JP3503713B2 - 薄膜抵抗体を有する半導体装置 - Google Patents
薄膜抵抗体を有する半導体装置Info
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- JP3503713B2 JP3503713B2 JP32042394A JP32042394A JP3503713B2 JP 3503713 B2 JP3503713 B2 JP 3503713B2 JP 32042394 A JP32042394 A JP 32042394A JP 32042394 A JP32042394 A JP 32042394A JP 3503713 B2 JP3503713 B2 JP 3503713B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜抵抗体にレーザ照
射または通電加熱することによりトリミング可能な記録
部を有する半導体装置に関する。
射または通電加熱することによりトリミング可能な記録
部を有する半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、絶縁部材上に形成されるクロムシ
リコン（ＣｒＳｉ）系膜等からなる薄膜抵抗体は、表面
保護膜上からレーザを照射または通電加熱して所望の抵
抗値が得られるので、ＩＣやＬＳＩの調整抵抗用の半導
体装置として提供されていた。
リコン（ＣｒＳｉ）系膜等からなる薄膜抵抗体は、表面
保護膜上からレーザを照射または通電加熱して所望の抵
抗値が得られるので、ＩＣやＬＳＩの調整抵抗用の半導
体装置として提供されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した薄膜抵抗体を
有する半導体装置は、レーザ照射または通電加熱により
容易にトリミングが可能であるため、良好な調整抵抗体
としての特性を有している。このような薄膜抵抗体から
なる半導体装置においては、レーザトリミングまたは通
電加熱処理時に発生するクラックなどの熱的損傷を軽減
することが基本的な課題である。特に、外気と直接接触
している表面保護膜の損傷は、半導体装置内へ水や汚染
物の侵入を可能とし薄膜抵抗体の特性や絶縁性が劣化す
る不具合がある。
有する半導体装置は、レーザ照射または通電加熱により
容易にトリミングが可能であるため、良好な調整抵抗体
としての特性を有している。このような薄膜抵抗体から
なる半導体装置においては、レーザトリミングまたは通
電加熱処理時に発生するクラックなどの熱的損傷を軽減
することが基本的な課題である。特に、外気と直接接触
している表面保護膜の損傷は、半導体装置内へ水や汚染
物の侵入を可能とし薄膜抵抗体の特性や絶縁性が劣化す
る不具合がある。
【０００４】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、表面保護膜の熱的損傷を低減できる薄膜で構成し
た薄膜抵抗体を有する半導体装置を提供することを目的
とする。
ので、表面保護膜の熱的損傷を低減できる薄膜で構成し
た薄膜抵抗体を有する半導体装置を提供することを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、種々の表
面保護膜の材料探索により、通常使用される表面保護膜
の熱的損傷を格段に低減可能な保護膜材料を発見し本発
明を完成した。すなわち、本願発明の半導体装置は、基
板と、該基板上に直接または絶縁膜を介して形成された
レーザ照射または通電加熱によりトリミングできる薄膜
抵抗体と、この薄膜抵抗体上に直接または絶縁膜を介し
て形成された表面保護膜を備える半導体装置において、
前記表面保護膜は少なくともアルミニウムと窒素で構成
されていることを特徴とする。
面保護膜の材料探索により、通常使用される表面保護膜
の熱的損傷を格段に低減可能な保護膜材料を発見し本発
明を完成した。すなわち、本願発明の半導体装置は、基
板と、該基板上に直接または絶縁膜を介して形成された
レーザ照射または通電加熱によりトリミングできる薄膜
抵抗体と、この薄膜抵抗体上に直接または絶縁膜を介し
て形成された表面保護膜を備える半導体装置において、
前記表面保護膜は少なくともアルミニウムと窒素で構成
されていることを特徴とする。
【０００６】本願発明の半導体装置は、絶縁性を付与し
た基板上に薄膜抵抗体を形成し、その上面に直接または
絶縁膜を介して表面保護膜が形成されている。本願発明
で用いる基板としては、半導体基板、金属基板、絶縁体
基板などの従来から知られている基板が利用できる。基
板が絶縁性を持たないときは、その上面に絶縁膜を形成
して使用する。基板が絶縁性を有するものである時は、
そのまま利用できる。
た基板上に薄膜抵抗体を形成し、その上面に直接または
絶縁膜を介して表面保護膜が形成されている。本願発明
で用いる基板としては、半導体基板、金属基板、絶縁体
基板などの従来から知られている基板が利用できる。基
板が絶縁性を持たないときは、その上面に絶縁膜を形成
して使用する。基板が絶縁性を有するものである時は、
そのまま利用できる。
【０００７】絶縁膜および絶縁基板としては、シリコン
酸化膜（ＳｉＯｘ）の他、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＳ
Ｇ（ボロンガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンガラス）、
ＳｉＮ（窒化シリコン）なども採用することができる。
この絶縁膜は、薄膜抵抗体の上面及び下面の両方に接し
て設けるのが好適であるが、少なくとも基板側に設けて
あればよい。
酸化膜（ＳｉＯｘ）の他、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＳ
Ｇ（ボロンガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンガラス）、
ＳｉＮ（窒化シリコン）なども採用することができる。
この絶縁膜は、薄膜抵抗体の上面及び下面の両方に接し
て設けるのが好適であるが、少なくとも基板側に設けて
あればよい。
【０００８】本願発明で用いる薄膜抵抗体は、クロムシ
リコン合金、ニッケルクロム合金、ポリシリコン抵抗体
などを指すが、その目的上、トリミング工程で昇華し易
い低融点組成のものが好適である。また、この合金に
は、酸素や窒素などの添加物を少量存在してもよい。本
願発明の特徴は、表面保護膜を少なくともアルミニウム
と窒素を含む組成で構成したことにある。この構成とし
たことで、表面保護膜は熱伝導性が高くなり、レーザ照
射または通電加熱によるトリミング処理時の熱の部分的
集中による熱的損傷を防ぎ、外気からの水や汚染物の内
部への侵入を防いで半導体装置の耐久性を向上させるこ
とができる。
リコン合金、ニッケルクロム合金、ポリシリコン抵抗体
などを指すが、その目的上、トリミング工程で昇華し易
い低融点組成のものが好適である。また、この合金に
は、酸素や窒素などの添加物を少量存在してもよい。本
願発明の特徴は、表面保護膜を少なくともアルミニウム
と窒素を含む組成で構成したことにある。この構成とし
たことで、表面保護膜は熱伝導性が高くなり、レーザ照
射または通電加熱によるトリミング処理時の熱の部分的
集中による熱的損傷を防ぎ、外気からの水や汚染物の内
部への侵入を防いで半導体装置の耐久性を向上させるこ
とができる。
【０００９】この表面保護膜の組成は、たとえば、シリ
コンを４０ａｔｍ％以下、アルミニウムを１０から５０
ａｔｍ％、酸素を４０ａｔｍ％以下、窒素を１０から５
０ａｔｍ％からなる窒化物または酸窒化物が好ましく、
その目的上、熱伝導率が高くなる組成とするのが好適で
ある。保護膜構成元素の組み合わせとしては、ＡｌＮ、
ＡｌＮＯ、ＳｉＡｌＮ、ＳｉＡｌＯＮなどが挙げられ
る。
コンを４０ａｔｍ％以下、アルミニウムを１０から５０
ａｔｍ％、酸素を４０ａｔｍ％以下、窒素を１０から５
０ａｔｍ％からなる窒化物または酸窒化物が好ましく、
その目的上、熱伝導率が高くなる組成とするのが好適で
ある。保護膜構成元素の組み合わせとしては、ＡｌＮ、
ＡｌＮＯ、ＳｉＡｌＮ、ＳｉＡｌＯＮなどが挙げられ
る。
【００１０】この表面保護膜は、上記の組成構成となる
ようにプラズマＣＶＤ法またはＰＶＤ法などの通常の薄
膜形成法を適用することで容易に得られる。
ようにプラズマＣＶＤ法またはＰＶＤ法などの通常の薄
膜形成法を適用することで容易に得られる。
【００１１】
【作用及び発明の効果】本願発明の半導体装置は、表面
保護膜が少なくともアルミニウムと窒素とで構成されて
いる。このアルミニウムと窒素とを含んで構成された表
面保護膜は、従来より使用されている表面保護膜材料で
あるＳｉＮ、ＳｉＯｘ、ＰＳＧ膜よりも熱伝導率が高い
ために、レーザトリミングまたは通電加熱時に発生する
熱を速く拡散させることができる。このために、表面保
護膜での熱的損傷を格段に削減することが可能である。
保護膜が少なくともアルミニウムと窒素とで構成されて
いる。このアルミニウムと窒素とを含んで構成された表
面保護膜は、従来より使用されている表面保護膜材料で
あるＳｉＮ、ＳｉＯｘ、ＰＳＧ膜よりも熱伝導率が高い
ために、レーザトリミングまたは通電加熱時に発生する
熱を速く拡散させることができる。このために、表面保
護膜での熱的損傷を格段に削減することが可能である。
【００１２】また、熱的損傷が小さいので、レーザトリ
ミングまたは通電加熱時に保護膜の熱障害も少なく、信
頼性、耐久性に優れ、トリミング時のレーザパワー範囲
または溶断電圧範囲が広くなり使い易いという利点もあ
る。
ミングまたは通電加熱時に保護膜の熱障害も少なく、信
頼性、耐久性に優れ、トリミング時のレーザパワー範囲
または溶断電圧範囲が広くなり使い易いという利点もあ
る。
【００１３】
【実施例】本願発明を適応した薄膜抵抗体を有する半導
体装置の一実施例の断面図を図１に示す。この半導体装
置は、シリコン基板１と、シリコン基板１上にはシリコ
ン酸化膜の絶縁膜２と、絶縁膜２を介してクロムシリコ
ン膜からなる薄膜抵抗体３が配設され、薄膜抵抗体３の
両側上にバリアメタル部４を挟んでアルミ配線５が配設
されている。更に薄膜抵抗体３のトリミング領域３１上
には、表面保護膜６が形成されている。
体装置の一実施例の断面図を図１に示す。この半導体装
置は、シリコン基板１と、シリコン基板１上にはシリコ
ン酸化膜の絶縁膜２と、絶縁膜２を介してクロムシリコ
ン膜からなる薄膜抵抗体３が配設され、薄膜抵抗体３の
両側上にバリアメタル部４を挟んでアルミ配線５が配設
されている。更に薄膜抵抗体３のトリミング領域３１上
には、表面保護膜６が形成されている。
【００１４】以下、その製造方法の一例を説明する。ま
ず図２示すように、シリコン基板１上に下地絶縁膜とし
て厚さ１．２μｍのシリコン酸化膜２を酸化法またはＣ
ＶＤ法により形成し、その上面にＰＶＤ法により厚さ
０．０１５μｍのクロムシリコン膜を所定形状にエッチ
ングして薄膜抵抗体３を形成した。クロムシリコン膜の
組成は、クロム３５ａｔｍ％、シリコン６５ａｔｍ％と
した。なお、下地絶縁膜としては下に窒化シリコン膜、
上にシリコン酸化膜とした複合絶縁膜としてもよく、ま
たシリコン酸化膜にボロンやリンをドープしてもよい。
ず図２示すように、シリコン基板１上に下地絶縁膜とし
て厚さ１．２μｍのシリコン酸化膜２を酸化法またはＣ
ＶＤ法により形成し、その上面にＰＶＤ法により厚さ
０．０１５μｍのクロムシリコン膜を所定形状にエッチ
ングして薄膜抵抗体３を形成した。クロムシリコン膜の
組成は、クロム３５ａｔｍ％、シリコン６５ａｔｍ％と
した。なお、下地絶縁膜としては下に窒化シリコン膜、
上にシリコン酸化膜とした複合絶縁膜としてもよく、ま
たシリコン酸化膜にボロンやリンをドープしてもよい。
【００１５】次に、ＰＶＤ法により厚さ０．１５μｍの
チタンタングステン（ＴｉＷ）合金膜４０を形成し、更
にその上にＰＶＤ法により厚さ１．１μｍのアルミニウ
ム膜５０を図２示すように形成した。なお、チタンタン
グステン合金膜４０の組成は、チタン９０ａｔｍ％、タ
ングステン１０ａｔｍ％とした。次に、アルミニウム膜
５０の上にレジストを配設し、このレジストをホトリソ
工程により開口したマスクを用いて、チタンタングステ
ン合金膜４０及びアルミニウム膜５０だけをウエットエ
ッチングして図３に示すような形状に形成した。
チタンタングステン（ＴｉＷ）合金膜４０を形成し、更
にその上にＰＶＤ法により厚さ１．１μｍのアルミニウ
ム膜５０を図２示すように形成した。なお、チタンタン
グステン合金膜４０の組成は、チタン９０ａｔｍ％、タ
ングステン１０ａｔｍ％とした。次に、アルミニウム膜
５０の上にレジストを配設し、このレジストをホトリソ
工程により開口したマスクを用いて、チタンタングステ
ン合金膜４０及びアルミニウム膜５０だけをウエットエ
ッチングして図３に示すような形状に形成した。
【００１６】このようにして、薄膜抵抗体３の両端部に
チタンタングステンからなるバリアメタル部４を挟んで
アルミ配線部５を形成した。（図３参照） 次に図１に示すように、プラズマＣＶＤ法またはＰＶＤ
法により厚さ０．５μｍの表面保護膜６をシリコン・ア
ルミニウム・酸素・窒素の組成を変えて実施例品１〜３
の３試料を形成した。なお、窒化珪素の表面保護膜を形
成した以外は実施例品と同じものを比較例品とした。
チタンタングステンからなるバリアメタル部４を挟んで
アルミ配線部５を形成した。（図３参照） 次に図１に示すように、プラズマＣＶＤ法またはＰＶＤ
法により厚さ０．５μｍの表面保護膜６をシリコン・ア
ルミニウム・酸素・窒素の組成を変えて実施例品１〜３
の３試料を形成した。なお、窒化珪素の表面保護膜を形
成した以外は実施例品と同じものを比較例品とした。
【００１７】表１に形成した実施例品１〜３の表面保護
膜の各組成を示す。なお、各表面保護膜組成は、Ｘ線光
電子分光法（ＸＰＳ法）により定量した。その後、膜６
の選択開口によるパッド部（図示せず）の形成、パッド
部へのワイヤボンティングなどを行って、全工程を終了
した。上記実施例品１〜３と、上記実施例品と同一構造
を有し、表面保護膜に窒化シリコン膜を使用した比較例
品のトリミング時のレーザパワーと保護膜のクラック発
生の有無についての評価をおこなった。結果を図４に示
す。
膜の各組成を示す。なお、各表面保護膜組成は、Ｘ線光
電子分光法（ＸＰＳ法）により定量した。その後、膜６
の選択開口によるパッド部（図示せず）の形成、パッド
部へのワイヤボンティングなどを行って、全工程を終了
した。上記実施例品１〜３と、上記実施例品と同一構造
を有し、表面保護膜に窒化シリコン膜を使用した比較例
品のトリミング時のレーザパワーと保護膜のクラック発
生の有無についての評価をおこなった。結果を図４に示
す。
【００１８】図４の横軸は、レーザパワーとし、縦軸
は、クラック発生率とした。なお、これらの装置のトリ
ミング領域３１の厚さは前述のように、０．０１５μ
ｍ、長さは１００μｍ、幅は６．４μｍとした。また、
クラックの有無はキャロス試験により調べた。
は、クラック発生率とした。なお、これらの装置のトリ
ミング領域３１の厚さは前述のように、０．０１５μ
ｍ、長さは１００μｍ、幅は６．４μｍとした。また、
クラックの有無はキャロス試験により調べた。
【００１９】
【表１】
図４から、比較例品は、前記のトリミング条件で必要な
最小のレーザパワー０．２０Ｗで既にクラック発生率が
５０％となっており、レーザパワー０．２５Ｗで１００
％クラックが発生している。一方、実施例品１〜３はレ
ーザパワー０．３５Ｗと高くなってもクラック発生率は
５０％以下であり、クラック発生率が１００％になるの
はレーザパワー０．４０Ｗである。したがって、実施例
品は比較例品に比べて、同一のレーザパワーでのクラッ
ク発生率を格段に低減できることがわかった。すなわ
ち、実施例品では表面保護膜に与える熱的ストレスを大
幅に低減でき、クラック発生なしにレーザトリミング可
能な最大パワーも上昇する。したがって、熱的損傷の少
ない実施例品では溶断のために大きなレーザパワーを印
加してもクラック発生を抑止し得る。
最小のレーザパワー０．２０Ｗで既にクラック発生率が
５０％となっており、レーザパワー０．２５Ｗで１００
％クラックが発生している。一方、実施例品１〜３はレ
ーザパワー０．３５Ｗと高くなってもクラック発生率は
５０％以下であり、クラック発生率が１００％になるの
はレーザパワー０．４０Ｗである。したがって、実施例
品は比較例品に比べて、同一のレーザパワーでのクラッ
ク発生率を格段に低減できることがわかった。すなわ
ち、実施例品では表面保護膜に与える熱的ストレスを大
幅に低減でき、クラック発生なしにレーザトリミング可
能な最大パワーも上昇する。したがって、熱的損傷の少
ない実施例品では溶断のために大きなレーザパワーを印
加してもクラック発生を抑止し得る。
【００２０】以上説明したように、本実施例の半導体装
置は、従来ものに比べて表面保護膜への熱的損傷の低減
が可能となり、クラック発生が少なく、高い信頼性を持
つ。また、本実施例の半導体装置は、印加可能なレーザ
パワーが高く、投入エネルギ−量の範囲が広く、使い易
くなる。このような表面保護膜への熱的損傷の低減は、
本実施例品では、保護膜中に少なくともアルミニウムと
窒素とを含有することにより比較例品よりも熱伝導性が
格段に向上し、これがレーザトリミングするときに発生
する熱を比較例品よりも非常に速く拡散することができ
るからであると考えられる。
置は、従来ものに比べて表面保護膜への熱的損傷の低減
が可能となり、クラック発生が少なく、高い信頼性を持
つ。また、本実施例の半導体装置は、印加可能なレーザ
パワーが高く、投入エネルギ−量の範囲が広く、使い易
くなる。このような表面保護膜への熱的損傷の低減は、
本実施例品では、保護膜中に少なくともアルミニウムと
窒素とを含有することにより比較例品よりも熱伝導性が
格段に向上し、これがレーザトリミングするときに発生
する熱を比較例品よりも非常に速く拡散することができ
るからであると考えられる。
【図１】本願発明装置の一実施例を示す断面図である。
【図２】図１の製造プロセスを示す断面図である。
【図３】図１の製造プロセスにおいて図２以降の製造プ
ロセスを示す断面図である。
ロセスを示す断面図である。
【図４】実施例品と比較例品のレーザパワーとクラック
発生率の関係を示す特性図である。
発生率の関係を示す特性図である。
１はシリコン基板、２はシリコン酸化膜（本願発明でい
う絶縁膜）３はクロムシリコンからなる薄膜抵抗体、３
１はトリミング領域、４はチタンタングステンからなる
バリア膜、５はアルミ膜、６は表面保護膜。
う絶縁膜）３はクロムシリコンからなる薄膜抵抗体、３
１はトリミング領域、４はチタンタングステンからなる
バリア膜、５はアルミ膜、６は表面保護膜。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 多賀 康訓
愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41
番地の１ 株式会社豊田中央研究所内
(72)発明者 酒井 峰一
愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本
電装株式会社内
(72)発明者 杉戸 泰成
愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本
電装株式会社内
(72)発明者 鈴木 康利
愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本
電装株式会社内
(56)参考文献 特開 昭63−160242（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−140139（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−104039（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/822
H01L 27/01 311
H01L 27/04
Claims (4)
- 【請求項１】基板と、該基板上に直接または絶縁膜を介
して形成されたレーザ照射または通電加熱によりトリミ
ングできる薄膜抵抗体と、この薄膜抵抗体上に直接また
は絶縁膜を介して形成された表面保護膜を備える半導体
装置において、前記表面保護膜は少なくともアルミニウ
ムと窒素で構成されていることを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項２】前記表面保護膜は少なくともアルミニウ
ム、窒素および酸素で構成されていることを特徴とする
請求項１に記載の半導体装置。 - 【請求項３】前記表面保護膜は少なくともシリコン、ア
ルミニウム、窒素および酸素で構成されていることを特
徴とする請求項１に記載の半導体装置。 - 【請求項４】前記表面保護膜の組成は、シリコン４０ａ
ｔｍ％以下、アルミニウム１０〜５０ａｔｍ％、酸素４
０ａｔｍ％以下、窒素１０〜５０ａｔｍ％で構成されて
いることを特徴とする請求項１〜３に記載の半導体装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32042394A JP3503713B2 (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 薄膜抵抗体を有する半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32042394A JP3503713B2 (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 薄膜抵抗体を有する半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08181279A JPH08181279A (ja) | 1996-07-12 |
| JP3503713B2 true JP3503713B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=18121297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32042394A Expired - Fee Related JP3503713B2 (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 薄膜抵抗体を有する半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3503713B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4339352B2 (ja) * | 2006-12-28 | 2009-10-07 | 株式会社イスマンジェイ | シリコン合金焼結体の製造方法 |
-
1994
- 1994-12-22 JP JP32042394A patent/JP3503713B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08181279A (ja) | 1996-07-12 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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