JP7659539B2 - 電子部品 - Google Patents

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Description

本開示は、電子部品に関する。
特許文献1は、第1層間絶縁膜上に形成された第1層目金属配線パターンと、第1層目金属配線パターンを覆う第2層間絶縁膜と、第2層間絶縁膜上に形成されたCrSi薄膜抵抗体と、CrSi薄膜抵抗体及び第1層目金属配線パターンを電気的に接続する第1導電性プラグとを備えた電機部品を開示している。
特開2005-235995号公報
本開示の一実施形態に係る電子部品は、不純物を含む第1絶縁層と、前記第1絶縁層の上に形成された薄膜抵抗と、前記薄膜抵抗と前記第1絶縁層との間の少なくとも一部に形成され、前記不純物の透過を阻害するバリア層とを含む。
本開示の一実施形態に係る電子部品の製造方法は、不活性ガスを用いたスパッタリングによって下側配線層を形成する工程と、前記下側配線層を覆うように第1絶縁層を形成する第1工程と、前記第1絶縁層に含まれる前記不活性ガスの成分の透過を阻害するバリア層を前記第1絶縁層の上に形成する第2工程と、前記バリア層の上に、前記バリア層に少なくとも一部が重なるように薄膜抵抗を形成する第3工程とを含む。
図1は、本開示の第1実施形態に係る電子部品を示す模式的な平面図であって、第1形態例に係る薄膜抵抗が組み込まれた形態を示す平面図である。 図2は、図1に示すII-II線に沿う断面図である。 図3は、図2に示す領域IIIの拡大図である。 図4は、図2に示す領域IVの拡大図である。 図5は、薄膜抵抗を示す平面図である。 図6は、図5に示すVI-VI線に沿う断面図である。 図7Aは、図2に対応する部分の断面図であって、図1に示す電子部品の製造方法の一例を説明するための断面図である。 図7Bは、図7Aの後の工程を説明するための断面図である。 図7Cは、図7Bの後の工程を説明するための断面図である。 図7Dは、図7Cの後の工程を説明するための断面図である。 図7Eは、図7Dの後の工程を説明するための断面図である。 図7Fは、図7Eの後の工程を説明するための断面図である。 図7Gは、図7Fの後の工程を説明するための断面図である。 図7Hは、図7Gの後の工程を説明するための断面図である。 図7Iは、図7Hの後の工程を説明するための断面図である。 図7Jは、図7Iの後の工程を説明するための断面図である。 図7Kは、図7Jの後の工程を説明するための断面図である。 図7Lは、図7Kの後の工程を説明するための断面図である。 図7Mは、図7Lの後の工程を説明するための断面図である。 図7Nは、図7Mの後の工程を説明するための断面図である。 図7Oは、図7Nの後の工程を説明するための断面図である。 図7Pは、図7Oの後の工程を説明するための断面図である。 図7Qは、図7Pの後の工程を説明するための断面図である。 図7Rは、図7Qの後の工程を説明するための断面図である。 図7Sは、図7Rの後の工程を説明するための断面図である。 図7Tは、図7Sの後の工程を説明するための断面図である。 図7Uは、図7Tの後の工程を説明するための断面図である。 図8は、本開示の第2実施形態に係る電子部品を示す断面図である。 図9は、本開示におけるバリア層を有しない電子部品を示す断面図である。 図10は、薄膜抵抗における表面抵抗の面内バラツキを示すグラフである。 図11は、本開示の第3実施形態に係る電子部品を示す模式的な平面図である。 図12は、第1実施形態に係る電子部品および第2実施形態に係る電子部品の第1形態例に係る電気的構造を示す回路図である。 図13は、第1実施形態に係る電子部品および第2実施形態に係る電子部品の第2形態例に係る電気的構造を示す回路図である。
<本開示の実施形態>
次に、本開示の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
≪第1実施形態≫
図1は、本開示の第1実施形態に係る電子部品1を示す模式的な平面図であって、第1形態例に係るバリア層17が組み込まれた形態を示す平面図である。
電子部品1は、導体材料もしくは半導体材料、または、半導体材料の性質等を利用して形成される種々の機能デバイスを含む半導体装置である。電子部品1は、支持基板の一例としての半導体層2を含む。
半導体層2は、直方体形状に形成されている。半導体層2は、一方側の第1主面3、他方側の第2主面4、ならびに、第1主面3および第2主面4を接続する側面5A,5B,5C,5Dを含む。第1主面3は、デバイス形成面である。第1主面3および第2主面4は、それらの法線方向から見た平面視(以下、単に「平面視」という。)において四角形状(この形態では正方形状)に形成されている。
半導体層2は、Si(シリコン)を含むSi半導体層であってもよい。Si半導体層は、Si半導体基板およびSiエピタキシャル層を含む積層構造を有していてもよい。Si半導体層は、Si半導体基板からなる単層構造を有していてもよい。
半導体層2は、SiC(炭化シリコン)を含むSiC半導体層であってもよい。SiC半導体層は、SiC半導体基板およびSiCエピタキシャル層を含む積層構造を有していてもよい。SiC半導体層は、SiC半導体基板からなる単層構造を有していてもよい。
半導体層2は、化合物半導体材料を含む化合物半導体層であってもよい。化合物半導体層は、化合物半導体基板および化合物半導体エピタキシャル層を含む積層構造を有していてもよい。化合物半導体層は、化合物半導体基板からなる単層構造を有していてもよい。
化合物半導体材料は、III-V族化合物半導体材料であってもよい。半導体層2は、III-V族化合物半導体材料の一例としてのAlN(窒化アルミニウム)、InN(窒化インジウム)、GaN(窒化ガリウム)およびGaAs(ヒ化ガリウム)のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。
半導体層2は、デバイス領域6および外側領域7を含む。デバイス領域6は、機能デバイスが形成された領域である。デバイス領域6は、半導体層2の側面5A~5Dから内方領域に間隔を空けて設定されている。デバイス領域6は、この形態では平面視においてL字形状に形成されている。デバイス領域6の平面形状は、任意であり、図1に示される平面形状に限定されない。
機能デバイスは、第1主面3および/または第1主面3の表層部を利用して形成されている。機能デバイスは、受動デバイス、半導体整流デバイスおよび半導体スイッチングデバイスのうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。受動デバイスは、半導体受動デバイスを含んでいてもよい。
受動デバイス(半導体受動デバイス)は、抵抗、コンデンサおよびコイルのうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。半導体整流デバイスは、pn接合ダイオード、ツェナーダイオード、ショットキーバリアダイオードおよびファーストリカバリーダイオードのうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。
半導体スイッチングデバイスは、BJT(Bipolar Junction Transistor)、MISFET(Metal Insulator Field Effect Transistor)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Junction Transistor)、および、JFET(Junction Field Effect Transistor)のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。
機能デバイスは、受動デバイス(半導体受動デバイス)、半導体整流デバイスおよび半導体スイッチングデバイスのうちの少なくとも2つが組み合わされた回路網を含んでいてもよい。回路網は、集積回路の一部または全部を形成していてもよい。集積回路は、SSI(Small Scale Integration)、LSI(Large Scale Integration)、MSI(Medium Scale Integration)、VLSI(Very Large Scale Integration)またはULSI(Ultra-Very Large Scale Integration)を含んでいてもよい。
外側領域7は、デバイス領域6の外側の領域である。外側領域7は、機能デバイスを含まない。外側領域7は、この形態では、側面5A~5Dおよびデバイス領域6の間の領域に区画されている。外側領域7は、この形態では、平面視において四角形状に形成されている。外側領域7の配置および平面形状は、任意であり、図1に示される配置および平面形状に限定されない。外側領域7は、平面視において第1主面3の中央部に形成されていてもよい。
電子部品1は、抵抗回路10を含む。この形態では、1つの抵抗回路10が形成された例について説明するが、複数(2つ以上)の抵抗回路10が形成されていてもよい。抵抗回路10は、機能デバイスに電気的に接続されている。
抵抗回路10は、外側領域7に形成されている。これにより、抵抗回路10がデバイス領域6に与える電気的な影響を抑制し、デバイス領域6が抵抗回路10に与える電気的な影響を抑制できる。
一例として、抵抗回路10を外側領域7に配置することにより、デバイス領域6および抵抗回路10の間の寄生容量を抑制できる。つまり、電子回路のQ値を向上させて、ノイズの低減を図ることができる。
以下、抵抗回路10の構造について具体的に説明する。図2は、図1に示すII-II線に沿う断面図である。図2は、図1に示すII-II線に沿う断面図である。図3は、図2に示す領域IIIの拡大図である。図4は、図2に示す領域IVの拡大図である。
図2~図4を参照して、電子部品1は、デバイス領域6および外側領域7において、半導体層2の第1主面3の上に形成された絶縁積層構造12を含む。絶縁積層構造12は、複数(この形態では4層)の絶縁層が積層された積層構造を有している。
絶縁積層構造12は、この形態では、半導体層2の第1主面3側からこの順に積層された第1絶縁層13、第2絶縁層14、第3絶縁層15、バリア層17および第4絶縁層16を含む。
絶縁積層構造12における絶縁層の積層数は任意であり、図2に示される積層数に限定されない。したがって、絶縁積層構造12は、5層未満の絶縁層を含んでいてもよいし、6層以上の絶縁層を含んでいてもよい。
第1~第4絶縁層13~16およびバリア層17は、それぞれ主面を有している。第1~第4絶縁層13~16およびバリア層17の主面は、それぞれ平坦に形成されている。第1~第4絶縁層13~16およびバリア層17の主面は、それぞれ半導体層2の第1主面3に平行に延びている。第1~第4絶縁層13~16およびバリア層17の主面は、それぞれ研削面であってもよい。つまり、第1~第4絶縁層13~16およびバリア層17の主面は、研削痕をそれぞれ有していてもよい。
第1~第4絶縁層13~16およびバリア層17は、酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を含む積層構造をそれぞれ有していてもよい。この場合、酸化シリコン膜の上に窒化シリコン膜が形成されていてもよいし、窒化シリコン膜の上に酸化シリコン膜が形成されていてもよい。
第1~第4絶縁層13~16およびバリア層17は、酸化シリコン膜または窒化シリコン膜を含む単層構造をそれぞれ有していてもよい。第1~第4絶縁層13~16およびバリア層17は、同一種からなる絶縁材料によって形成されていることが好ましい。第1~第4絶縁層13~16およびバリア層17は、この形態では、酸化シリコン膜からなる単層構造をそれぞれ有している。
第3絶縁層15は、例えば、HDP-CDV(High Density Plasma Chemical Vapor Deposition)により形成された酸化シリコン膜を含む。第3絶縁層15は不純物を含んでいてもよい。不純物は、例えば金属薄膜や酸化シリコン膜等のスパッタエッチングに用いられる不活性ガスの組成物である。不純物は例えばAr等である。
バリア層17は、例えば、P-CDV(Plasma Chemical Vapor Deposition)により形成された酸化シリコン膜(TEOS膜)を含む。バリア層17は、第3絶縁層15に含まれる不純物の透過を阻害する。なお、バリア層17は、絶縁材料で形成されている観点から、絶縁バリア層と称してもよいし、単に第1~第4絶縁層13~16と区別して、第5絶縁層と称してもよい。また、後述するように、薄膜抵抗35を支持する層であるため、薄膜抵抗支持層、薄膜抵抗支持絶縁層等と称してもよい。
第1~第4絶縁層13~16およびバリア層17の厚さTIは、それぞれ、100nm以上3500nm以下であってもよい。厚さTIは、それぞれ、100nm以上500nm以下、500nm以上1000nm以下、1000nm以上1500nm以下、1500nm以上2000nm以下、2000nm以上2500nm以下、2500nm以上3000nm以下、または、3000nm以上3500nm以下であってもよい。厚さTIは、それぞれ、100nm以上1500nm以下であることが好ましい。第1~第4絶縁層13~16およびバリア層17の厚さTIは、互いに等しくてもよいし、互いに異なっていてもよい。
絶縁積層構造12は、第1~第4絶縁層13~16およびバリア層17内に形成された複数の配線を含む。そのことにより、多層配線構造が形成されている。絶縁積層構造12は、より具体的には、配線回路形成層21および抵抗回路形成層22を含む。
配線回路形成層21は、第1絶縁層13および第2絶縁層14を含む。また、配線回路形成層21は、第1絶縁層13および第2絶縁層14に形成された配線回路を含む。配線回路形成層21の配線回路は、デバイス領域6から外側領域7に引き回されている。配線回路形成層21の具体的な構造については、後述する。
抵抗回路形成層22は、配線回路形成層21の上に形成されている。抵抗回路形成層22は、第3絶縁層15および第4絶縁層16を含む。また、抵抗回路形成層22は、第3絶縁層15および第4絶縁層16に形成された抵抗回路10を含む。抵抗回路10は、配線回路形成層21の配線回路を介してデバイス領域6(機能デバイス)に電気的に接続されている。
例えば、抵抗回路10は、図1および図2に示すように、薄膜抵抗35と、第1ビア電極23および第2ビア電極24と、第1下側配線層41および第2下側配線層42と、第1ロングビア電極83および第2ロングビア電極84と、第1上側配線層61および第2上側配線層62とを含む。以下詳述する。
図1~図3を参照して、抵抗回路10は、第1ビア電極23および第2ビア電極24を含む。第1ビア電極23は、第3絶縁層15およびバリア層17に埋め込まれ、バリア層17の主面から露出している。第2ビア電極24は、第1ビア電極23から間隔を空けて第3絶縁層15およびバリア層17に埋め込まれ、バリア層17の主面から露出している。
第1ビア電極23は、この形態では、平面視において円形状に形成されている。第1ビア電極23の平面形状は任意である。第1ビア電極23は、平面視において三角形状、四角形状もしくは六角形状等の多角形状、または、楕円形状に形成されていてもよい。
第1ビア電極23は、バリア層17の主面の法線方向に関して、一方側の第1端部23aおよび他方側の第2端部23bを含む。第1端部23aは、バリア層17の主面から露出している。第2端部23bは、第3絶縁層15内に位置している。第1ビア電極23は、断面視において第1端部23aから第2端部23bに向けて幅が狭まる先細り形状に形成されている。
第1端部23aは、この形態では、バリア層17の主面から第4絶縁層16に向けて突出した第1突出部23cを含む。第1突出部23cは、第1ビア電極23の主面および側面によって形成されている。
第1ビア電極23は、本体層25およびバリア層26を含む積層構造を有している。本体層25は、第3絶縁層15およびバリア層17に埋め込まれている。本体層25は、タングステン(W)または銅(Cu)を含んでいてもよい。本体層25は、この形態では、タングステン層27からなる単層構造を有している。
バリア層26は、第3絶縁層15および本体層25の間に介在されている。バリア層26は、この形態では、複数の電極層が積層された積層構造を有している。バリア層26は、この形態では、第3絶縁層15からこの順に形成されたTi層28およびTiN層29を含む。Ti層28は、第3絶縁層15に接している。TiN層29は、本体層25に接している。バリア層26は、Ti層28またはTiN層29からなる単層構造を有していてもよい。
第2ビア電極24は、この形態では、平面視において円形状に形成されている。第2ビア電極24の平面形状は任意である。第2ビア電極24は、平面視において三角形状、四角形状もしくは六角形状等の多角形状、または、楕円形状に形成されていてもよい。
第2ビア電極24は、バリア層17の主面の法線方向に関して、一方側の第1端部24aおよび他方側の第2端部24bを含む。第1端部24aは、バリア層17の主面から露出している。第2端部24bは、第3絶縁層15内に位置している。第2ビア電極24は、断面視において第1端部24aから第2端部24bに向けて幅が狭まる先細り形状に形成されている。
第1端部24aは、この形態では、バリア層17の主面から第4絶縁層16に向けて突出した第2突出部24cを含む。第2突出部24cは、第2ビア電極24の主面および側面によって形成されている。
第2ビア電極24は、本体層30およびバリア層31を含む積層構造を有している。本体層30は、第3絶縁層15およびバリア層17に埋め込まれている。本体層30は、タングステン(W)または銅(Cu)を含んでいてもよい。本体層30は、この形態では、タングステン層32からなる単層構造を有している。
バリア層31は、第3絶縁層15および本体層30の間に介在されている。バリア層31は、この形態では、複数の電極層が積層された積層構造を有している。バリア層31は、この形態では、第3絶縁層15からこの順に形成されたTi層33およびTiN層34を含む。Ti層33は、第3絶縁層15に接している。TiN層34は、本体層30に接している。バリア層31は、Ti層33またはTiN層34からなる単層構造を有していてもよい。
図2~図4を参照して、抵抗回路10は、絶縁積層構造12内に形成された薄膜抵抗35を含む。薄膜抵抗35は、抵抗回路形成層22に形成されている。つまり、薄膜抵抗35は、第1主面3の上に形成されている。薄膜抵抗35は、より具体的には、第1主面3から絶縁積層構造12の積層方向に間隔を空けて形成されている。
薄膜抵抗35は、外側領域7に形成されている。これにより、薄膜抵抗35がデバイス領域6に与える電気的な影響を抑制し、デバイス領域6が薄膜抵抗35に与える電気的な影響を抑制できる。一例として、デバイス領域6および薄膜抵抗35の間の寄生容量を抑制できる。つまり、電子回路のQ値を向上させて、ノイズの低減を図ることができる。
薄膜抵抗35は、より具体的には、バリア層17および第4絶縁層16の間の領域に介在されている。薄膜抵抗35は、バリア層17の主面の上に膜状に形成されている。薄膜抵抗35は、バリア層17の主面を専有している。バリア層17の主面の上には、デバイス領域6および外側領域7において薄膜抵抗35以外の膜状または層状の配線は形成されていない。
図2を参照して、バリア層17は、薄膜抵抗35の全体に重なっている。この場合、バリア層17は、第3絶縁層15の全体を覆っていてもよい。バリア層17は、薄膜抵抗35と第3絶縁層15との間の少なくとも一部に介在されていればよい。したがって、バリア層17は、薄膜抵抗35の一部にのみ重なる構成でもよい。バリア層17は不純物の透過を阻害するので、このバリア層17を薄膜抵抗35と第3絶縁層15との間に介在させることによって、薄膜抵抗35は不純物の影響を受けにくくなる。
図5は、薄膜抵抗35を示す平面図である。図6は、図5に示すVI-VI線に沿う断面図である。図5および図6を参照して、薄膜抵抗35は、第1ビア電極23および第2ビア電極24に跨るように形成されている。これにより、薄膜抵抗35は、第1ビア電極23および第2ビア電極24に電気的に接続されている。薄膜抵抗35は、この形態では、平面視において四角形状(より具体的には長方形状)に形成されている。薄膜抵抗35の平面形状は、任意であり、四角形状に限定されない。
薄膜抵抗35は、一方側の第1端部35a、他方側の第2端部35b、ならびに、第1端部35aおよび第2端部35bを接続する接続部35cを含む。第1端部35aは、第1ビア電極23を被覆している。第1端部35aは、より具体的には、第1ビア電極23の第1端部23a(第1突出部23c)を被覆している。第1端部35aは、第1ビア電極23の主面および側面に沿って膜状に形成されている。
第2端部35bは、第2ビア電極24を被覆している。第2端部35bは、より具体的には、第2ビア電極24の第1端部24a(第2突出部24c)を被覆している。第2端部35bは、第2ビア電極24の主面および側面に沿って膜状に形成されている。
接続部35cは、第1端部35aおよび第2端部35bの間の領域を帯状に延びている。接続部35cは、この形態では、第1端部35aおよび第2端部35bを結ぶ直線に沿って帯状に延びている。第1端部35a、第2端部35bおよび接続部35cは、この形態では、一様な幅で形成されている。
薄膜抵抗35は、クロム珪化物を含む。薄膜抵抗35は、この形態では、結晶化したクロム珪化物を含む。薄膜抵抗35は、いわゆる、金属珪化物薄膜抵抗である。金属珪化物薄膜抵抗からなる薄膜抵抗35によれば、導電性ポリシリコン等と異なり、薄膜化および平面面積の縮小を適切に図ることができる。
これにより、平坦性を確保しながら、バリア層17および第4絶縁層16の間の領域に薄膜抵抗35を適切に介在させることができる。また、薄膜抵抗35の平面面積を適切に縮小できるから、デザインルールを緩和できる。これにより、薄膜抵抗35を外側領域7に適切に配置できる。よって、薄膜抵抗35およびデバイス領域6の相互間における電気的影響を適切に抑制できる。
薄膜抵抗35は、クロム珪化物の一例として、CrSi、CrSi2、CrSiNおよびCrSiOのうちの少なくとも1種を含んでいてもよい。CrSiNは、クロム窒化物でもある。CrSiOは、クロム酸化物でもある。薄膜抵抗35は、この形態では、CrSiからなる。
薄膜抵抗35は、1μm以下の厚さTRを有している。厚さTRは、500nm以下であることが好ましい。厚さTRは、0.1nm以上100nm以下であることがさらに好ましい。厚さTRは、0.1nm以上5nm以下、5nm以上10nm以下、10nm以上20nm以下、20nm以上40nm以下、40nm以上60nm以下、60nm以上80nm以下、または、80nm以上100nm以下であってもよい。厚さTRは、1nm以上5nm以下であることが最も好ましい。
薄膜抵抗35のシート抵抗値RTは、100Ω/□以上50000Ω/□以下であってもよい。シート抵抗値RTは、100Ω/□以上5000Ω/□以下、5000Ω/□以上10000Ω/□以下、10000Ω/□以上15000Ω/□以下、15000Ω/□以上20000Ω/□以下、20000Ω/□以上25000Ω/□以下、25000Ω/□以上30000Ω/□以下、30000Ω/□以上35000Ω/□以下、35000Ω/□以上40000Ω/□以下、40000Ω/□以上45000Ω/□以下、または、45000Ω/□以上50000Ω/□以下であってもよい。
薄膜抵抗35の総重量に対するクロムの含有量は、5重量%以上50重量%以下であってもよい。Crの含有量は、5重量%以上10重量%以下、10重量%以上20重量%以下、20重量%以上30重量%以下、30重量%以上40重量%以下、または、40重量%50重量%以下であってもよい。
図5を参照して、薄膜抵抗35はトリミング痕38を含む。図5および図6では、トリミング痕38がドット状のハッチングによって示されている。
トリミング痕38は、薄膜抵抗35(クロム珪化物)の一部が消失した領域である。トリミング痕38は、より具体的には、薄膜抵抗35(クロム珪化物)の一部がレーザ照射法によって消失したレーザ加工痕である。
トリミング痕38は、この形態では、薄膜抵抗35の接続部35cに形成されている。トリミング痕38は、第1端部35aおよび第2端部35bのいずれか一方または双方に形成されていてもよい。
トリミング痕38は、薄膜抵抗35が延びる方向に交差する方向に延びている。トリミング痕38は、この形態では、薄膜抵抗35が延びる方向に直交する方向に延びている。トリミング痕38は、薄膜抵抗35が延びる方向に延びていてもよい。
図2~図4を再度参照して、抵抗回路10は、薄膜抵抗35を被覆する保護層40を含む。保護層40は、バリア層17および第4絶縁層16の間の領域に介在し、薄膜抵抗35を被覆している。保護層40は、より具体的には、薄膜抵抗35の表面に沿って膜状に形成されている。保護層40は、さらにトリミング痕38を被覆している。
保護層40は、薄膜抵抗35の平面形状に整合する平面形状を有している。保護層40は、薄膜抵抗35の側面に連なる側面を有していてもよい。保護層40の側面は、薄膜抵抗35の側面に面一に形成されていてもよい。
保護層40は、酸化シリコン層および窒化シリコン層を含む積層構造を有していてもよい。この場合、酸化シリコン層の上に窒化シリコン層が形成されていてもよいし、窒化シリコン層の上に酸化シリコン層が形成されていてもよい。保護層40は、酸化シリコン層または窒化シリコン層からなる単層構造を有していてもよい。保護層40は、この形態では、酸化シリコン層からなる単層構造を有している。
保護層40の厚さは、1nm以上5μm以下であってもよい。保護層40の厚さは、1nm以上10nm以下、10nm以上50nm以下、50nm以上100nm以下、100nm以上200nm以下、200nm以上400nm以下、400nm以上600nm以下、600nm以上800nm以下、または、800nm以上1μm以下であってもよい。
保護層40の厚さは、1μm以上1.5μm以下、1.5μm以上2μm以下、2μm以上2.5μm以下、2.5μm以上3μm以下、3μm以上3.5μm以下、3.5μm以上4μm以下、4μm以上4.5μm以下、または、4.5μm以上5μm以下であってもよい。
保護層40の厚さは、薄膜抵抗35の厚さTR以上であることが好ましい。薄膜抵抗35の厚さTR以上の厚さを有する保護層40によれば、薄膜抵抗35に形成された隆起を適切に埋めることができる。
抵抗回路10は、第1下側配線層41および第2下側配線層42を含む。第1下側配線層41は、第3絶縁層15内に形成されている。第1下側配線層41は、より具体的には、配線回路形成層21(第2絶縁層14)の上に形成され、第3絶縁層15によって被覆されている。第1下側配線層41は、第1ビア電極23を介して薄膜抵抗35に電気的に接続されている。
第2下側配線層42は、第3絶縁層15内に形成されている。第2下側配線層42は、より具体的には、配線回路形成層21(第2絶縁層14)の上に形成され、第3絶縁層15によって被覆されている。第2下側配線層42は、第1下側配線層41から間隔を空けて形成されている。第2下側配線層42は、第2ビア電極24を介して薄膜抵抗35に電気的に接続されている。
これにより、薄膜抵抗35は、第1下側配線層41および第2下側配線層42に直列接続されている。薄膜抵抗35は、平面視において第1下側配線層41および第2下側配線層42を結ぶライン上に形成されている。薄膜抵抗35は、この形態では、平面視において第1下側配線層41および第2下側配線層42の間の領域を直線状に延びている。
第1下側配線層41および第2下側配線層42は、第1厚さTL1をそれぞれ有している。第1厚さTL1は、100nm以上3000nm以下であってもよい。第1厚さTL1は、それぞれ、100nm以上500nm以下、500nm以上1000nm以下、1000nm以上1500nm以下、1500nm以上2000nm以下、2000nm以上2500nm以下、または、2500nm以上3000nm以下であってもよい。
第1厚さTL1は、100nm以上1500nm以下であることが好ましい。第1下側配線層41の第1厚さTL1および第2下側配線層42の第1厚さTL1は、互いに異なっていてもよい。第1下側配線層41の第1厚さTL1および第2下側配線層42の第1厚さTL1は、互いに等しいことが好ましい。
図1および図3を参照して、第1下側配線層41は、一方側の第1端部41a、他方側の第2端部41b、ならびに、第1端部41aおよび第2端部41bを接続する接続部41cを含む。第1端部41aは、平面視において薄膜抵抗35の第1端部35aに重なっている。第1端部41aは、第1ビア電極23を介して薄膜抵抗35の第1端部35aに電気的に接続されている。
第2端部41bは、平面視において薄膜抵抗35外の領域に位置している。第2端部41bは、この形態では、外側領域7に位置している。接続部41cは、平面視において第1端部41aおよび第2端部41bの間の領域を帯状に延びている。接続部41cは、この形態では、第1端部41aおよび第2端部41bを結ぶ直線に沿って帯状に延びている。
第1下側配線層41は、この形態では、複数の電極層が積層された積層構造を有している。第1下側配線層41は、配線回路形成層21(第2絶縁層14)の上からこの順に積層された第1バリア層43、本体層44および第2バリア層45を含む。
第1バリア層43は、この形態では、配線回路形成層21(第2絶縁層14)の上からこの順に積層されたTi層46およびTiN層47を含む積層構造を有している。第1バリア層43は、Ti層46またはTiN層47からなる単層構造を有していてもよい。
本体層44は、第1バリア層43の抵抗値および第2バリア層45の抵抗値未満の抵抗値を有している。本体層44は、第1バリア層43の厚さおよび第2バリア層45の厚さを超える厚さを有している。本体層44は、Al、Cu、AlSiCu合金、AlSi合金およびAlCu合金のうちの少なくとも一種を含んでいてもよい。本体層44は、この形態では、AlCu合金層48からなる単層構造を有している。
第2バリア層45は、この形態では、本体層44の上からこの順に積層されたTi層49およびTiN層50を含む積層構造を有している。第2バリア層45は、Ti層49またはTiN層50からなる単層構造を有していてもよい。
図4を参照して、第2下側配線層42は、一方側の第1端部42a、他方側の第2端部42b、ならびに、第1端部42aおよび第2端部42bを接続する接続部42cを含む。第1端部42aは、平面視において薄膜抵抗35の第2端部35bに重なっている。第1端部42aは、第2ビア電極24を介して薄膜抵抗35の第2端部35bに電気的に接続されている。
第2端部42bは、平面視において薄膜抵抗35外の領域に位置している。第2端部42bは、この形態では、外側領域7に位置している。接続部42cは、平面視において第1端部42aおよび第2端部42bの間の領域を帯状に延びている。接続部42cは、この形態では、第1端部42aおよび第2端部42bを結ぶ直線に沿って帯状に延びている。
第2下側配線層42は、この形態では、複数の電極層が積層された積層構造を有している。第2下側配線層42は、配線回路形成層21(第2絶縁層14)の上からこの順に積層された第1バリア層53、本体層54および第2バリア層55を含む。
第1バリア層53は、この形態では、配線回路形成層21(第2絶縁層14)の上からこの順に積層されたTi層56およびTiN層57を含む積層構造を有している。第1バリア層53は、Ti層56またはTiN層57からなる単層構造を有していてもよい。
本体層54は、第1バリア層53の抵抗値および第2バリア層55の抵抗値未満の抵抗値を有している。本体層54は、第1バリア層53の厚さおよび第2バリア層55の厚さを超える厚さを有している。本体層54は、Al、Cu、AlSiCu合金、AlSi合金およびAlCu合金のうちの少なくとも一種を含んでいてもよい。本体層54は、この形態では、AlCu合金層58からなる単層構造を有している。
第2バリア層55は、この形態では、本体層54の上からこの順に積層されたTi層59およびTiN層60を含む積層構造を有している。第2バリア層55は、Ti層59またはTiN層60からなる単層構造を有していてもよい。
図2~図4を参照して、第3絶縁層15は、第1下側配線層41および第2下側配線層42の形状が反映された段差状の表面を有する。すなわち、第3絶縁層15は、主面となる第1面15aと、第1下側配線層41および第2下側配線層42の間の領域15cにおいて第1面15aから窪んだ凹部15bとを有する。バリア層17は、凹部15bに埋め込まれた第1部分17aと、第1部分17aの上部から第3絶縁層15の第1面15aに沿って形成された第2部分17bとを有していてもよい。他の言い方では、バリア層17は、第1下側配線層41および第2下側配線層42の間の領域15cで周囲よりも厚くなっている。
凹部15bは、底面15dと、底面15dと第1面15aとを繋ぐ傾斜面15eとを有している。底面15dは、第1下側配線層41の上面および第2下側配線層42の上面よりも上に形成されている。図3を参照して、凹部15bは、第1下側配線層41の第1端部41aに部分的にオーバーラップしていてもよい。また、図4を参照して、凹部15bは、第2下側配線層42の第1端部42aに部分的にオーバーラップしていてもよい。
抵抗回路10は、第1上側配線層61および第2上側配線層62を含む。第1上側配線層61は、第4絶縁層16の上に形成されている。第1上側配線層61は、絶縁積層構造12の最上配線層の1つを形成している。第1上側配線層61は、第1下側配線層41に電気的に接続されている。
第2上側配線層62は、第1上側配線層61から間隔を空けて第4絶縁層16の上に形成されている。第2上側配線層62は、絶縁積層構造12の最上配線層の1つを形成している。第2上側配線層62は、第2下側配線層42に電気的に接続されている。
これにより、薄膜抵抗35は、第1下側配線層41を介して第1上側配線層61に電気的に接続されている。また、薄膜抵抗35は、第2下側配線層42を介して第2上側配線層62に電気的に接続されている。薄膜抵抗35は、第1下側配線層41および第2下側配線層42を介して第1上側配線層61および第2上側配線層62に直列接続されている。
図1を参照して、第1上側配線層61は、平面視において薄膜抵抗35から間隔を空けて形成されている。第1上側配線層61は、平面視において薄膜抵抗35に重なっていない。薄膜抵抗35の全体は、平面視において第1上側配線層61から露出している。
第2上側配線層62は、平面視において薄膜抵抗35から間隔を空けて形成されている。第2上側配線層62は、平面視において薄膜抵抗35に重なっていない。薄膜抵抗35の全体は、平面視において第2上側配線層62から露出している。
つまり、薄膜抵抗35は、平面視において第1上側配線層61および第2上側配線層62の間の領域に形成されている。これにより、薄膜抵抗35および第1上側配線層61の間の領域において寄生容量を抑制できる。また、薄膜抵抗35および第2上側配線層62の間の領域において寄生容量を抑制できる。
薄膜抵抗35は、この形態では、平面視において第1上側配線層61および第2上側配線層62から間隔を空けて形成されている。これにより、薄膜抵抗35および第1上側配線層61の間の領域において寄生容量を適切に抑制できる。
第1上側配線層61および第2上側配線層62は、第2厚さTL2をそれぞれ有している。第2厚さTL2は、第1厚さTL1以上(TL1≦TL2)である。第2厚さTL2は、より具体的には、第1厚さTL1を超えている(TL1<TL2)。
第2厚さTL2は、100nm以上15000nm以下であってもよい。第2厚さTL2は、100nm以上1500nm以下、1500nm以上3000nm以下、3000nm以上4500nm以下、4500nm以上6000nm以下、6000nm以上7500nm以下、7500nm以上9000nm以下、9000nm以上10500nm以下、10500nm以上12000nm以下、12000nm以上13500nm以下、また、13500nm以上15000nm以下であってもよい。
第1上側配線層61の第2厚さTL2および第2上側配線層62の第2厚さTL2は、互いに異なっていてもよい。第1上側配線層61の第2厚さTL2および第2上側配線層62の第2厚さTL2は、互いに等しいことが好ましい。
図1および図3を参照して、第1上側配線層61は、一方側の第1端部61a、他方側の第2端部61b、ならびに、第1端部61aおよび第2端部61bを接続する接続部61cを含む。第1端部61aは、平面視において第1下側配線層41の第1端部41aに重なる領域に位置している。
第2端部61bは、平面視において薄膜抵抗35外の領域に位置している。第2端部61bは、この形態では、平面視においてデバイス領域6に位置している。第2端部61bは、外側領域7に位置していてもよい。接続部61cは、平面視において第1端部61aおよび第2端部61bの間の領域を帯状に延びている。接続部61cは、この形態では、第1端部61aおよび第2端部61bを結ぶ直線に沿って帯状に延びている。
第1上側配線層61は、この形態では、複数の電極層が積層された積層構造を有している。第1上側配線層61は、抵抗回路形成層22(第4絶縁層16)の上からこの順に積層された第1バリア層63、本体層64および第2バリア層65を含む。
第1バリア層63は、この形態では、抵抗回路形成層22(第4絶縁層16)の上からこの順に積層されたTi層66およびTiN層67を含む積層構造を有している。第1バリア層63は、Ti層66またはTiN層67からなる単層構造を有していてもよい。
本体層64は、第1バリア層63の抵抗値および第2バリア層65の抵抗値未満の抵抗値を有している。本体層64は、第1バリア層63の厚さおよび第2バリア層65の厚さを超える厚さを有している。本体層64は、Al、Cu、AlSiCu合金、AlSi合金およびAlCu合金のうちの少なくとも一種を含んでいてもよい。本体層64は、この形態では、AlCu合金層68からなる単層構造を有している。
第2バリア層65は、この形態では、本体層64の上からこの順に積層されたTi層69およびTiN層70を含む積層構造を有している。第2バリア層65は、Ti層69またはTiN層70からなる単層構造を有していてもよい。
図1および図4を参照して、第2上側配線層62は、一方側の第1端部62a、他方側の第2端部62b、ならびに、第1端部62aおよび第2端部62bを接続する接続部62cを含む。第1端部62aは、平面視において第2下側配線層42の第2端部42bに重なる領域に位置している。
第2端部62bは、平面視において薄膜抵抗35外の領域に位置している。第2端部62bは、この形態では、平面視においてデバイス領域6に位置している。第2端部62bは、平面視において外側領域7に位置していてもよい。接続部62cは、平面視において第1端部62aおよび第2端部62bの間の領域を帯状に延びている。接続部62cは、この形態では、第1端部62aおよび第2端部62bを結ぶ直線に沿って帯状に延びている。
一方、第2上側配線層62は、この形態では、複数の電極層が積層された積層構造を有している。第2上側配線層62は、抵抗回路形成層22(第4絶縁層16)の上からこの順に積層された第1バリア層73、本体層74および第2バリア層75を含む。
第1バリア層73は、この形態では、抵抗回路形成層22(第4絶縁層16)の上からこの順に積層されたTi層76およびTiN層77を含む積層構造を有している。第1バリア層73は、Ti層76またはTiN層77からなる単層構造を有していてもよい。
本体層74は、第1バリア層73の抵抗値および第2バリア層75の抵抗値未満の抵抗値を有している。本体層74は、第1バリア層73の厚さおよび第2バリア層75の厚さを超える厚さを有している。本体層74は、Al、Cu、AlSiCu合金、AlSi合金およびAlCu合金のうちの少なくとも一種を含んでいてもよい。本体層74は、この形態では、AlCu合金層78からなる単層構造を有している。
第2バリア層75は、この形態では、本体層74の上からこの順に積層されたTi層79およびTiN層80を含む積層構造を有している。第2バリア層75は、Ti層79またはTiN層80からなる単層構造を有していてもよい。
図1~図4を参照して、抵抗回路10は、第1ロングビア電極83および第2ロングビア電極84を含む。第1ロングビア電極83は、第1下側配線層41および第1上側配線層61に電気的に接続されている。第2ロングビア電極84は、第2下側配線層42および第2上側配線層62に電気的に接続されている。
これにより、薄膜抵抗35は、第1ビア電極23、第1下側配線層41および第1ロングビア電極83を介して第1上側配線層61に電気的に接続されている。または、薄膜抵抗35は、第2ビア電極24、第2下側配線層42および第2ロングビア電極84を介して第2上側配線層62に電気的に接続されている。
第1ロングビア電極83は、薄膜抵抗35の側方に形成されている。第1ロングビア電極83は、この形態では、第1ビア電極23および第2ビア電極24を結ぶ直線上に位置している。
第2ロングビア電極84は、第1ロングビア電極83から間隔を空けて薄膜抵抗35の側方に形成されている。第2ロングビア電極84は、この形態では、薄膜抵抗35を挟んで第1ロングビア電極83に対向している。第2ロングビア電極84は、第1ビア電極23および第2ビア電極24を結ぶ直線上に位置している。
これにより、薄膜抵抗35は、第1ロングビア電極83および第2ロングビア電極84を結ぶ直線上に位置している。薄膜抵抗35は、第1ビア電極23、第2ビア電極24、第1ロングビア電極83および第2ロングビア電極84を結ぶ直線上に位置している。薄膜抵抗35は、この形態では、第1ロングビア電極83および第2ロングビア電極84を結ぶ直線に沿って延びている。
第1ロングビア電極83は、この形態では、平面視において円形状に形成されている。第1ロングビア電極83の平面形状は任意である。第1ロングビア電極83は、平面視において三角形状、四角形状もしくは六角形状等の多角形状、または、楕円形状に形成されていてもよい。
第1ロングビア電極83は、側方から見て第3絶縁層15の主面の法線方向に薄膜抵抗35を横切っている。第1ロングビア電極83は、第3絶縁層15、バリア層17および第4絶縁層16を貫通し、これら第3絶縁層15、バリア層17および第4絶縁層16に埋め込まれている。第1ロングビア電極83は、第4絶縁層16の主面から露出している。
第1ロングビア電極83は、第3絶縁層15の主面の法線方向に関して、一方側の第1端部83aおよび他方側の第2端部83bを含む。第1端部83aは、第4絶縁層16の主面から露出している。第1端部83aは、第1上側配線層61の第1端部61aに電気的に接続されている。
第2端部83bは、第3絶縁層15内に位置している。第2端部83bは、第1下側配線層41の第2端部41bに電気的に接続されている。第1ロングビア電極83は、断面視において第1端部83aから第2端部83bに向けて幅が狭まる先細り形状に形成されている。
第1ロングビア電極83は、薄膜抵抗35に対して第3絶縁層15側に位置する下側部分83c、および、薄膜抵抗35に対して第4絶縁層16側に位置する上側部分83dを有している。第3絶縁層15の主面の法線方向に関して、上側部分83dの長さは、下側部分83cの長さ以上である。上側部分83dの長さは、より具体的には、下側部分83cの長さを超えている。
第1ロングビア電極83は、本体層85およびバリア層86を含む積層構造を有している。本体層85は、第3絶縁層15および第4絶縁層16に埋め込まれている。本体層85は、タングステン(W)または銅(Cu)を含んでいてもよい。第1ロングビア電極83は、この形態では、タングステン層87からなる単層構造を有している。
バリア層86は、本体層85および第3絶縁層15、ならびに、本体層85および第4絶縁層16の間に介在されている。バリア層86は、この形態では、複数の電極層が積層された積層構造を有している。バリア層86は、この形態では、第3絶縁層15からこの順に形成されたTi層88およびTiN層89を含む。
Ti層88は、第3絶縁層15および第4絶縁層16に接している。TiN層89は、本体層85に接している。バリア層86は、Ti層88またはTiN層89からなる単層構造を有していてもよい。
第2ロングビア電極84は、この形態では平面視において円形状に形成されている。第2ロングビア電極84の平面形状は任意である。第2ロングビア電極84は、平面視において三角形状、四角形状もしくは六角形状等の多角形状、または、楕円形状に形成されていてもよい。
一方、第2ロングビア電極84は、側方から見て第3絶縁層15の主面の法線方向に薄膜抵抗35を横切っている。第2ロングビア電極84は、第3絶縁層15、バリア層17および第4絶縁層16を貫通し、これら第3絶縁層15、バリア層17および第4絶縁層16に埋め込まれている。第2ロングビア電極84は、第4絶縁層16の主面から露出している。
第2ロングビア電極84は、第3絶縁層15の主面の法線方向に関して、一方側の第1端部84aおよび他方側の第2端部84bを含む。第1端部84aは、第4絶縁層16の主面から露出している。第1端部84aは、第2上側配線層62の第1端部62aに電気的に接続されている。
第2端部84bは、第3絶縁層15内に位置している。第2端部84bは、第2下側配線層42の第2端部42bに電気的に接続されている。第2ロングビア電極84は、断面視において第1端部84aから第2端部84bに向けて幅が狭まる先細り形状に形成されている。
第2ロングビア電極84は、薄膜抵抗35に対して第3絶縁層15側に位置する下側部分84c、および、薄膜抵抗35に対して第4絶縁層16側に位置する上側部分84dを有している。第3絶縁層15の主面の法線方向に関して、上側部分84dの長さは、下側部分84cの長さ以上である。上側部分84dの長さは、より具体的には、下側部分84cの長さを超えている。
第2ロングビア電極84は、本体層90およびバリア層91を含む積層構造を有している。本体層90は、第3絶縁層15および第4絶縁層16に埋め込まれている。本体層90は、タングステン(W)または銅(Cu)を含んでいてもよい。第2ロングビア電極84は、この形態では、タングステン層92からなる単層構造を有している。
バリア層91は、本体層90および第3絶縁層15、ならびに、本体層90および第4絶縁層16の間に介在されている。バリア層91は、この形態では、複数の電極層が積層された積層構造を有している。バリア層91は、この形態では、第3絶縁層15からこの順に形成されたTi層93およびTiN層94を含む。
Ti層93は、第3絶縁層15および第4絶縁層16に接している。TiN層94は、本体層90に接している。バリア層91は、Ti層93またはTiN層94からなる単層構造を有していてもよい。
図2を参照して、配線回路形成層21は、機能デバイスおよび薄膜抵抗35を電気的に接続する配線95を含む。配線95は、第1絶縁層13および第2絶縁層14内に選択的に形成され、デバイス領域6から外側領域7に引き回されている。
配線95は、より具体的には、デバイス領域6において機能デバイスに電気的に接続された1つまたは複数の接続配線層96を含む。1つまたは複数の接続配線層96は、第1絶縁層13の上および第2絶縁層14の上のいずれか一方または双方に形成されている。図2では、2つの接続配線層96が第1絶縁層13の上に形成された例が示されている。
1つまたは複数の接続配線層96は、デバイス領域6から外側領域7に選択的に引き回されている。接続配線層96は、第1下側配線層41(第2下側配線層42)や第1上側配線層61(第2上側配線層62)と同様の積層構造を有している。接続配線層96についての具体的に説明は省略する。
配線95は、1つまたは複数の接続ビア電極97を含む。1つまたは複数の接続ビア電極97は、1つまたは複数の接続配線層96を任意の第1下側配線層41(第2下側配線層42)や任意の第1上側配線層61(第2上側配線層62)に接続する。
1つまたは複数の接続ビア電極97は、第1絶縁層13の上および第2絶縁層14の上のいずれか一方または双方に形成されている。図2では、2つの接続ビア電極97によって1つの接続配線層96が第1下側配線層41に接続された例が示されている。
接続ビア電極97は、第1ビア電極23(第2ビア電極24)や第1ロングビア電極83(第2ロングビア電極84)と同様の積層構造を有している。接続ビア電極97についての具体的に説明は省略する。
第1上側配線層61の第2端部61bは、接続ビア電極97を介して任意の接続配線層96に接続されていてもよい。第2上側配線層62の第2端部62bは、接続ビア電極97を介して任意の接続配線層96に接続されていてもよい。
図2を参照して、絶縁積層構造12の上には最上絶縁層101が形成されている。最上絶縁層101は、第1上側配線層61および第2上側配線層62を被覆している。最上絶縁層101は、平面視において第1上側配線層61および第1ロングビア電極83の接続部を被覆している。最上絶縁層101は、平面視において第2上側配線層62および第2ロングビア電極84の接続部を被覆している。
外側領域7において最上絶縁層101には、第1パッド開口102および第2パッド開口103が形成されている。第1パッド開口102は、第1上側配線層61の一部の領域を第1パッド領域104として露出させている。第1パッド開口102は、より具体的には、第1上側配線層61において第1上側配線層61および第1ロングビア電極83の接続部以外の領域を第1パッド領域104として露出させている。
第2パッド開口103は、第2上側配線層62の一部の領域を第2パッド領域105として露出させている。第2パッド開口103は、より具体的には、第2上側配線層62において第2上側配線層62および第2ロングビア電極84の接続部以外の領域を第2パッド領域105として露出させている。
最上絶縁層101は、この形態では、パッシベーション層106および樹脂層107を含む積層構造を有している。図1では、明瞭化のため、樹脂層107がハッチングによって示されている。
パッシベーション層106は、酸化シリコン層および窒化シリコン層を含む積層構造を有していてもよい。この場合、酸化シリコン層の上に窒化シリコン層が形成されていてもよいし、窒化シリコン層の上に酸化シリコン層が形成されていてもよい。
パッシベーション層106は、酸化シリコン層または窒化シリコン層からなる単層構造を有していてもよい。パッシベーション層106は、絶縁積層構造12とは異なる種からなる絶縁材料によって形成されていることが好ましい。パッシベーション層106は、この形態では、窒化シリコン層からなる単層構造を有している。
樹脂層107は、感光性樹脂を含んでいてもよい。感光性樹脂は、ポジティブタイプまたはネガティブタイプであってもよい。樹脂層107は、ポリイミド、ポリアミドおよびポリベンゾオキサゾールのうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。樹脂層107は、ポリアミドまたはポリベンゾオキサゾールからなることが好ましい。
第1ビア電極23、第1下側配線層41、第1ロングビア電極83および第1上側配線層61は、薄膜抵抗35に接続される第1配線を形成している。第1配線の一端(第1ビア電極23)は、絶縁積層構造12内において薄膜抵抗35に接続され、第1配線の他端(第1上側配線層61)は外部に露出する外部端子となる。
第2ビア電極24、第2下側配線層42、第2ロングビア電極84および第2上側配線層62は、薄膜抵抗35に接続される第2配線を形成している。第2配線の一端(第2ビア電極24)は、絶縁積層構造12内において薄膜抵抗35に接続され、第2配線の他端(第2上側配線層62)は外部に露出する外部端子となる。第1配線に高電圧が印加され、第2配線に低電圧が印加されてもよい。第1配線に低電圧が印加され、第2配線に高電圧が印加されてもよい。
以上、電子部品1は、不純物を含む第3絶縁層15(第1絶縁層)と、第3絶縁層15の上に形成された薄膜抵抗35と、薄膜抵抗35と第3絶縁層15との間の少なくとも一部に介在されて、不純物の透過を阻害するバリア層17とを含む。
この電子部品1によれば、バリア層17が第3絶縁層15に含まれる不純物の透過を阻害するため、第3絶縁層15から薄膜抵抗35への不純物の移動を抑制することができる。その結果、薄膜抵抗35の表面抵抗が不純物の影響を受けにくくなるので、その表面抵抗の面内バラツキを低減することができる。
バリア層17は、薄膜抵抗35の全体に重なっている。これにより、薄膜抵抗35の全体に亘って、第3絶縁層15から薄膜抵抗35への不純物の移動が抑制されるので、薄膜抵抗35における表面抵抗の面内バラツキをより顕著に低減できる。
不純物はArを含む。これにより、不活性ガスにArを用いて第3絶縁層15を形成でき、かつ、その第3絶縁層15の上に、表面抵抗の面内バラツキが低減された薄膜抵抗35を形成することができる。
図7A~図7Uは、図1に示す電子部品1の製造方法の一例を説明するための断面図である。図7A~図7Uは、図2に対応する部分の断面図である。
図10Aを参照して、半導体層2が用意される。半導体層2は、デバイス領域6および外側領域7を含む。次に、半導体層2の第1主面3の上に、絶縁積層構造12の配線回路形成層21が形成される。配線回路形成層21は、第1絶縁層13、第2絶縁層14、1つまたは複数の接続配線層96、および、1つまたは複数の接続ビア電極97を含む。配線回路形成層21の形成工程についての説明は省略する。
次に、図7Bを参照して、第1下側配線層41および第2下側配線層42のベースとなる第1ベース配線層111が、配線回路形成層21の上に形成される。第1ベース配線層111の形成工程は、配線回路形成層21の上からこの順に第1バリア層112、本体層113および第2バリア層114を形成する工程を含む。
第1バリア層112の形成工程は、配線回路形成層21の上からこの順にTi層およびTiN層をこの順に形成する工程を含む。Ti層およびTiN層は、スパッタ法によってそれぞれ形成されてもよい。本体層113の形成工程は、第1バリア層112の上にAlCu合金層を形成する工程を含む。AlCu合金層は、スパッタ法によって形成されてもよい。
第2バリア層114の形成工程は、本体層113の上からこの順にTi層およびTiN層をこの順に形成する工程を含む。Ti層およびTiN層は、スパッタ法によってそれぞれ形成されてもよい。
次に、図7Cを参照して、所定パターンを有するマスク115が、第1ベース配線層111の上に形成される。マスク115は、第1ベース配線層111における第1下側配線層41および第2下側配線層42を形成すべき領域を被覆し、それ以外の領域を露出させる開口116を有している。
次に、第1ベース配線層111の不要な部分が、マスク115を介するエッチング法によって除去される。これにより、第1ベース配線層111が、第1下側配線層41および第2下側配線層42に分割される。マスク115は、その後、除去される。
次に、図7Dを参照して、第1下側配線層41および第2下側配線層42を被覆する第3絶縁層15が、配線回路形成層21の上に形成される。第3絶縁層15は、HDP-CDV(High Density Plasma Chemical Vapor Deposition)によって形成される。その結果、第3絶縁層15には、第1下側配線層41および第2下側配線層42の形状が反映された段差状の表面が形成される。すなわち、第3絶縁層15には、主面となる第1面15aと、第1下側配線層41および第2下側配線層42の間の領域15cにおいて第1面15aから窪んだ凹部15bとが形成される。
次に、図7Eを参照して、第3絶縁層15の上にバリア層17が形成される。すなわち、バリア層17としての酸化シリコン膜(TEOS膜)がP-CDV(Plasma Chemical Vapor Deposition)により形成される。バリア層17は、上面が平坦化される。その結果、バリア層17の厚みは、第1下側配線層41および第2下側配線層42の間の領域15cで周囲よりも大きくなる。
次に、図7Fを参照して、第1下側配線層41を露出させる第1ビアホール117および第2下側配線層42を露出させる第2ビアホール118が、第3絶縁層15およびバリア層17に形成される。この工程では、まず、所定パターンを有するマスク119が、第3絶縁層15の上に形成される。マスク119は、バリア層17において第1ビアホール117および第2ビアホール118を形成すべき領域を露出させる複数の開口120を有している。
次に、第3絶縁層15およびバリア層17の不要な部分が、マスク119を介するエッチング法によって除去される。これにより、第1ビアホール117および第2ビアホール118が第3絶縁層15およびバリア層17に形成される。マスク119は、その後、除去される。
次に、図7Gを参照して、第1ビア電極23および第2ビア電極24のベースとなるベース電極層121が、バリア層17の上に形成される。ベース電極層121の形成工程は、バリア層17の上からこの順にバリア層122および本体層123を形成する工程を含む。
バリア層122の形成工程は、バリア層17の上からこの順にTi層およびTiN層を形成する工程を含む。Ti層およびTiN層は、スパッタ法によってそれぞれ形成されてもよい。本体層123の形成工程は、バリア層122の上にタングステン層を形成する工程を含む。タングステン層は、CVD法によって形成されてもよい。
次に、図7Hを参照して、ベース電極層121の除去工程が実施される。ベース電極層121は、バリア層17が露出するまで除去される。ベース電極層121の除去工程は、研削によってベース電極層121を除去する工程を含んでいてもよい。
ベース電極層121の研削工程は、この形態では、研磨剤(砥粒)を用いたCMP(Chemical Mechanical Polishing)法によって実施される。ベース電極層121の研削工程は、バリア層17の主面の平坦化工程を含んでいてもよい。これにより、第1ビア電極23が、第1ビアホール117内に形成される。また、第2ビア電極24が、第2ビアホール118内に形成される。
次に、図7Iを参照して、バリア層17の主面に付着した研磨剤(砥粒)が、薬液を用いた洗浄によって除去される。この工程では、研磨剤(砥粒)と共にバリア層17の一部が薬液によって除去される。これにより、第1ビア電極23の一部が、バリア層17から突出する第1突出部23cとして形成される。また、第2ビア電極24の一部が、バリア層17から突出する第2突出部24cとして形成される。
次に、図7Jを参照して、薄膜抵抗35のベースとなるベース抵抗層124が、バリア層17の主面の上に形成される。ベース抵抗層124は、クロム珪化物を含む。ベース抵抗層124は、クロム珪化物の一例として、CrSi、CrSi2、CrSiNおよびCrSiOのうちの少なくとも1種を含んでいてもよい。ベース抵抗層124は、この形態では、CrSiからなる。ベース抵抗層124は、スパッタ法によって形成されてもよい。
次に、保護層40のベースとなるベース保護層125が、ベース抵抗層124の上に形成される。ベース保護層125は、酸化シリコンを含む。ベース保護層125は、CVD法によって形成されてもよい。
次に、ベース抵抗層124(CrSi)が結晶化される。ベース抵抗層124の結晶化工程は、ベース抵抗層124(CrSi)が結晶化する温度および時間でアニール処理する工程を含む。ベース抵抗層124は、400°以上600°以下の温度で、60分以上120分以下の間、加熱されてもよい。ベース抵抗層124の結晶化工程は、ベース抵抗層124の形成工程後、保護層40の形成工程に先立って実施されてもよい。
次に、図7Kを参照して、所定パターンを有するマスク126が、ベース保護層125の上に形成される。マスク126は、ベース保護層125において保護層40を形成すべき領域を被覆し、それ以外の領域を露出させる開口127を有している。次に、ベース保護層125の不要な部分が、マスク126を介するエッチング法によって除去される。これにより、保護層40が形成される。
次に、ベース抵抗層124の不要な部分が、マスク126および保護層40をマスクとするエッチング法によって除去される。これにより、薄膜抵抗35が形成される。マスク126は、その後、除去される。マスク126は、保護層40の形成工程後、薄膜抵抗35の形成工程に先立って除去されてもよい。
次に、図7Lを参照して、保護層40および薄膜抵抗35を被覆する第4絶縁層16が、バリア層17の上に形成される。第4絶縁層16は、CVD法によって形成されてもよい。
次に、図7Mを参照して、第1下側配線層41を露出させる第1ビアホール128および第2下側配線層42を露出させる第2ビアホール129が、第3絶縁層15、バリア層17および第4絶縁層16に形成される。
この工程は、まず、所定パターンを有するマスク130が、第4絶縁層16の上に形成される。マスク130は、第4絶縁層16において第1ビアホール128および第2ビアホール129を形成すべき領域を露出させる複数の開口131を有している。
次に、第3絶縁層15、バリア層17および第4絶縁層16の不要な部分が、マスク130を介するエッチング法によって除去される。これにより、第1ビアホール128および第2ビアホール129が第3絶縁層15、バリア層17および第4絶縁層16に形成される。マスク130は、その後、除去される。
次に、図7Nを参照して、第1ロングビア電極83および第2ロングビア電極84のベースとなるベース電極層132が、第4絶縁層16の上に形成される。ベース電極層132の形成工程は、第4絶縁層16の上からこの順にバリア層133および本体層134を形成する工程を含む。
バリア層133の形成工程は、第4絶縁層16の上からこの順にTi層およびTiN層を形成する工程を含む。Ti層およびTiN層は、スパッタ法によってそれぞれ形成されてもよい。本体層134の形成工程は、バリア層133の上にタングステン層を形成する工程を含む。タングステン層は、CVD法によって形成されてもよい。
次に、図7Oを参照して、ベース電極層132の除去工程が実施される。ベース電極層132は、第4絶縁層16が露出するまで除去される。ベース電極層132の除去工程は、研削によってベース電極層132を除去する工程を含んでいてもよい。
ベース電極層132の研削工程は、この形態では、研磨剤(砥粒)を用いたCMP法によって実施される。ベース電極層132の研削工程は、第4絶縁層16の主面の平坦化工程を含んでいてもよい。これにより、第1ロングビア電極83および第2ロングビア電極84が、第1ビアホール128内および第2ビアホール129内にそれぞれ形成される。
ベース電極層132の研削工程の後、第4絶縁層16の主面に付着した研磨剤(砥粒)が、薬液を用いた洗浄によって除去されてもよい。第4絶縁層16の一部は、薬液によって研磨剤(砥粒)と共に除去されてもよい。この場合、第1ロングビア電極83の一部は、第4絶縁層16から突出する突出部として形成されてもよい。また、第2ロングビア電極84の一部は、第4絶縁層16から突出する突出部として形成されてもよい。
次に、図7Pを参照して、第1上側配線層61および第2上側配線層62のベースとなる第2ベース配線層135が、第4絶縁層16の上に形成される。第2ベース配線層135の形成工程は、第4絶縁層16の上からこの順に第1バリア層136、本体層137および第2バリア層138を形成する工程を含む。
第1バリア層136の形成工程は、第4絶縁層16の上からこの順にTi層およびTiN層をこの順に形成する工程を含む。Ti層およびTiN層は、スパッタ法によってそれぞれ形成されてもよい。本体層137の形成工程は、第1バリア層136の上にAlCu合金層を形成する工程を含む。AlCu合金層は、スパッタ法によって形成されてもよい。
第2バリア層138の形成工程は、本体層137の上からこの順にTi層およびTiN層をこの順に形成する工程を含む。Ti層およびTiN層は、スパッタ法によってそれぞれ形成されてもよい。
次に、図7Qを参照して、所定パターンを有するマスク139が、第2ベース配線層135の上に形成される。マスク139は、外側領域7において第2ベース配線層135における第1上側配線層61および第2上側配線層62を形成すべき領域を被覆し、それ以外の領域を露出させる開口140を有している。
次に、第2ベース配線層135の不要な部分が、マスク139を介するエッチング法によって除去される。これにより、第2ベース配線層135が、第1上側配線層61および第2上側配線層62に分割される。また、これにより、配線回路形成層21および抵抗回路形成層22を含む絶縁積層構造12が、半導体層2の第1主面3の上に形成される。マスク139は、その後、除去される。
次に、図7Rを参照して、パッシベーション層106が、絶縁積層構造12の上に形成される。パッシベーション層106は、窒化シリコンを含む。パッシベーション層106は、CVD法によって形成されてもよい。
次に、図7Sを参照して、トリミング痕38が、薄膜抵抗35の所定の領域に形成される(図5参照)。この工程では、レーザ光照射法によって、薄膜抵抗35の一部が除去(トリミング)されることによって、薄膜抵抗35にトリミング痕38が形成される。これにより、薄膜抵抗35の抵抗値が所望の値に調整される。
次に、図7Tを参照して、樹脂層107となる感光性樹脂が、パッシベーション層106の上に塗布される。感光性樹脂は、ポリイミド、ポリアミドおよびポリベンゾオキサゾールのうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。感光性樹脂は、ポリイミドまたはポリベンゾオキサゾールからなることが好ましい。次に、感光性樹脂が、選択的に露光された後、現像される。これにより、第1パッド開口102および第2パッド開口103のベースとなる複数の開口141を有する樹脂層107が形成される。
次に、図7Uを参照して、パッシベーション層106の不要な部分が、樹脂層107を介するエッチング法によって除去される。これにより、第1上側配線層61および第2上側配線層62をそれぞれ露出させる第1パッド開口102および第2パッド開口103が形成される。以上を含む工程を経て、電子部品1が製造される。
≪第2実施形態≫
図8は、本開示の第2実施形態に係る電子部品150を示す図2相当の断面図である。以下では、上記第1実施形態に係る電子部品1に対して述べた構造に対応する構造については同一の参照符号を付して説明を省略する。
第2実施形態に係る電子部品150は、バリア層17が薄膜抵抗35の一部にのみ重なる構成を有する。バリア層17は、薄膜抵抗35の中央領域に重なる一方、薄膜抵抗35の端部領域には重なっていない。バリア層17は、第3絶縁層15の底面15dの上に形成されているが、第3絶縁層15の第1面15aには形成されていない。より具体的には、バリア層17は、第3絶縁層15の凹部15bに埋め込まれた部分のみを有していてもよく、第3絶縁層15の第1面15aは、バリア層17から露出している。これにより、薄膜抵抗35の一部は、第3絶縁層15の第1面15aに接している。
第3絶縁層15の第1面15aには、第4絶縁層16が接している。したがって、第1ビア電極23および第2ビア電極24は、第3絶縁層15に埋め込まれている。また、第1ロングビア電極83および第2ロングビア電極84は、第3絶縁層15および第4絶縁層16に埋め込まれている。
このような電子部品150によっても、バリア層17が第3絶縁層15に含まれる不純物の透過を阻害するため、薄膜抵抗35の表面抵抗が不純物の影響を受けにくくなる。その結果、薄膜抵抗35における表面抵抗の面内バラツキを低減することができる。
次に、本開示を実施したサンプルについて説明する。本開示は下記のサンプルによって限定されるものではない。図9は、サンプル3に係る電子部品160を示す図2相当の断面図である。図10は、薄膜抵抗35における表面抵抗Rsの面内バラツキを示すグラフである。
参考例は、バリア層17を有しておらず、第3絶縁層15に第4絶縁層16が積層された電子部品160である。サンプル1は、図2に示す第1実施形態に係る電子部品1に相当するものである。サンプル2は、図8に示す第2実施形態に係る電子部品150に相当するものである。
図10に示されるように、参考例では表面抵抗Rsの面内バラツキが100%を超えたのに対し、サンプル2では20%以下に抑えられ、サンプル1では10%以下に抑えられることが確認できた。
≪第3実施形態≫
図11は、本開示の第3実施形態に係る電子部品151を示す模式的な平面図であって、第1形態例に係る薄膜抵抗35が組み込まれた形態を示す平面図である。
電子部品1は、外側領域7に形成された1つの抵抗回路10(薄膜抵抗35)を含む。これに対して、図11を参照して、電子部品151は、外側領域7に形成された複数(2以上。この形態では4つ)の抵抗回路10(薄膜抵抗35)を含む。抵抗回路10(薄膜抵抗35)の個数は任意であり、機能デバイスの形態に応じて5つ以上形成されていてもよい。
複数の抵抗回路10(薄膜抵抗35)は、それぞれ、配線回路形成層21を介してデバイス領域6(機能デバイス)に電気的に接続されている。複数の抵抗回路10(薄膜抵抗35)は、それぞれ独立してデバイス領域6に電気的に接続されていてもよい。複数の抵抗回路10(薄膜抵抗35)のうちの少なくとも2つは互いに並列または直列に接続されていてもよい。
以上、電子部品151によっても、電子部品1に対して述べた効果と同様の効果を奏することができる。
第1実施形態に係る電子部品1、第2実施形態に係る電子部品150および第3実施形態に係る電子部品151は、図12に示される電気的構造を有していてもよい。図12は、第1実施形態に係る電子部品1および第2実施形態に係る電子部品151の第1形態例に係る電気的構造を示す回路図である。
図12を参照して、電子部品1,151は、演算増幅回路201を含む。演算増幅回路201は、正側電源端子202、負側電源端子203、非反転正側電源端子204、反転正側電源端子205、出力端子206、トランジスタTrA1~TrA14(半導体スイッチングデバイス)および抵抗RA1~RA4(受動デバイス)を含む。
正側電源端子202には、電源電圧VDDが入力される。負側電源端子203には、基準電圧VSSが入力される。基準電圧VSSは、グランド電圧であってもよい。非反転正側電源端子204には、非反転電圧VIN+が入力される。反転正側電源端子205には、反転電圧VIN-が入力される。演算増幅回路201は、非反転電圧VIN+および反転電圧VIN-の差電圧を増幅し、出力端子206から出力する。つまり、演算増幅回路201は、差動演算増幅回路である。
トランジスタTrA1~TrA14は、半導体層2においてデバイス領域6にそれぞれ形成されている。つまり、デバイス領域6に形成された機能デバイスは、トランジスタTrA1~TrA14によって形成された回路網を含む。トランジスタTrA1~TrA3,TrA7~TrA10は、それぞれp型MISFETからなる。トランジスタTrA4~TrA6,TrA11~TrA14は、それぞれn型MISFETからなる。
一方、抵抗RA1~RA4は、半導体層2において外側領域7に形成されている。抵抗RA1~RA4のうちの少なくとも1つまたは全部は、薄膜抵抗35によって形成されている。抵抗RA1~RA4は、電流値設定抵抗を形成し、電流増幅率を決定する。抵抗RA1~RA4は、配線回路形成層21(接続配線層96および接続ビア電極97)を介してトランジスタTrA1~TrA14によって形成された回路網に選択的に接続される。
トランジスタTrA1のゲートには、バイアス電圧Vb1が入力される。トランジスタTrA1のドレインは、正側電源端子202に接続されている。トランジスタTrA1のソースは、トランジスタTrA2のソースおよびトランジスタTrA3のソースに接続されている。トランジスタTrA2のゲートは、非反転正側電源端子204に接続されている。トランジスタTrA3のゲートは、反転正側電源端子205に接続されている。
トランジスタTrA4のゲートには、バイアス電圧Vb2が入力される。トランジスタTrA4のドレインは、トランジスタTrA5のソースおよびトランジスタTrA6のソースに接続されている。
トランジスタTrA4のソースは、負側電源端子203に接続されている。トランジスタTrA5のゲートは、非反転正側電源端子204に接続されている。トランジスタTrA6のゲートは、反転正側電源端子205に接続されている。
トランジスタTrA7のゲートは、トランジスタTrA8のゲートに接続されている。トランジスタTrA7のゲートおよびトランジスタTrA8のゲートには、バイアス電圧Vb3が入力される。トランジスタTrA7のソースは、抵抗RA1を介して正側電源端子202に接続されている。
トランジスタTrA7のドレインは、トランジスタTrA9のソースに接続されている。トランジスタTrA8のソースは、抵抗RA2を介して正側電源端子202に接続されている。トランジスタTrA8のドレインは、トランジスタTrA10のソースに接続されている。
トランジスタTrA9のゲートは、トランジスタTrA10のゲートに接続されている。トランジスタTrA9のゲートおよびトランジスタTrA10のゲートには、バイアス電圧Vb4が入力される。
トランジスタTrA9のドレインは、トランジスタTrA11のドレインに接続されている。トランジスタTrA10のドレインは、トランジスタTrA12のドレインに接続されている。
トランジスタTrA7のドレインおよびトランジスタTrA9のソースの接続部には、トランジスタTrA6のドレインが接続されている。トランジスタTrA8のドレインおよびトランジスタTrA10のソースの接続部には、トランジスタTrA5のドレインが接続されている。
トランジスタTrA11のゲートは、トランジスタTrA12のゲートに接続されている。トランジスタTrA11のゲートおよびトランジスタTrA12のゲートには、バイアス電圧Vb5が入力される。
トランジスタTrA11のソースは、トランジスタTrA13のドレインに接続されている。トランジスタTrA12のソースは、トランジスタTrA14のドレインに接続されている。
トランジスタTrA13のゲートは、トランジスタTrA14のゲートに接続されている。トランジスタTrA13のゲートおよびトランジスタTrA14のゲートは、トランジスタTrA11のドレインに接続されている。
トランジスタTrA13のソースは、抵抗RA3を介して負側電源端子203に接続されている。トランジスタTrA14のソースは、抵抗RA4を介して負側電源端子203に接続されている。
この形態では、演算増幅回路201がトランジスタTrA1~TrA6を含む例について説明した。しかし、トランジスタTrA1~TrA3を備えない演算増幅回路201が採用されてもよいし、トランジスタTrA4~TrA6を備えない演算増幅回路201が採用されてもよい。
第1実施形態に係る電子部品1、第2実施形態に係る電子部品150および第3実施形態に係る電子部品151は、図13に示される電気的構造を有していてもよい。図13は、第1実施形態に係る電子部品1、第2実施形態に係る電子部品150および第3実施形態に係る電子部品151の第2形態例に係る電気的構造を示す回路図である。
図13を参照して、電子部品1,151は、電流増幅型の定電流レギュレータ211を含む。定電流レギュレータ211は、正側電源端子212、負側電源端子213、出力端子214、トランジスタTrB1~TrB12(半導体スイッチングデバイス)、抵抗RB1~RB3(受動デバイス)およびコンデンサC(受動デバイス)を含む。
正側電源端子212には、電源電圧VDDが入力される。負側電源端子213には、基準電圧VSSが入力される。基準電圧VSSは、グランド電圧であってもよい。定電流レギュレータ211は、電源電圧VDDおよび基準電圧VSSの電位差に応じた定電流を出力端子214から出力する。
トランジスタTrB1~TrB12、抵抗RB1,RB3およびコンデンサCは、半導体層2においてデバイス領域6にそれぞれ形成されている。つまり、デバイス領域6に形成された機能デバイスは、トランジスタTrB1~TrB12、抵抗RB1,RB3およびコンデンサCによって形成された回路網を含む。
トランジスタTrB1~TrB4,TrB7は、それぞれn型MISFETからなる。トランジスタTrB5,TrB6は、それぞれnpn型BJTからなる。トランジスタTrB8~TrB12は、それぞれp型MISFETからなる。抵抗RB1,RB3は、それぞれポリシリコン抵抗によって形成されていてもよい。
抵抗RB2は、半導体層2において外側領域7に形成される。抵抗RB2は、薄膜抵抗35によって形成されている。抵抗RB2は、電流値設定抵抗を形成し、電流増幅率を決定する。抵抗RB2は、配線回路形成層21(接続配線層96および接続ビア電極97)を介してトランジスタTrB1~TrB12、抵抗RB1,RB3およびコンデンサCによって形成された回路網に選択的に接続される。
トランジスタTrB1のゲートは、トランジスタTrB2のゲートに接続されている。トランジスタTrB1のゲートおよびトランジスタTrB2のゲートは、トランジスタTrB1のドレインに接続されている。
トランジスタTrB1のドレインは、抵抗RB1を介して正側電源端子212に接続されている。トランジスタTrB1のソースは、負側電源端子213に接続されている。トランジスタTrB2のソースは、トランジスタTrB1のソースに接続されている。
トランジスタTrB3のゲートは、トランジスタTrB4のゲートに接続されている。トランジスタTrB3のゲートおよびトランジスタTrB4のゲートは、トランジスタTrB3のドレインに接続されている。
トランジスタTrB3のソースは、負側電源端子213に接続されている。トランジスタTrB2のドレインは、トランジスタTrB1のゲートおよびトランジスタTrB2のゲートに接続されている。トランジスタTrB4のソースは、負側電源端子213に接続されている。
トランジスタTrB5のベースは、トランジスタTrB6のベースに接続されている。トランジスタTrB5のベースおよびトランジスタTrB6のベースは、トランジスタTrB5のコレクタに接続されている。トランジスタTrB5のエミッタは、抵抗RB2を介して負側電源端子213に接続されている。トランジスタTrB6のエミッタは、負側電源端子213に接続されている。
トランジスタTrB7のゲートは、トランジスタTrB6のコレクタに接続されている。トランジスタTrB7のドレインは、トランジスタTrB2のドレインに接続されている。トランジスタTrB7のソースは、負側電源端子213に接続されている。
抵抗RB3は、コンデンサCとの間でRC直列回路215を形成している。RC直列回路215は、トランジスタTrB7のゲートおよび負側電源端子213の間に接続されている。
トランジスタTrB8~TrB12のゲートは、互いに接続されている。トランジスタTrB8~TrB12のゲートは、それぞれトランジスタTrB7のゲートに接続されている。トランジスタTrB8~TrB12のドレインは、それぞれ正側電源端子212に接続されている。
トランジスタTrB8のソースは、トランジスタTrB3のドレインに接続されている。トランジスタTrB9のソースは、トランジスタTrB5のコレクタに接続されている。トランジスタTrB10のソースは、トランジスタTrB6のコレクタに接続されている。
トランジスタTrB11のソースは、トランジスタTrB8,TrB9,TrB10,TrB12のゲートおよびトランジスタTrB7のドレインに接続されている。トランジスタTrB12のソースは、出力端子214に接続されている。
その他、請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
なお、本開示から、請求の範囲に記載した発明以外にも、以下のような特徴が抽出され得る。
[付記1]
不純物を含む第1絶縁層と、
前記第1絶縁層の上に形成された薄膜抵抗と、
前記薄膜抵抗と前記第1絶縁層との間の少なくとも一部に形成され、前記不純物の透過を阻害するバリア層とを含む、電子部品。
この構成によれば、バリア層が第1絶縁層に含まれる不純物の透過を阻害するため、第1絶縁層から薄膜抵抗への不純物の移動を抑制することができる。その結果、薄膜抵抗の表面抵抗が不純物の影響を受けにくくなるので、その表面抵抗の面内バラツキを低減することができる。
[付記2]
前記バリア層は、前記薄膜抵抗の全体に重なっている、付記1に記載の電子部品。
この構成によれば、薄膜抵抗の全体に亘って、第1絶縁層から薄膜抵抗への不純物の移動が抑制されるので、薄膜抵抗における表面抵抗の面内バラツキをより顕著に低減できる。
[付記3]
前記第1絶縁層は、第1面と、前記第1面に対して窪んだ凹部とを含み、
前記バリア層は、前記凹部に埋め込まれている、付記1または付記2に記載の電子部品。
[付記4]
前記バリア層は、前記凹部に埋め込まれた第1部分と、前記第1部分の上部から前記第1絶縁層の前記第1面に沿って形成された第2部分とを含む、付記3に記載の電子部品。
[付記5]
前記凹部は、底面と、前記底面と前記第1面とを繋ぐ傾斜面とを有している、付記3または付記4に記載の電子部品。
[付記6]
前記不純物は、Arを含む、付記1~付記5のいずれか一項に記載の電子部品。
この構成によれば、不活性ガスにArを用いて第1絶縁層を形成でき、かつ、その第1絶縁層の上に、表面抵抗の面内バラツキが低減された薄膜抵抗を形成することができる。
[付記7]
前記第1絶縁層の上に形成され、前記薄膜抵抗を覆う第2絶縁層と、
前記第1絶縁層に埋め込まれて、前記薄膜抵抗の第1端部に接する第1ビア電極と、
前記第1絶縁層に埋め込まれて、前記薄膜抵抗における前記第1端部と反対側の第2端部に接する第2ビア電極とをさらに含む、付記1~付記6のいずれか一項に記載の電子部品。
[付記8]
前記薄膜抵抗に対して前記第1絶縁層側の領域に形成され、前記第1ビア電極に電気的に接続された第1下側配線層と、
前記薄膜抵抗に対して前記第1絶縁層側の領域に形成され、前記第2ビア電極に電気的に接続された第2下側配線層とをさらに含む、付記7に記載の電子部品。
[付記9]
前記薄膜抵抗は、前記第1下側配線層および前記第2下側配線層に直列接続されている、付記8に記載の電子部品。
[付記10]
前記第2絶縁層の上に形成され、前記第1下側配線層に電気的に接続された第1上側配線層と、
前記第2絶縁層の上に形成され、前記第2下側配線層に電気的に接続された第2上側配線層とをさらに含む、付記8または付記9に記載の電子部品。
[付記11]
前記薄膜抵抗は、前記第1上側配線層および前記第2上側配線層に直列接続されている、付記10に記載の電子部品。
[付記12]
前記第1上側配線層は、平面視において前記薄膜抵抗から離間しており、
前記第2上側配線層は、平面視において前記薄膜抵抗から離間している、付記10または付記11に記載の電子部品。
[付記13]
前記第1上側配線層は、最上配線層を形成し、
前記第2上側配線層は、最上配線層を形成している、付記10~付記12のいずれか一項に記載の電子部品。
[付記14]
前記第1上側配線層は、前記第1下側配線層の厚さ以上の厚さを有している、付記10~付記13のいずれか一項に記載の電子部品。
[付記15]
前記第2上側配線層は、前記第2下側配線層の厚さ以上の厚さを有している、付記10~付記14のいずれか一項に記載の電子部品。
[付記16]
前記第1絶縁層および前記第2絶縁層を貫通して埋め込まれ、前記第1下側配線層および前記第1上側配線層に電気的に接続された第1ロングビア電極と、
前記第1絶縁層および前記第2絶縁層を貫通して埋め込まれ、前記第2下側配線層および前記第2上側配線層に電気的に接続された第2ロングビア電極とをさらに含む、付記10~付記15のいずれか一項に記載の電子部品。
[付記17]
前記薄膜抵抗は、平面視において前記第1ロングビア電極および前記第2ロングビア電極を結ぶ直線上に位置している、付記16に記載の電子部品。
[付記18]
前記第1ロングビア電極は、前記薄膜抵抗に対して前記第1下側配線層側に位置する第1下側部分、および、前記薄膜抵抗に対して前記第1上側配線層側に位置し、前記第1下側部分の長さ以上の長さを有する第1上側部分を有している、付記16または付記17に記載の電子部品。
[付記19]
前記第2ロングビア電極は、前記薄膜抵抗に対して前記第2下側配線層側に位置する第2下側部分、および、前記薄膜抵抗に対して前記第2上側配線層側に位置し、前記第2下側部分の長さ以上の長さを有する第2上側部分を有している、付記16~付記18のいずれか一項に記載の電子部品。
[付記20]
前記第1上側配線層および前記第2上側配線層を被覆し、前記第1上側配線層を露出させる第1パッド開口および前記第2上側配線層を露出させる第2パッド開口を有する絶縁層をさらに含む、付記16~付記19のいずれか一項に記載の電子部品。
[付記21]
前記絶縁層は、平面視において前記第1上側配線層および前記第1ロングビア電極の接続部を被覆している、付記20に記載の電子部品。
[付記22]
前記絶縁層は、平面視において前記第2上側配線層および前記第2ロングビア電極の接続部を被覆している、付記20または付記21に記載の電子部品。
[付記23]
前記第1ビア電極は、前記第1絶縁層の主面に対して前記第2絶縁層に向けて突出した第1突出部を有しており、
前記薄膜抵抗は、前記第1ビア電極の前記第1突出部を被覆している、付記7~付記22のいずれか一項に記載の電子部品。
[付記24]
前記第2ビア電極は、前記第1絶縁層の主面に対して前記第2絶縁層に向けて突出した第2突出部を有しており、
前記薄膜抵抗は、前記第2ビア電極の前記第2突出部を被覆している、付記7~付記23のいずれか一項に記載の電子部品。
[付記25]
主面を有する半導体層をさらに含み、
前記第1絶縁層は、前記半導体層の主面の上に形成されている、付記1~付記24のいずれか一項に記載の電子部品。
[付記26]
前記半導体層は、機能デバイスが形成されたデバイス領域および前記デバイス領域外の外側領域を含み、
前記薄膜抵抗は、平面視において前記外側領域に形成されている、付記25に記載の電子部品。
[付記27]
前記薄膜抵抗は、CrSi、TaNまたはTiNのうちの少なくとも1つを含む金属薄膜からなる、付記1~付記26のいずれか一項に記載の電子部品。
[付記28]
不活性ガスを用いたスパッタリングによって下側配線層を形成する工程と、
前記下側配線層を覆うように第1絶縁層を形成する第1工程と、
前記第1絶縁層に含まれる前記不活性ガスの成分の透過を阻害するバリア層を前記第1絶縁層の上に形成する第2工程と、
前記バリア層の上に、前記バリア層に少なくとも一部が重なるように薄膜抵抗を形成する第3工程とを含む、電子部品の製造方法。
この方法によれば、スパッタリングにより下側配線層を形成すると、不活性ガスに含まれる不純物が下側配線層に不純物として残留し、その不純物が第1工程で形成された第1絶縁層に含まれるようになる。しかし、第2工程で形成したバリア層がその不純物の透過を阻害するため、第3工程で形成した薄膜抵抗への不純物の移動を抑制できる。その結果、薄膜抵抗の表面抵抗が不純物の影響を受けにくくなるので、その表面抵抗の面内バラツキを低減できることとなる。
[付記29]
前記下側配線層は、第1下側配線層と、前記第1下側配線層との間の所定の領域を挟んで形成された第2下側配線層とを含み、
前記第1工程では、前記所定の領域上に凹部を有するように前記第1絶縁層が形成され、
前記第2工程では、前記バリア層が前記凹部に埋め込まれるように形成され、
前記第3工程では、前記薄膜抵抗が、前記凹部に埋め込まれた前記バリア層上に形成される、付記28に記載の電子部品の製造方法。
[付記30]
前記第1工程は、HDP-CDV(High Density Plasma Chemical Vapor Deposition)によって前記第1絶縁層を形成する工程を含み、
前記第2工程は、TEOSガスを用いたP-CDV(Plasma Chemical Vapor Deposition)によって前記バリア層を形成する工程を含む、付記28または付記29に記載の電子部品の製造方法。
本出願は、2020年3月3日に日本国特許庁に提出された特願2020-036117号に対応しており、この出願の全開示はここに引用により組み込まれるものとする。
1 電子部品
2 半導体層
3 第1主面
6 デバイス領域
7 外側領域
17 バリア層
17a 第1部分
17b 第2部分
15 第3絶縁層
15a 第1面
15b 凹部
15c 領域
15d 底面
15e 傾斜面
16 第4絶縁層
23 第1ビア電極
23c 第1ビア電極の第1突出部
24 第2ビア電極
24c 第2ビア電極の第2突出部
35 薄膜抵抗
35a 第1端部
35b 第2端部
41 第1下側配線層
42 第2下側配線層
61 第1上側配線層
62 第2上側配線層
83 第1ロングビア電極
83c 第1ロングビア電極の下側部分
83d 第1ロングビア電極の上側部分
84 第2ロングビア電極
84c 第2ロングビア電極の下側部分
84d 第2ロングビア電極の上側部分
101 最上絶縁層
102 第1パッド開口
103 第2パッド開口
150 電子部品
151 電子部品
TL1 第1配線厚さ
TL2 第2配線厚さ

Claims (19)

  1. 不純物を含む第1絶縁層と、
    前記第1絶縁層の上に形成された薄膜抵抗と、
    前記薄膜抵抗と前記第1絶縁層との間の少なくとも一部に形成され、前記不純物の透過を阻害するバリア層とを含み、
    前記第1絶縁層は、第1面と、前記第1面に対して窪んだ凹部とを含み、
    前記バリア層は、前記凹部に埋め込まれている、電子部品。
  2. 前記バリア層は、前記薄膜抵抗の全体に重なっている、請求項1に記載の電子部品。
  3. 前記バリア層は、前記凹部に埋め込まれた第1部分と、前記第1部分の上部から前記第1絶縁層の前記第1面に沿って形成された第2部分とを含む、請求項1または2に記載の電子部品。
  4. 前記凹部は、底面と、前記底面と前記第1面とを繋ぐ傾斜面とを有している、請求項1~3のいずれか一項に記載の電子部品。
  5. 前記不純物は、Arを含む、請求項1~のいずれか一項に記載の電子部品。
  6. 前記第1絶縁層の上に形成され、前記薄膜抵抗を覆う第2絶縁層と、
    前記第1絶縁層に埋め込まれて、前記薄膜抵抗の第1端部に接する第1ビア電極と、
    前記第1絶縁層に埋め込まれて、前記薄膜抵抗における前記第1端部と反対側の第2端部に接する第2ビア電極とをさらに含む、請求項1~のいずれか一項に記載の電子部品。
  7. 前記薄膜抵抗に対して前記第1絶縁層側の領域に形成され、前記第1ビア電極に電気的に接続された第1下側配線層と、
    前記薄膜抵抗に対して前記第1絶縁層側の領域に形成され、前記第2ビア電極に電気的に接続された第2下側配線層とをさらに含む、請求項に記載の電子部品。
  8. 前記薄膜抵抗は、前記第1下側配線層および前記第2下側配線層に直列接続されている、請求項に記載の電子部品。
  9. 前記第2絶縁層の上に形成され、前記第1下側配線層に電気的に接続された第1上側配線層と、
    前記第2絶縁層の上に形成され、前記第2下側配線層に電気的に接続された第2上側配線層とをさらに含む、請求項またはに記載の電子部品。
  10. 前記薄膜抵抗は、前記第1上側配線層および前記第2上側配線層に直列接続されている、請求項に記載の電子部品。
  11. 前記第1上側配線層は、平面視において前記薄膜抵抗から離間しており、
    前記第2上側配線層は、平面視において前記薄膜抵抗から離間している、請求項または10に記載の電子部品。
  12. 前記第1上側配線層は、最上配線層を形成し、
    前記第2上側配線層は、最上配線層を形成している、請求項9~11のいずれか一項に記載の電子部品。
  13. 前記第1上側配線層は、前記第1下側配線層の厚さ以上の厚さを有している、請求項9~12のいずれか一項に記載の電子部品。
  14. 前記第2上側配線層は、前記第2下側配線層の厚さ以上の厚さを有している、請求項9~13のいずれか一項に記載の電子部品。
  15. 前記第1絶縁層および前記第2絶縁層を貫通して埋め込まれ、前記第1下側配線層および前記第1上側配線層に電気的に接続された第1ロングビア電極と、
    前記第1絶縁層および前記第2絶縁層を貫通して埋め込まれ、前記第2下側配線層および前記第2上側配線層に電気的に接続された第2ロングビア電極とをさらに含む、請求項9~14のいずれか一項に記載の電子部品。
  16. 前記薄膜抵抗は、平面視において前記第1ロングビア電極および前記第2ロングビア電極を結ぶ直線上に位置している、請求項15に記載の電子部品。
  17. 前記第1ロングビア電極は、前記薄膜抵抗に対して前記第1下側配線層側に位置する第1下側部分、および、前記薄膜抵抗に対して前記第1上側配線層側に位置し、前記第1下側部分の長さ以上の長さを有する第1上側部分を有している、請求項15または16に記載の電子部品。
  18. 前記第2ロングビア電極は、前記薄膜抵抗に対して前記第2下側配線層側に位置する第2下側部分、および、前記薄膜抵抗に対して前記第2上側配線層側に位置し、前記第2下側部分の長さ以上の長さを有する第2上側部分を有している、請求項15~17のいずれか一項に記載の電子部品。
  19. 前記第1上側配線層および前記第2上側配線層を被覆し、前記第1上側配線層を露出させる第1パッド開口および前記第2上側配線層を露出させる第2パッド開口を有する絶縁層をさらに含む、請求項15~18のいずれか一項に記載の電子部品。
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