたＢＳＴ薄膜２０，２２，２４とＰｔ膜３０，３２とからなる薄膜構造の上に、絶縁層２６，２８を形成する。
【００４５】
具体的には、前述のＢＳＴ薄膜２０と同様に、原料液を塗布・乾燥を２回繰り返した後、昇温速度５℃／ｓでＲＴＡ（高速昇温処理）を行い、酸素雰囲気中８００℃で３０分熱処理してＢＳＴ薄膜を形成する。その上に、スパッタリングにより膜厚４００ｎｍのＳｉＮＸ膜を成膜する。その上に、感光性ポリイミドをスピンコートし、露光、現像、キュアすることにより、ポリイミド樹脂のマスクパターンを形成し、形成したマスクパターンを使用し、ＲＩＥによりＳｉＮＸ膜とＢＳＴ薄膜とをパターニングする。この時、図４（ｅ）に示すようにパターニングで残した２層目と３層目の絶縁体膜２２，２６に、図４（ｆ）に示すように電極膜３０，３２が露出する開口部１３，１７を形成した。
【００４６】
次いで、図５（ｇ）に示すように、導電体層３４と外部電極１４，１６とを形成する。
【００４７】
具体的には、マグネトロンスパッタを用いて、Ｔｉ膜（膜厚５０ｎｍ）、Ｃｕ膜（膜厚５００ｎｍ）を連続成膜した後、レジスト塗布、露光、現像を順に行なうことによりレジストパターンを形成し、レジストパターンの開口部に、電解メッキで膜厚１μｍのＮｉ膜を成膜し、さらにその上に、膜厚１μｍのＡｕ膜を成膜した。次いで、溶剤中でレジストを剥離した後、再びレジスト塗布、露光、現像を順に行なうことによりレジストパターンを形成し、形成したレジストパターンをマスクにして、Ｃｕ膜をウエットエッチングによりパターンニングした。次いで、レジストパターンをそのまま用いて、ＲＩＥにより、Ｔｉ膜をパターンニングした。なお、図５（ｇ）において、導電体層３４はＴｉ膜及びＣｕ膜で形成されており、外部電極１４，１６はＮｉ膜及びＡｕ膜により形成されている。
【００４８】
次いで、図５（ｈ）に示すように、外部電極１４，１６の周囲に保護樹脂１８を形成する。具体的には、ソルダーレジストとして感光性ポリイミドをスピンコートし、露光、現像、キュアを順に行なうことにより、感光性ポリイミドをパターニングした状態で形成した。
【００４９】
次いで、図５（ｉ）に示すように、基板１２をカットして、アンチヒューズ素子１０を取り出す。具体的には、Ｓｉ基板１２が０．１ｍｍの厚さになるまで、Ｓｉ基板１２の裏面１２ｔ側を研削した後、ダイシングソーを用いて基板１２をカットし、０．６×０．３×０．１ｍｍｍのチップ形状のアンチヒューズ素子１０を取り出す。
【００５０】
得られたアンチヒューズ素子の絶縁破壊電圧とアンチヒューズ素子の通電電流との関係を調査した。絶縁破壊電圧は１５Ｖであり、図１２に比べてリーク電流が急峻な上昇特性を示す。
【００５１】
次に、作製したアンチヒューズ素子１０の動作確認について説明する。
【００５２】
図８の電気回路図に示すように、１Ｗ白色のＬＥＤ２を１８個直列接続したモジュール基板を作製した。図８に示すように、ＬＥＤ２間の一箇所にスイッチＳを設け、直列に接続されたスイッチＳ及びスイッチＳが接続されたＬＥＤと並列に、作製したアンチヒューズ素子１０をハンダ接続した。
【００５３】
スイッチＳを閉じた状態で定電圧電源を用い、３００ｍＡの電流が流れるまで昇圧した。３００ｍＡ通電時の電圧は、約５９Ｖであった。
【００５４】
次に、電源を定電流電源にし、３００ｍＡの定電流を流した。この時、電圧リミットを６０Ｖに設定した。
【００５５】
このような状態でスイッチＳを閉から開にし、アンチヒューズ素子１０の動作を確認した。
【００５６】
アンチヒューズ素子１０の電極膜３０，３２のうち基板１２に近い一方の電極膜３０に接続された外部電極１４を相対的に高電位側（電源Ｖｏ側）、基板１２から遠い他方の電極膜３２に接続された外部電極１６を相対的に低電位側（グランド側）に接続した場合と、アンチヒューズ素子１０の電極膜３０，３２のうち基板１２に近い一方の電極膜３０に接続された外部電極１４を相対的に低電位側、基板１２から遠い他方の電極膜３２に接続された外部電極１６を相対的に高電位側に接続した場合とについて、スイッチＳを閉から開にするテストを５回ずつ行った。
【００５７】
テストの結果、いずれの場合も、スイッチＳを閉から開にすることにより、アンチヒューズ素子１０が並列に接続されている部分のＬＥＤは消灯し、他の１７個のＬＥＤは一旦暗くなってから、元の照度と同程度まで復帰した。
【００５８】
しかし、照度が復帰するまでの所要時間は、基板１２に近い一方の電極膜３０に接続された外部電極１４を相対的に高電位側（電源Ｖｏ側）に接続する前者の場合には、全て１秒以内に元の照度と同程度に復帰した。一方、基板１２から遠い他方の電極膜３２に接続された外部電極１６を相対的に高電位側（電源Ｖｏ側）に接続する後者の場合、照度が復帰するまでの所要時間は１〜５秒と長く、バラツキも大きかった。
【００５９】
動作して短絡状態となったアンチヒューズ素子について、アンチヒューズ素子単体の抵抗を測定したところ、３Ω以下であった。
【００６０】
また、一部については、アンチヒューズ動作後、７２時間の通電試験を行った。その結果、ＬＥＤの照度に変化はなく、試験後のアンチヒューズ素子に抵抗の上昇は見られなかった。
【００６１】
また、アンチヒューズ素子単体で信頼性試験（高温、高電圧の加速試験）を行ったところ、１０５℃、３．５Ｖの寿命は、５００００時間以上と推定された。
【００６２】
以上のように、アンチヒューズ素子１０は、基板１２に近い電極膜３０が高電位側となるように接続した方が、アンチヒューズとしての動作速度が速く、特性が安定している。また、前述した材料構成、構造のアンチヒューズ素子１０を作製することにより、動作前の寿命、動作後の抵抗についても好適なものが得られた。
【００６３】
＜実施例２＞ 実施例２のアンチヒューズ素子１０ｘについて、図６〜図９を参照しながら説明する。
【００６４】
図６はアンチヒューズ素子１０ｘの平面図である。図７（ａ）は、図６の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図７（ｂ）は、図６の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。
【００６５】
図６及び図７に示すように、実施例２のアンチヒューズ素子１０ｘは、実施例１のアンチヒューズ素子１０と略同様に構成されている。
【００６６】
すなわち、図６に示すように、アンチヒューズ素子１０ｘは、上面に一対の外部電極１４，１６が露出し、外部電極１４，１６の周囲は保護樹脂１８で覆われている。図７に示すように、基板１２上に、絶縁体膜２０，２２，２４と電極膜３０ａ，３０ｂ，３２ａ，３２ｂとが交互に積層されている。
【００６７】
図６において鎖線よりも下側の部分では、図７（ｂ）に示すように、実施例１のアンチヒューズ素子１０と同様に、基板１２に近い電極膜３０ｂは一方の外部電極１４に電気的に接続され、基板１２から遠い電極膜３２ｂは他方の外部電極１６に電気的に接続されている。
【００６８】
これに対し、図６において鎖線よりも上側の部分では、図７（ａ）に示すように、実施例１のアンチヒューズ素子１０とは逆に、基板１２から遠い電極膜３２ａが一方の外部電極１４に電気的に接続され、基板１２に近い電極膜３０ａが他方の外部電極１６に電気的に接続されている。
【００６９】
つまり、実施例２のアンチヒューズ素子１０ｘは、図９の電気回路図に示すように、外部電極１４，１６間に、２対の電極３０ａ，３２ａ；３０ｂ，３２ｂが逆向きに接続されている。
【００７０】
次に、実施例２のアンチヒューズ素子１０ｘの動作確認について説明する。
【００７１】
実施例１と同様の方法で、０．６×０．３×０．１ｍｍｍのチップ形状のアンチヒューズ素子１０ｘを作製し、これを実施例１と同様の方法（図８参照）で、ＬＥＤ間の１箇所に設けたスイッチＳを閉から開にするテストを行った。その結果、アンチヒューズ素子１０ｘの極性によらず、アンチヒューズ素子１０が並列に接続されている部分のＬＥＤは消灯し、他の１７個のＬＥＤは一旦暗くなった後、全て１秒以内に元の照度と同程度に復帰した。
【００７２】
これは、一方の外部電極１４を相対的に高電位側に、他方の外部電極１６を相対的に低電位側に接続したときも、逆に、一方の外部電極１４を相対的に低電位側に、他方の外部電極１６を相対的に高電位側に接続したときも、２対の電極膜３０ａ，３２ａと３０ｂ，３２ｂとのうちいずれか一方は、基板に相対的に近い電極膜が相対的に高電位側に接続され、基板から相対的に遠い他方が相対的に低電位側に接続されるため、いずれか一方の電極膜３０ａ，３２ａ又は３０ｂ，３２ｂの間が、短時間で短絡状態になるからである。
【００７３】
動作して短絡状態となったアンチヒューズ素子１０ｘ単体の抵抗を測定したところ、３Ω以下であった。
【００７４】
また、一部についてはアンチヒューズ動作後、７２時間の通電試験を行なったが、ＬＥＤの照度に変化はなく、試験後のアンチヒューズに抵抗の上昇は見られなかった。
【００７５】
また、アンチヒューズ単体での信頼性試験を行なったところ、１０５℃、３．５Ｖの寿命は、５００００時間以上と推定される。
【００７６】
実施例２のアンチヒューズ素子１０ｘは、実装方向によらず、動作速度が速くすることができる。動作前の寿命、動作後の抵抗についても、悪影響はない。
【００７７】
＜まとめ＞ 以上に説明したアンチヒューズ素子１０，１０ｘは、電圧が印加された場合に速やかに短絡状態になり、短絡時の抵抗が低くなるようにすることができる。
【００７８】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。
【００７９】
例えば、本発明のアンチヒューズ素子を、他の回路素子等と一体に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】アンチヒューズ素子の平面図である。（実施例１）
【図２】アンチヒューズ素子の断面図である。（実施例１）
【図３】アンチヒューズ素子の製造工程を示す断面図である。（実施例１）
【図４】アンチヒューズ素子の製造工程を示す断面図である。（実施例１）
【図５】アンチヒューズ素子の製造工程を示す断面図である。（実施例１）
【図６】アンチヒューズ素子の平面図である。（実施例２）
【図７】アンチヒューズ素子の断面図である。（実施例２）
【図８】テスト時の電気回路図である。（実施例１、２）
【図９】アンチヒューズ素子の内部構造を示す電気回路図である。（実施例２）
【図１０】アンチヒューズ素子の断面図である。（従来例）
【図１１】アンチヒューズ素子の電気回路図である。（従来例）
【図１２】アンチヒューズ素子の特性を示すグラフである。（従来例）
【符号の説明】
【００８１】
１０，１０ｘ アンチヒューズ素子
１２ 基板
１４ 外部電極（第１端子）
１６ 外部電極（第２端子）
２０ 絶縁体膜
２２ 絶縁体膜
２４ 絶縁体膜（絶縁層）
３０，３０ａ，３０ｂ 電極膜（電極膜の一方）
３２，３２ａ，３２ｂ 電極膜（電極膜の他方）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する少なくとも一対の電極膜と、
前記一対の電極膜の間に配置された絶縁体膜と、
前記一対の電極膜及び前記絶縁体膜を支持する基板と、
を備え、
前記一対の電極膜は、前記基板に相対的に近い一方が相対的に高電位の第１端子に接続され、前記基板から相対的に遠い他方が相対的に低電位の第２端子に接続されることを特徴とする、アンチヒューズ素子。
【請求項２】
前記誘電体膜がチタン酸バリウムストロンチウムを主成分とすることを特徴とする、請求項１に記載のアンチヒューズ素子。
【請求項３】
前記基板から相対的に遠い前記他方の前記電極膜の前記絶縁体膜とは反対側に配置された絶縁層をさらに備えたことを特徴とする、請求項１又は２に記載のアンチヒューズ素子。
【請求項４】
前記電極膜は、少なくとも前記絶縁体膜と接触する部分が貴金属であることを特徴とする、請求項１、２又は３に記載のアンチヒューズ素子。
【請求項５】
前記基板に支持された、他の一対の電極膜及び前記他の一対の電極膜の間に配置された他の絶縁体膜をさらに備え、
前記他の一対の電極膜は、前記基板に相対的に近い一方が相対的に低電位の前記第２端子に接続され、前記基板から相対的に遠い他方が相対的に高電位の前記第１端子に接続されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一つに記載のアンチヒューズ素子。
【請求項１】
対向する少なくとも一対の電極膜と、
前記一対の電極膜の間に配置された絶縁体膜と、
前記一対の電極膜及び前記絶縁体膜を支持する基板と、
を備え、
前記一対の電極膜は、前記基板に相対的に近い一方が相対的に高電位の第１端子に接続され、前記基板から相対的に遠い他方が相対的に低電位の第２端子に接続されることを特徴とする、アンチヒューズ素子。
【請求項２】
前記誘電体膜がチタン酸バリウムストロンチウムを主成分とすることを特徴とする、請求項１に記載のアンチヒューズ素子。
【請求項３】
前記基板から相対的に遠い前記他方の前記電極膜の前記絶縁体膜とは反対側に配置された絶縁層をさらに備えたことを特徴とする、請求項１又は２に記載のアンチヒューズ素子。
【請求項４】
前記電極膜は、少なくとも前記絶縁体膜と接触する部分が貴金属であることを特徴とする、請求項１、２又は３に記載のアンチヒューズ素子。
【請求項５】
前記基板に支持された、他の一対の電極膜及び前記他の一対の電極膜の間に配置された他の絶縁体膜をさらに備え、
前記他の一対の電極膜は、前記基板に相対的に近い一方が相対的に低電位の前記第２端子に接続され、前記基板から相対的に遠い他方が相対的に高電位の前記第１端子に接続されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一つに記載のアンチヒューズ素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−２６７２９３（Ｐ２００９−２６７２９３Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１８２９３（Ｐ２００８−１１８２９３）
【出願日】平成２０年４月３０日（２００８．４．３０）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月３０日（２００８．４．３０）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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