JP2009076608A - Thin film thermistor and manufacturing method of thin film thermistor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば赤外線検出センサに用いられる薄膜サーミスタ及び該薄膜サーミスタの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a thin film thermistor used for an infrared detection sensor, for example, and a method for manufacturing the thin film thermistor.
近年、非接触で温度を測定できる赤外線検出素子の開発が盛んになってきている。赤外線検出素子は、物体や人体から放出される微弱な赤外線を検出することに用いられることが多く、高感度であることが要求される。この赤外線検出素子には、熱電対を直列に接続したサーモパイル型、特定材料の焦電効果を利用した焦電型、特定金属酸化物の抵抗率温度依存性を利用したサーミスタ型の三種類がある。 In recent years, development of infrared detection elements that can measure temperature in a non-contact manner has become active. Infrared detectors are often used to detect weak infrared rays emitted from objects and human bodies, and are required to have high sensitivity. There are three types of infrared detection elements: a thermopile type in which thermocouples are connected in series, a pyroelectric type using the pyroelectric effect of a specific material, and a thermistor type using the resistivity temperature dependence of a specific metal oxide. .
これらのうち、製品の微細化や高性能化、低価格化の潮流に乗った製品として、サーミスタ薄膜を半導体基板等の基板上に形成し、各種配線等を施したサーミスタ型の赤外線検出センサが注目され始めている。このサーミスタ薄膜を用いた赤外線検出センサの一般的な構造は、絶縁基板又は上面に絶縁層が形成された基板と、絶縁基板又は絶縁層の上面に形成されたサーミスタ薄膜と、該サーミスタ薄膜の上面に形成された一対の電極と、から主に構成されている。 Among these, thermistor-type infrared detection sensors, which have a thermistor thin film formed on a substrate such as a semiconductor substrate and are provided with various wirings, are products that have been on the trend of miniaturization, higher performance, and lower prices. It has begun to attract attention. A general structure of the infrared detection sensor using the thermistor thin film is as follows: an insulating substrate or a substrate on which an insulating layer is formed, a thermistor thin film formed on the insulating substrate or the upper surface of the insulating layer, and an upper surface of the thermistor thin film. And a pair of electrodes formed mainly on each other.
このように構成された赤外線検出センサにおいては、照射された赤外線を受光してサーミスタ薄膜の温度が変化すると、サーミスタ薄膜の抵抗が変化するので、この抵抗変化を一対の電極で検出して赤外線を検知できるようになっている。
なお、この赤外線検出センサに用いられるサーミスタ薄膜は、例えば表面にSiO2層(絶縁層)が形成されたSi基板や、アルミナ基板又は石英基板等の絶縁基板上に形成されている。
In the infrared detection sensor configured as described above, when the temperature of the thermistor thin film changes when the irradiated infrared light is received, the resistance of the thermistor thin film changes. It can be detected.
The thermistor thin film used in this infrared detection sensor is formed on an insulating substrate such as an Si substrate having an SiO 2 layer (insulating layer) formed on the surface thereof, an alumina substrate, or a quartz substrate.
上述した赤外線検出センサ等として用いられる薄膜サーミスタは、現在様々なものが提供されている。例えば、特許文献1及び2には、熱応答性に優れたものが提供されている。
このような薄膜サーミスタにおいて、抵抗値歩留まりを良くするために、レーザトリミングを行う方法が知られている。例えば、特許文献3には、抵抗値調整を行うために電極部分にトリミング部分を設けた技術が提案されている。また、特許文献4には、抵抗値調整を行うために、抵抗値用のサーミスタ部分を設けて、その部分に接続されている線を切断して抵抗値調整を行う技術が提案されている。
このように抵抗値調整手段として、従来、薄膜サーミスタに抵抗値調整用の抵抗体か電極を直列に接続してレーザトリミングにより抵抗値を調整する方法、またはサーミスタ薄膜自体をトリミングする方法が用いられている。
Various thin film thermistors used as the above-described infrared detection sensors and the like are currently provided. For example,
In such a thin film thermistor, a method of performing laser trimming is known in order to improve the resistance value yield. For example,
Thus, as a resistance value adjusting means, conventionally, a resistance value adjusting resistor or electrode is connected in series to a thin film thermistor and the resistance value is adjusted by laser trimming, or the thermistor thin film itself is trimmed. ing.
しかしながら、上記従来の薄膜サーミスタには、以下の課題が残されている。
すなわち、上記従来の技術のうち、抵抗値調整用の抵抗体や電極を別途設ける方法では、サーミスタ薄膜以外に占有面積の必要な領域が発生するため、必然的にチップサイズが大きくなってしまう不都合がある。また、サーミスタ薄膜自体をトリミングする方法では、サーミスタ薄膜自体がレーザ照射による熱で抵抗値が著しく上昇してしまうため、抵抗値を測定しながらトリミング距離を調整することが困難である。また、サーミスタ薄膜をトリミングすることは、サーミスタ薄膜自体にダメージを与えることになり、耐電圧等の電気特性が劣化するおそれもある。
However, the following problems remain in the conventional thin film thermistor.
That is, among the above conventional techniques, the method of separately providing a resistance value adjusting resistor or electrode generates a region requiring an occupied area in addition to the thermistor thin film, which inevitably increases the chip size. There is. Further, in the method of trimming the thermistor thin film itself, the resistance value of the thermistor thin film itself is significantly increased by the heat generated by laser irradiation, so it is difficult to adjust the trimming distance while measuring the resistance value. In addition, trimming the thermistor thin film damages the thermistor thin film itself, and there is a possibility that electrical characteristics such as withstand voltage may deteriorate.
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、小型化が可能で、サーミスタ薄膜自体にダメージを与えずに高精度に抵抗値調整可能な薄膜サーミスタ及び該薄膜サーミスタの製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a thin film thermistor that can be downsized and whose resistance value can be adjusted with high accuracy without damaging the thermistor thin film itself, and the thin film thermistor. It is to provide a manufacturing method.
本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明に係る薄膜サーミスタは、表面に絶縁層が形成された基板又は絶縁基板と、前記絶縁層又は前記絶縁基板の上面にパターン形成されたサーミスタ薄膜と、前記サーミスタ薄膜上にパターン形成された一対の薄膜上電極と、前記絶縁層又は前記絶縁基板の上面に前記サーミスタ薄膜及び前記薄膜上電極を覆って形成された絶縁性の保護膜と、該保護膜に形成された貫通孔の内面に前記一対の薄膜上電極まで達した導電膜を形成した一対のスルーホールと、前記保護膜上に形成され前記一対のスルーホールに一端が接続された一対の上部引き出し電極と、を備え、前記一対の上部引き出し電極の一部が、除去されて抵抗値調整されていることを特徴とする。
The present invention provides the following means in order to solve the above problems.
A thin film thermistor according to the present invention includes a substrate or an insulating substrate having an insulating layer formed on a surface thereof, a thermistor thin film patterned on the upper surface of the insulating layer or the insulating substrate, and a pair of patterns formed on the thermistor thin film. A thin film upper electrode, an insulating protective film formed on an upper surface of the insulating layer or the insulating substrate to cover the thermistor thin film and the thin film upper electrode, and an inner surface of a through hole formed in the protective film. A pair of through holes in which a conductive film reaching a pair of thin film upper electrodes is formed, and a pair of upper lead electrodes formed on the protective film and connected at one end to the pair of through holes. A part of the upper lead electrode is removed and the resistance value is adjusted.
また、本発明に係る薄膜サーミスタの製造方法は、基板上の絶縁層又は絶縁基板の上面にサーミスタ薄膜をパターン形成する薄膜形成工程と、前記サーミスタ薄膜上に一対の薄膜上電極をパターン形成する薄膜上電極形成工程と、前記絶縁層又は前記絶縁基板の上面に前記サーミスタ薄膜及び前記薄膜上電極を覆って絶縁性の保護膜を形成する保護膜形成工程と、前記保護膜に貫通孔を形成しその内面に前記一対の薄膜上電極まで達した導電膜を形成して一対のスルーホールとするスルーホール形成工程と、前記一対のスルーホールに一端が接続された一対の上部引き出し電極を前記保護膜上に形成する上部引き出し電極形成工程と、前記上部引き出し電極の一部を、除去して抵抗値調整を行う抵抗値調整工程と、を有していることを特徴とする。 In addition, the method for manufacturing a thin film thermistor according to the present invention includes a thin film forming step for patterning a thermistor thin film on an insulating layer on a substrate or an upper surface of the insulating substrate, and a thin film for patterning a pair of thin film upper electrodes on the thermistor thin film. Forming an upper electrode, a protective film forming step of covering the thermistor thin film and the thin film upper electrode on the upper surface of the insulating layer or the insulating substrate, and forming a through hole in the protective film; Forming a conductive film reaching the pair of thin film upper electrodes on the inner surface to form a pair of through holes, and forming a pair of upper lead electrodes having one end connected to the pair of through holes as the protective film An upper lead electrode forming step formed on the upper lead electrode; and a resistance value adjusting step of adjusting a resistance value by removing a part of the upper lead electrode. That.
これらの薄膜サーミスタ及び薄膜サーミスタの製造方法では、保護膜を貫通したスルーホールを介して薄膜上電極に接続された保護膜上の上部引き出し電極において、その一部を除去して抵抗値調整されるので、トリミングする上部引き出し電極が保護膜上に積層されているため小型化が可能であると共に、サーミスタ薄膜自体はトリミングしないためサーミスタ薄膜自体にダメージを与えずに、かつトリミング中の抵抗値変動を抑制して高精度な抵抗値調整がなされる。また、保護膜の上から内部の電極をトリミングする場合に比べて、上部引き出し電極を直接トリミングするので、保護膜への影響を大幅に低減することができる。 In these thin film thermistors and thin film thermistor manufacturing methods, the resistance value is adjusted by removing a part of the upper lead electrode on the protective film connected to the thin film upper electrode through a through hole penetrating the protective film. Therefore, since the upper lead electrode to be trimmed is laminated on the protective film, it is possible to reduce the size, and the thermistor thin film itself is not trimmed, so that the thermistor thin film itself is not damaged and the resistance value variation during trimming can be reduced. The resistance value is adjusted with high accuracy. In addition, since the upper lead electrode is directly trimmed as compared with the case where the internal electrode is trimmed from above the protective film, the influence on the protective film can be greatly reduced.
また、本発明の薄膜サーミスタは、前記一対の上部引き出し電極が、外部との電気的接続を行うためのパッド部と、該パッド部と前記スルーホールとを接続すると共に前記パッド部よりも幅狭に延在して前記抵抗値調整で一部が除去された引き出し部と、で構成されていることを特徴とする。
また、本発明の薄膜サーミスタの製造方法は、前記上部引き出し電極形成工程において、前記上部引き出し電極を、外部との電気的接続を行うためのパッド部と、該パッド部と前記スルーホールとを接続すると共に前記パッド部よりも幅狭に延在した引き出し部と、で構成し、前記抵抗値調整工程において、前記引き出し部の一部を除去することを特徴とする。
In the thin film thermistor according to the present invention, the pair of upper lead electrodes connect the pad portion for electrical connection with the outside, the pad portion and the through hole, and are narrower than the pad portion. And a lead portion that is partially removed by the resistance value adjustment.
In the method of manufacturing the thin film thermistor according to the present invention, in the upper lead electrode forming step, the upper lead electrode is electrically connected to a pad portion for external connection, and the pad portion and the through hole are connected. And a lead portion extending narrower than the pad portion, and a part of the lead portion is removed in the resistance value adjusting step.
これらの薄膜サーミスタ及び薄膜サーミスタの製造方法では、パッド部よりも幅狭に延在した引き出し部をトリミングするので、幅広な部分をトリミングするよりも少ないトリミング量で明確に抵抗値調整を行うことが可能になる。 In these thin film thermistors and thin film thermistor manufacturing methods, the lead portion extending narrower than the pad portion is trimmed, so that the resistance value can be clearly adjusted with a smaller trimming amount than trimming the wide portion. It becomes possible.
また、本発明の薄膜サーミスタの製造方法は、前記抵抗値調整工程において、レーザ光を照射して前記上部引き出し電極の一部を除去することを特徴とする。すなわち、この薄膜サーミスタの製造方法では、レーザ光を照射して上部引き出し電極の一部を除去するトリミングを行うので、局所的な除去を高い位置精度で行うことができ、高精度な抵抗値調整が可能になる。また、上部引き出し電極に直接レーザ光を照射するので、保護膜を介して内部の電極に照射する場合に比べてレーザ光の出力を抑えることができ、下地の保護膜への影響をより低減することができる。 The thin film thermistor manufacturing method of the present invention is characterized in that, in the resistance adjustment step, a part of the upper extraction electrode is removed by irradiating a laser beam. That is, in this thin film thermistor manufacturing method, trimming is performed to remove a part of the upper extraction electrode by irradiating a laser beam, so that local removal can be performed with high positional accuracy and high-precision resistance adjustment. Is possible. In addition, since the upper lead electrode is directly irradiated with laser light, the output of the laser light can be suppressed and the influence on the underlying protective film can be further reduced as compared with the case where the internal electrode is irradiated through the protective film. be able to.
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る薄膜サーミスタ及びその製造方法によれば、保護膜を貫通したスルーホールを介して薄膜上電極に接続された保護膜上の上部引き出し電極において、その一部を除去して抵抗値調整されるので、小型化が可能であると共に、サーミスタ薄膜自体にダメージを与えずに高精度な抵抗値調整が可能である。
The present invention has the following effects.
That is, according to the thin film thermistor and the manufacturing method thereof according to the present invention, the upper lead electrode on the protective film connected to the thin film upper electrode through the through hole penetrating the protective film is partially removed to provide resistance. Since the value is adjusted, the size can be reduced and the resistance value can be adjusted with high accuracy without damaging the thermistor thin film itself.
以下、本発明に係る薄膜サーミスタ及び薄膜サーミスタの製造方法の一実施形態を、図1から図4を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能又は認識容易な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。 Hereinafter, an embodiment of a thin film thermistor and a thin film thermistor manufacturing method according to the present invention will be described with reference to FIGS. In each drawing used in the following description, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member recognizable or easily recognizable.
本実施形態の薄膜サーミスタ1は、図1及び図2に示すように、表面にSiO2層(絶縁層)2が形成されたシリコン基板(基板)3と、SiO2層2の上面にパターン形成されたサーミスタ薄膜4と、サーミスタ薄膜4上にパターン形成された一対の薄膜上電極5と、シリコン基板3のSiO2層2上面にサーミスタ薄膜4及び薄膜上電極5を覆って形成された絶縁性の保護膜6と、該保護膜6に形成された貫通孔の内面に一対の薄膜上電極5まで達した導電膜7を形成した一対のスルーホール8と、保護膜6上に形成され一対のスルーホール8に一端が接続された一対の上部引き出し電極9と、を備えている。
Thin film thermistor 1 according to this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a silicon substrate (substrate) 3 SiO 2 layer (insulating layer) 2 is formed on the surface, the pattern formed on the upper surface of the SiO 2 layer 2 The thermistor
上記薄膜上電極5は、Cr等の貴金属以外の金属材料で形成され、SiO2層2の上面にパターン形成された一対の内部接合層5aと、これら内部接合層5a上にパターン形成されたAu,Pt等の貴金属からなる一対の内部導電層5bと、から構成されている。
上記一対の上部引き出し電極9も、Cr等の貴金属以外の金属材料で形成され、保護膜6上にパターン形成された一対の上部接合層9aと、上部接合層9a上にパターン形成されたAu,Pt等の貴金属からなる一対の上部導電層9bと、から構成されている。
The thin film
The pair of
また、上部引き出し電極9は、ワイヤーボンディングによるリード線(図示略)で外部との電気的接続を行うためのパッド部10と、該パッド部10とスルーホール8とを接続すると共にパッド部10よりも幅狭に線状に延在して抵抗値調整で一部が除去された引き出し部11と、で構成されている。すなわち、本実施形態の薄膜サーミスタ1では、上部引き出し電極9における引き出し部11の一部が、レーザトリミングにより除去されて抵抗値調整されている。なお、図1中の符号Tは、上部引き出し電極9の除去部を示している。
Further, the
上記SiO2層2は、シリコン基板3の表面を熱酸化することで形成されたものであって、例えば、厚みが0.1μm以上1.5μm以下である。本実施形態のSiO2層2では、500nmの層厚とした。
上記サーミスタ薄膜4は、Mn−Co系複合金属酸化物(例えば、Mn3O4−Co3O4系複合金属酸化物)又は、Mn−Co系複合金属酸化物に、Ni、Fe、Cuのうち少なくとも一種類の元素を含む複合金属酸化物(例えば、Mn3O4−Co3O4−Fe2O3系複合金属酸化物)からなる複合金属酸化物膜であり、結晶面(100)面に配向したスピネル型結晶構造であって、膜厚方向に延在する柱状結晶構造を有している。
The SiO 2 layer 2 is formed by thermally oxidizing the surface of the
The thermistor
本実施形態のサーミスタ薄膜4は、SiO2層2の上面に、スパッタリング法により平面視略正方形状にパターン形成されたものであり、その後、所定時間アニール処理されている。
The thermistor
なお、上記MnとCoとのモル比は、4:6程度が適当であり、Feを含む場合には、Mn:Co:Feのモル比は(20〜60):(2〜65):(9〜40)程度が適当である。このサーミスタ薄膜4は、半導体の性状を呈し、温度が上昇すると抵抗が低くなる負特性、いわゆるNTCサーミスタ(Negative Temperature Coefficient Thermistor)の性質を有している。
The molar ratio of Mn to Co is suitably about 4: 6. When Fe is included, the molar ratio of Mn: Co: Fe is (20-60) :( 2-65) :( 9-40) is appropriate. The thermistor
内部接合層5a及び上部接合層9aは、貴金属以外の金属材料(例えば、CrやTi、又はこれらの合金等)により、SiO2層2及び保護膜6上にそれぞれパターン形成されている。内部接合層5a及び上部接合層9aは、SiO2層2及び保護膜6上において、それぞれ内部導電層5b及び上部導電層9bの下地層となるものであり、成膜される面の材料(SiO2層2及び保護膜6)との接合強度が内部導電層5b及び上部導電層9bの貴金属材料よりも高い金属材料でそれぞれ構成される。
The
内部導電層5b及び上部導電層9bは、貴金属材料(例えば、AuやPt等)により、内部接合層5a及び上部導電層9b上に同じパターンで形成されている。
また、内部接合層5a及び内部導電層5bは、櫛歯状に同じパターンで形成されている。
上記保護膜6は、例えば、SiO2膜やSiN4膜である。但し、これに限られず、絶縁性で外部雰囲気を遮断できれば、ガラスや耐熱樹脂等の膜でも構わない。
The inner
The
The
次に、このように構成された薄膜サーミスタ1の製造方法について、図3及び図4を参照して説明する。 Next, a method for manufacturing the thin film thermistor 1 configured as described above will be described with reference to FIGS.
まず、熱酸化法により、図3の(a)に示すように、シリコン基板3の表面に上述した厚みのSiO2層2を形成する。次いで、図3の(b)に示すように、このSiO2層2の上面にサーミスタ薄膜4をパターン形成する薄膜形成工程を行う。すなわち、SiO2層2の全面に所定のスパッタ条件で上述した複合金属酸化物膜をスパッタリング法で成膜する。なお、本実施形態のサーミスタ薄膜4では、(Mn0.4Co0.6)3O4のスピネル構造の薄膜を、200nmの層厚で形成した。
First, as shown in FIG. 3A, the SiO 2 layer 2 having the above thickness is formed on the surface of the
続いて、フォトリソグラフィ技術により、複合金属酸化物膜の上面であってサーミスタ薄膜4を形成する領域にフォトレジスト膜をパターニングする。そして、フォトレジスト膜をマスクとして、所定の溶液(希塩酸溶液など)を利用したウェットエッチング加工によりマスクされていない複合金属酸化物膜を選択的に除去する。そして、マスクとしていたフォトレジスト膜を除去する。これにより、SiO2層2の上面に、外形が平面視略正方形状のサーミスタ薄膜4をパターン形成することができる。
この後、耐熱性向上のため300℃〜900℃の範囲、より好ましくは600℃〜900℃の範囲で、所定時間アニール処理を行う。例えば、600℃で1時間のアニール処理を行う。これにより、抵抗値及びB定数の信頼性の高いサーミスタ薄膜4が得られる。
Subsequently, a photoresist film is patterned on the upper surface of the composite metal oxide film on the region where the thermistor
Thereafter, annealing treatment is performed for a predetermined time in the range of 300 ° C. to 900 ° C., more preferably in the range of 600 ° C. to 900 ° C. in order to improve heat resistance. For example, annealing is performed at 600 ° C. for 1 hour. Thereby, the thermistor
次いで、サーミスタ薄膜4の上面に、一対の内部接合層5a及び内部導電層5bをパターン形成して薄膜上電極5とする薄膜上電極形成工程を行う。まず、サーミスタ薄膜4全面及びSiO2層2全面にフォトレジスト膜を形成し、内部接合層5aとなる領域のフォトレジスト膜を部分的に除去してパターニングを行う。
Next, a thin film upper electrode forming step is performed in which a pair of
そして、全面に内部接合層5aとなるCrをスパッタリング法により成膜する。例えば、層厚10nmのCr薄膜を内部接合層5aとして形成する。さらに、この上に、内部導電層5bとしてAuをスパッタリング法により成膜する。例えば、層厚190nmのAu薄膜を内部導電層5bとして形成する。次に、リフトオフ法を用いてフォトレジスト膜12上のCr薄膜及びAu薄膜を除去し、図3の(c)に示すように、内部接合層5a及び内部導電層5bを所定パターン(櫛歯状パターン)に形成する。
Then, Cr that forms the
次いで、図3の(d)に示すように、サーミスタ薄膜4、内部接合層5a及び内部導電層5bを内部に封止する保護膜6を形成する保護膜形成工程を行う。すなわち、全面にSiO2薄膜をスパッタリングにより、例えば層厚600nmで成膜する。
この後、図4の(a)に示すように、保護膜6に貫通孔Hを形成し、図4の(b)に示すように、貫通孔Hの内面に薄膜上電極5まで達した導電膜7を形成してスルーホール8とするスルーホール形成工程を行う。すなわち、フォトレジスト膜を保護膜6上にパターン形状し、このフォトレジスト膜をマスクにして、フッ酸を用いたウェットエッチングにより、内部導電層5b上の保護膜6に貫通孔Hを形成する。さらに、図4の(b)に示すように、貫通孔Hの内面にスパッタリング等によりAuやPt等により導電膜7を形成し、薄膜上電極5に導通するスルーホール8とする。
Next, as shown in FIG. 3D, a protective film forming step for forming a
Thereafter, as shown in FIG. 4 (a), a through hole H is formed in the
次に、図4の(c)に示すように、スルーホール8に一端が接続された上部引き出し電極9を保護膜6上に形成する上部引き出し電極形成工程を行う。すなわち、保護膜6上にフォトレジスト膜12をパターン形成し、その上から例えば層厚10nmのCr薄膜及び層厚200nmのAu薄膜をこの順でスパッタリングにより成膜した後、リフトオフ法を用いて不要部分のCr薄膜及びAu薄膜を除去し、上部接合層9a及び上部導電層9bをパターン形成して、上部引き出し電極9とする。
Next, as shown in FIG. 4C, an upper lead electrode forming step is performed in which an
さらに、抵抗値を微調整する抵抗値調整工程を行う。すなわち、上部引き出し電極9の引き出し部11の一部に、図2に示すように、YAGレーザ光Lを照射して上部接合層9a及び上部導電層9bを局所的に除去するトリミングを行う。この際、トリミングしながらパッド部10に抵抗値測定用プローブの先端を接触させて抵抗値を測定し、所望の抵抗値に達したところで、トリミングを終了する。なお、YAGレーザ光Lのパワーは、例えば0.8W程度であり、Qレートは、2kHz程度としている。
Further, a resistance value adjustment process for finely adjusting the resistance value is performed. That is, as shown in FIG. 2, trimming is performed to locally remove the
上記工程により、1枚の基板上に多数の薄膜サーミスタ1を形成し、その基板を切断することにより個々の薄膜サーミスタ1とする。
なお、上記抵抗値調整工程は、1チップの薄膜サーミスタ1に切断した後に行っても構わない。
By the above process, a large number of thin film thermistors 1 are formed on one substrate, and the thin film thermistors 1 are formed by cutting the substrate.
The resistance value adjusting step may be performed after the thin film thermistor 1 of one chip is cut.
このように本実施形態では、保護膜6を貫通したスルーホール8を介して薄膜上電極5に接続された保護膜6上の上部引き出し電極9において、その一部を除去して抵抗値調整されるので、トリミングする上部引き出し電極9が保護膜6上に積層されているため小型化が可能であると共に、サーミスタ薄膜4自体はトリミングしないためサーミスタ薄膜4自体にダメージを与えずに、かつトリミング中の抵抗値変動を抑制して高精度な抵抗値調整がなされる。特に、パッド部10よりも幅狭に延在した引き出し部11をトリミングするので、幅広な部分をトリミングするよりも少ないトリミング量で明確に抵抗値調整を行うことが可能になる。
Thus, in this embodiment, the resistance value is adjusted by removing a part of the
また、保護膜6の上から内部の電極をトリミングする場合に比べて、上部引き出し電極9を直接トリミングするので、保護膜6への影響を大幅に低減することができる。
さらに、レーザ光Lを照射して上部引き出し電極9の一部を除去するトリミングを行うので、局所的な除去を高い位置精度で行うことができ、高精度な抵抗値調整が可能になる。また、上部引き出し電極9に直接レーザ光Lを照射するので、保護膜を介して内部の電極に照射する場合に比べてレーザ光Lの出力を抑えることができ、下地の保護膜6への影響をより低減することができる。
In addition, since the
Furthermore, since trimming is performed to remove a part of the
このように、上記トリミングにより抵抗値歩留まりの高い薄膜サーミスタ1を得ることができる。
したがって、本実施形態の薄膜サーミスタ1を例えば赤外線検出センサとして用いた場合には、小型かつ高精度なセンサとして好適に利用することができる。
Thus, the thin film thermistor 1 having a high resistance yield can be obtained by the trimming.
Therefore, when the thin film thermistor 1 of this embodiment is used as an infrared detection sensor, for example, it can be suitably used as a small and highly accurate sensor.
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施形態では、表面にSiO2層2が形成されたシリコン基板3を用いた場合を例にしたが、シリコン基板3に限られず、その他の半導体基板やAlやCu等の板状金属材料でも構わない。また、半導体基板だけでなく、アルミナ基板や石英基板等の絶縁基板を利用しても構わない。この場合には、絶縁基板の上面に直接サーミスタ薄膜を形成すれば良い。
For example, in the above-described embodiment, the case where the
また、上記製造工程では、パターニング後にアニール処理を施してサーミスタ薄膜4を形成しているが、逆に成膜後にアニール処理を施してからパターニングしても構わない。
さらに、上記トリミングはYAGレーザ光Lを照射して行っているが、他の波長のレーザ光(例えば紫外線レーザ光)を照射しても構わない。
In the manufacturing process, the thermistor
Further, the trimming is performed by irradiating the YAG laser light L, but laser light having other wavelengths (for example, ultraviolet laser light) may be irradiated.
1…薄膜サーミスタ、2…SiO2層(絶縁層)、3…シリコン基板(基板)、4…サーミスタ薄膜、5…薄膜上電極、5a…内部接合層、5b…内部導電層、6…保護膜、7…導電膜、8…スルーホール、9…上部引き出し電極、9a…上部接合層、9b…上部導電層、10…パッド部、11…引き出し部、H…貫通孔、L…レーザ光、T…除去部
1 ... film thermistor, 2 ... SiO 2 layer (insulating layer), 3 ... silicon substrate (substrate), 4 ... thermistor thin film, 5 ... film on the electrode, 5a ... inner bonding layer, 5b ... inner conductive layer, 6 ...
Claims (5)
前記絶縁層又は前記絶縁基板の上面にパターン形成されたサーミスタ薄膜と、
前記サーミスタ薄膜上にパターン形成された一対の薄膜上電極と、
前記絶縁層又は前記絶縁基板の上面に前記サーミスタ薄膜及び前記薄膜上電極を覆って形成された絶縁性の保護膜と、
該保護膜に形成された貫通孔の内面に前記一対の薄膜上電極まで達した導電膜を形成した一対のスルーホールと、
前記保護膜上に形成され前記一対のスルーホールに一端が接続された一対の上部引き出し電極と、を備え、
前記一対の上部引き出し電極の一部が、除去されて抵抗値調整されていることを特徴とする薄膜サーミスタ。 A substrate with an insulating layer formed on the surface or an insulating substrate;
A thermistor thin film patterned on the top surface of the insulating layer or the insulating substrate;
A pair of electrodes on the thin film patterned on the thermistor thin film;
An insulating protective film formed on the upper surface of the insulating layer or the insulating substrate so as to cover the thermistor thin film and the electrode on the thin film;
A pair of through holes in which a conductive film reaching the pair of thin film upper electrodes is formed on the inner surface of the through hole formed in the protective film;
A pair of upper lead electrodes formed on the protective film and connected at one end to the pair of through holes,
A thin film thermistor, wherein a part of the pair of upper lead electrodes is removed to adjust a resistance value.
前記一対の上部引き出し電極が、外部との電気的接続を行うためのパッド部と、
該パッド部と前記スルーホールとを接続すると共に前記パッド部よりも幅狭に延在して前記抵抗値調整で一部が除去された引き出し部と、で構成されていることを特徴とする薄膜サーミスタ。 The thin film thermistor according to claim 1,
The pair of upper lead electrodes, a pad portion for electrical connection with the outside;
A thin film comprising: a lead portion connecting the pad portion and the through-hole and extending narrower than the pad portion and partially removed by the resistance value adjustment Thermistor.
前記サーミスタ薄膜上に一対の薄膜上電極をパターン形成する薄膜上電極形成工程と、
前記絶縁層又は前記絶縁基板の上面に前記サーミスタ薄膜及び前記薄膜上電極を覆って絶縁性の保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記保護膜に貫通孔を形成しその内面に前記一対の薄膜上電極まで達した導電膜を形成して一対のスルーホールとするスルーホール形成工程と、
前記一対のスルーホールに一端が接続された一対の上部引き出し電極を前記保護膜上に形成する上部引き出し電極形成工程と、
前記上部引き出し電極の一部を、除去して抵抗値調整を行う抵抗値調整工程と、を有していることを特徴とする薄膜サーミスタの製造方法。 A thin film forming step of patterning a thermistor thin film on the insulating layer on the substrate or the upper surface of the insulating substrate;
An on-thin film electrode forming step of patterning a pair of thin film upper electrodes on the thermistor thin film;
A protective film forming step of forming an insulating protective film covering the thermistor thin film and the thin film upper electrode on the upper surface of the insulating layer or the insulating substrate;
A through hole forming step of forming a through hole in the protective film and forming a conductive film reaching the pair of thin film upper electrodes on the inner surface thereof to form a pair of through holes;
Forming a pair of upper lead electrodes, one end of which is connected to the pair of through holes, on the protective film;
And a resistance value adjusting step of adjusting a resistance value by removing a part of the upper lead electrode.
前記上部引き出し電極形成工程において、前記上部引き出し電極を、外部との電気的接続を行うためのパッド部と、
該パッド部と前記スルーホールとを接続すると共に前記パッド部よりも幅狭に延在した引き出し部と、で構成し、
前記抵抗値調整工程において、前記引き出し部の一部を除去することを特徴とする薄膜サーミスタの製造方法。 In the manufacturing method of the thin film thermistor of Claim 3,
In the upper lead electrode forming step, the upper lead electrode has a pad portion for electrical connection with the outside,
The pad portion and the through hole are connected to each other, and the lead portion extends narrower than the pad portion.
A method of manufacturing a thin film thermistor, wherein in the resistance value adjusting step, a part of the lead portion is removed.
前記抵抗値調整工程において、レーザ光を照射して前記上部引き出し電極の一部を除去することを特徴とする薄膜サーミスタの製造方法。 In the manufacturing method of the thin film thermistor of Claim 3 or 4,
A method of manufacturing a thin film thermistor, wherein, in the resistance adjustment step, a part of the upper extraction electrode is removed by irradiating a laser beam.
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- 2007-09-19 JP JP2007243131A patent/JP2009076608A/en active Pending
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