JPH0294555A - トリミング抵抗体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、薄膜又は厚膜集積回路のトリミング抵抗体に
関するもので、特にレーザ光を用いファンクショナルト
リミングを行なうためのトリミング抵抗体に使用される
。

（従来の技術） 近年半導体集積回路及び混成集積回路においては、高精
度の出力特性を得るための手段として、ファンクショナ
ルトリミング（Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　Ｔｒｉトｉｎｇ
）　　が脚光を浴びている。

レーザ光によるトリミングは光を使用するため、被トリ
ミング材と電気的に非接触で行なうことができる。　従
って回路の出力特性を決定する主要な因子が例えば抵抗
の場合には、その抵抗値を迩切な初期値に設定しておき
、回路を動作状態にして、その出力特性を測定しながら
、レーザ光により抵抗体を切断或いは加工して、目標と
する特性が得られるまで抵抗値を調整することが可能で
、高精度の出力特性を得ることができる。　このような
方法はファンクショナルトリミングと呼ばれる。

−ａ的にファンクショナルトリミングにより抵抗体の抵
抗値を変化させる方法としては、大別して第５図及び第
６図に示すような２つの方法がある。

第５図に示す方法は、トリミング抵抗体に溝加工を施し
、抵抗値を変化させる方法である。　同図において符号
１及び１′は電極、符号２は抵抗膜である。　レーザ光
に上り消３を矢印方向に加エしてゆくと、″１極１，１
′間に走る電気力線の密度と向きが変化し、その結果、
電極１，１′間の抵抗値が変わる。

他の１つの方法は、第６図に示すいわゆる回路網切断の
方法である。　同図は抵抗回路網が梯子状に形成された
トリミング抵抗体の例である。

抵抗ｗＡ４のうち並列に接続された抵抗膜４ａをレーザ
光により順次切断してゆくと、電極３及び３′からみた
合成抵抗値が変化する。　この場合も電極３．３′間に
走る電気力線の密度と方向が変わることは第５図と同様
であるが、並列抵抗膜４ａを抵抗回路網から実効的に取
りはずして抵抗値を変化させると考えてもよい。

第５図に示す抵抗膜に溝加工を施し、その抵抗値を調整
する方法は、最も一般的に用いられている方法である。

　しかしこの方法における最大の問題点は抵抗値の経時
変化の問題である。　レーザ光により溝加工を行ったと
き、加工した切欠き部に微小な亀裂（以下マイクロクラ
ックという）３ａが発生することはよく知られた事実で
ある。

このマイクロクラックは、製品となった後の熱或いは機
械的圧力により更に成長したり、又はマイクロクラック
への吸湿等が生じ、マイクロクラック部分の電気力線の
分布状況が変化し、これにより抵抗値が経時変化を起こ
す、　ファンクショナルトリミングによる高精度出力調
整を行なう回路においては、抵抗値の経時変化は致命的
な問題となる場合が多い。

一方第６図に示すいわゆる回路網の切断による方法では
、切断された抵抗は、実効的に回路網から取りはずされ
るので、その並列抵抗膜には電流は流れない。　従って
たとえ切断部にマイクロクラックが発生しても、このト
リミング抵抗体の抵抗値に経時変化が起きることはない
、　しかしこの方法には別の問題点が内在する。　これ
について第７図を参照して説明する。　同図（ａ）は第
６図と同じくトリミング抵抗回路、ｌＩｉ！（トリミン
グ抵抗体）を上から見た状態である。　　トリミング抵
抗体の上部には通常保護ＷＡ５が形成される。

並列抵抗Ｍ４ａを切断する場合、この保護膜を通してレ
ーザ光を照射すると、レーザ光の一部が保護膜に吸収さ
れるため、レーザ光を照射する領域は保護膜を除去して
開口部５１を設けておく必要がある。　同図（ｂ）は、
同図（ａ　）のｘ−ｘ’線に沿った開口部５１の部分断
面図である。　半導体基板７の酸化膜８上に並列抵抗膜
４ａが形成されている。　保護膜を除去した場合、抵抗
膜４ａ下部の酸化膜８も一部エッチングされ、符号５２
で示すように抵抗膜４ａ直下にくぼみが発生する。　こ
の状態でレーザトリミングを行なった場合、レーザ光で
抵抗膜が溶断した直後、この酸化膜の段差部にレーザ光
が当たり、この段差によリレーザ光は屈折及び回折し、
レーザ光の照射強度分布に局部的に強い領域が発生し、
下地のシリコン基板７に損傷を与えることがある。　又
保護膜の除去用或いは配線電極バターニング用のエツチ
ング液が前記くぼみに残留し、高信頼性の製品を提供す
る上での弊害になるという問題点があった。

（発明が解決しようとする課題） 抵抗体の抵抗値を変化させる従来技術のうち抵抗膜に溝
加工を施す方法は、抵抗膜の電流通路にマイクロクラッ
クが発生し、抵抗値が経時変化を起こすという課題があ
る。　又従来技術の抵抗回路網切断の方法では、切断時
基板に損傷を与えたり、或いは保護膜除去等のエツチン
グ液の残留による信顆性低下の課題がある。

本発明の目的は、従来技術における課題、即ちマイクロ
クラックによる抵抗値の経時変化、下地シリコン基板へ
の損傷及びエツチング液の残留による信頼性の低下とい
う課題を解決できるトリミング抵抗体を提供することで
ある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明のトリミング抵抗体は、　基板主面の絶縁層上に
形成された高抵抗率の高抵抗膜と、　該高抵抗膜の抵抗
回路網パターンに対応する領域に、断電の処理例えば不
純物添加、光照射等の処理を施して形成される低抵抗領
域とを有し、　該低抵抗領域を切断して合成抵抗値を調
整することを特徴とするトリミング抵抗体である。

（作用） 本発明のトリミング抵抗体の合成抵抗値は、主として低
抵抗領域である例えば第１図に示す低抵抗領域パターン
により決められる。　又合成抵抗値の調整は、レーザ光
により低抵抗領域の一部を順次切断して行なわれる。　
切断部に近接する低抵抗領域部分には切断後には電流が
流れないように低抵抗領域パターンは形成されるので、
切断部分にマイクロクラックが発生しても、切断後の合
成抵抗値には影響はなく、従って合成抵抗値の経時変化
もない。

又本発明のトリミング抵抗体のＷ４造では、低抵抗領域
の一部を順次切断するとき、被切断部分に直接レーザ光
を照射することが望ましい、　このためこの部分の保護
膜が除去され、開口部が形成される。　除去される保護
膜は、低抵抗領域を含む高抵抗膜上の保護膜に限られる
ので、従来方法における低抵抗領域直下の絶縁膜の段差
又はくぼみは、本発明では形成されない、　従って下地
シリコン基板の損傷又はエツチング液の残留等の従来技
術の課題は解決される。

（実施例） 本発明のトリミング抵抗体の実施例として、抵抗膜にポ
リシリコンを使用した場合を例にあげ、以下説明する。

　第１図及び第２図は、保護膜等を含めた上記トリミン
グ抵抗体の模式的平面図及びｘ−ｘ’線に沿った部分断
面図である。　半導体基板２７の主面に絶縁層（酸化膜
）２８が形成され、酸化［２８上に高抵抗率の高抵抗膜
、即ち不純物を含まないポリシリフンから成る高抵抗膜
２２が形成されている。　高抵抗膜２２の一部分、即ち
梯子状パターン領域には選択的にボロン（Ｂ）が添加さ
れ、これにより該領域の抵抗率は減少し、低抵抗領域２
４が形成される。　トリミング抵抗体は上記高抵抗膜２
２と低抵抗領域２４とから成り、その合成抵抗即ち電極
２３及び２３′間の抵抗値は、低抵抗領域２４の並列低
抵抗領域２４ａを順次切断して調整できる。　なお高抵
抗膜２２と低抵抗領域２４上には保護ＪＩｉ２１（第１
図の波線で囲まれた領域）が設けられるが、レーザ光に
より切断される並列低抵抗領域２４ａの被切断部分に、
直接レーザ光を照射することが望ましく、このなめこの
部分の保護膜が除去され、開口部２１ａが設けられる。

第４図は、第１図に示すトリミング抵抗体及び保護膜等
の製造工程の概要を説明するための折れ線Ａ−Ｂ−Ｃ−
Ｄ　（第１図参照）に沿った模式的断面図である。　第
４図（ａ　）において、まずトランジスタ等の能動領域
に不純物拡散等を行ない、主面上に酸化膜２８を設けた
半導体基板２７を用意する。　次に不純物を含まない高
抵抗率のポリシリコン膜２２を、ＣＶＤ法により酸化Ｍ
２Ｓ上に、厚さ０．数μｍ例えば０．４５μｌ堆積する
。　次にホトレジスト技術を用いて、高抵抗膜２２内に
レジスト２９をマスクとしイオン注入法によりボロンを
選択的に添加して、所要の低抵抗率を持つ梯子状の低抵
抗領域２４を形成する。　不純物の拡散深さは酸化ｐＡ
２８に達する深さであっても又これより浅くてもよい、
　本実施例では低抵抗領域２４の基板主面方向の幅は約
１０μｌ、シート抵抗１００〜５００Ω／口とした。　
なお高抵抗膜２２に、ＣＶＤｌ１ｉ　（ＢＧＧ膜）を介
して不純物を添加する場合は、低抵抗領域を含む高抵抗
ＪＩＩ２２上に予め酸化膜を形成した後、高抵抗領域に
前記酸化膜を残しておいて、不純物を添加すればよい。

次に第４図（ｂ）において、酸化シリコンから成るＣＶ
ＤＩＩ！３０を形成、光蝕刻法によりＣＶＤ膜３０をエ
ツチングして電極用開口２３ａ、２３’ａ及びレーザ照
射用の開口部２１ａを形成する。

次に第４図（Ｃ）において、電極配線のためＡＩを蒸着
した後、光蝕刻法を用いウェットエツチングにより電極
２３．２３’を形成する。　第４図（ｄ）におイテ、Ｃ
ＶＤ法により保護＊（ＳｉＮ膜）２１を形成し、選択的
に保護膜をエツチングしてレーザ光照射用の開口部２１
ａを得る。

上記のように形成されたトリミング抵抗体では、不臓物
を含まないポリシリコンから成る高抵抗膜の抵抗率は非
常に大きく、電極２３．２３’間の実効的な合成抵抗値
は、不純物を添加された低抵抗領域２４の抵抗率とその
パターン形状によって決定され、等価的には第３図に示
す抵抗回路網で表わされる。　なお矢印はレーザトリミ
ング方向を示す。

このトリミング抵抗体では、開口部２１ａに露出する並
列低抵抗領域２４ａに直接レーザ光を照射して、該領域
２４ａ部分を切断し、電ｆＦｆ１２３゜２３′間の合成
抵抗値を調整する。　従って切断部に第５図３ａで示す
ようなマイクロクラックが発生しても、切断された並列
低抵抗領域２４ａは１、この抵抗回路網から除去される
と考えられるので、このマイクロクラックは、切断後に
おけるトリミング抵抗体の合成抵抗値に影響を与えない
、　これによりマイクロクラックの成長による抵抗の経
時変化もない。

上記構造のトリミング抵抗体では、不純物を含まないポ
リシリコンの高抵抗膜内に低抵抗膜が形成されているの
で、ＡＩＷＡ又は保護膜（Ｓｉ　Ｎ膜等）形成後、開口
部を形成するためＡ１．Ｍ又は保護膜を除去する場合、
除去される膜はすべてポリシリコン抵抗膜上に形成され
ている。　従って前述のように従来技術で見られた並列
低抵抗膜直下の酸化膜にくぼみが生ずることはない。　
レーザ光で低抵抗領域を切断するとき、くぼみの段差部
を照射するレーザ光により下地のシリコン基板が損傷し
たり或いはくぼみにエツチング液が残留して信頼性の低
下をもたらすという従来技術の課題は解決される。

本実施例では、トリミング抵抗体は半導体基板の酸化膜
上に形成されたものであるが、セラミック等の絶縁基板
上に形成されたものであっても差支えない。

又、高抵抗膜の抵抗率が低抵抗領域の抵抗率の約１００
０倍以上であれば必ずしも高抵抗膜に不純物を含まない
ポリシリコン膜を使用しなくてもよい。

切断後のトリミング抵抗体を流れる電流通路がマイクロ
クラックの成長によって実質的に妨げられない場合には
、前記抵抗率の比を１０００倍以下にすることも可能で
ある。

本実施例では、トリミング抵抗体の抵抗回路網が梯子状
に形成された場合について述べたが、例えばトリミング
抵抗膜を含む並列抵抗回路を複数組直列接続した回路網
等その他の形状の抵抗回路網にも本発明は適用できるこ
とは勿論である。

又本実施例で、高抵抗のポリシリコン膜に不純物を選択
的に添加し、添加した領域の抵抗率を低抵抗率に変換し
て低抵抗領域を形成したが、本発明はこれに限定されな
い、　例えば高抵抗膜に選択的に光照射を行ない、照射
された部分の抵抗率を低抵抗率に変換して低抵抗領域を
形成することも可能である。

［発明の効果］ 前述のように本発明のトリミング抵抗体は、高抵抗膜内
に低抵抗領域を設けたので、保護膜の開口等の工程で、
開口部の低抵抗領域直下の絶縁層にくぼみは形成されな
い、　これにより従来技術における下地シリコン基板へ
の損傷及びエツチング液の残留による信頼性の低下とい
う課題は解決される。　又本発明のトリミング抵抗体の
合成抵抗値は、切断後電流通路とならない低抵抗領域部
分を切断して調整されるので、切断部にたとえマイクロ
クラックが発生し成長しても、その後の合成抵抗値には
影響を与えず、従って合成抵抗値の経時変化は起こらな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明のトリミング抵抗体の平面
図及び部分断面図、第３図は該トリミング抵抗体の電気
等価回路図、第４図は該トリミング抵抗体の製造工程を
説明するための断面図、第５図は従来のトリミング抵抗
体の平面図、第６図は他の従来のトリミング抵抗体の平
面図、第７図（ａ　）及び（ｂ　’）は従来技術の課題
を説明するための第６図に示すトリミング抵抗体のそれ
ぞれ平面図及び部分断面図である。 ３ａ・・・マイクロクラック、　２１・・・保護膜、２
１ａ・・・開口部、　２２・・・高抵抗膜、　２３゜２
３′・・・電極、　２４・・・低抵抗領域、　２４ａ・
・・並夕４低抵抗領域、　２７・・・半導体基板、　２
８・・・絶縁層、　２９・・・レジスト、　３０・・・
ＣＶＤＷＡ。 第 図 第 図 第 図 （ａ） （ｂ） 第 図 ４ａ 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　基板主面の絶縁層上に形成された高抵抗率の高抵抗
   膜と、該高抵抗膜に所定の処理を選択的に施し低抵抗率
   に変換した低抵抗領域とを有し、該低抵抗領域を切断し
   て合成抵抗値を調整することを特徴とするトリミング抵
   抗体。