JPH0689974A - 抵抗体と、その抵抗値および温度係数とを設定する方法 - Google Patents

抵抗体と、その抵抗値および温度係数とを設定する方法

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JPH0689974A
JPH0689974A JP23977292A JP23977292A JPH0689974A JP H0689974 A JPH0689974 A JP H0689974A JP 23977292 A JP23977292 A JP 23977292A JP 23977292 A JP23977292 A JP 23977292A JP H0689974 A JPH0689974 A JP H0689974A
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JP
Japan
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resistor
layer
temperature coefficient
nicr
temperature
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JP23977292A
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English (en)
Inventor
Masaaki Kawamura
雅明 川村
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】抵抗体の抵抗値とその温度係数を任意値に適宜
設定することができるようにする。 【構成】抵抗体11は基板12上に、例えばNiCrを
蒸着して薄膜の抵抗体層13を形成する。この抵抗体層
13の一部にAl2 3 等の高融点絶縁性化合物を蒸着
してNiCr層中にAl2 3 を拡散して拡散層13b
を形成する。抵抗体層13の一部a,bをレーザ光等に
より微細トリミングすることにより、抵抗体11全体と
しての抵抗値とその温度係数とを共に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はモノリシックやハイブリ
ッド等の集積回路用半導体装置に好適な抵抗体に係り、
特に、一層の抵抗体層の温度係数を適宜任意値に設定し
得る抵抗体と、その抵抗値および温度係数とを設定する
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、モノリシックやハイブリッドIC
(集積回路)等の抵抗体の一例としては図6に示すもの
がある。この抵抗体1はシリコンやセラミックス等より
成る基板2上に、1層または2層以上の抵抗体層3を形
成し、その両端部上に、左右一対の電極4a,4bを積
層して電気的に接続している。
【0003】この抵抗体1が1層の薄膜より成る場合
は、例えばNiCr−Si(数%)、またはNiCr−
Al(数%)を真空蒸着またはスパッタ等によりあるい
はTaNxをスパッタリングにより基板2上に形成すること
により構成されており、その温度係数はNi−Cr−S
iまたはAlあるいはTaNx等の組成比や蒸着あるい
はスパッタリング条件(基板2の種類、温度、真空度、
2 濃度、蒸着速度)、アニール条件(雰囲気、温度、
時間)により決められる。また、この抵抗体1が2層の
薄膜の場合は絶縁物層を間に挟み、正負の異なる抵抗体
層、例えばNiCr系とTaNxとを順次堆積させ、各々の
膜厚を制御し、さらに精密に全体の温度係数を制御する
ことにより決められる。
【0004】一方、抵抗体1が厚膜より成る場合は、そ
の温度係数が抵抗ペーストの組成比(RuO2 とバイン
ダー)や焼成条件(雰囲気、温度、時間)で決められ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】つまり、従来の抵抗体
1では、薄膜、厚膜のいずれであっても、成膜後はただ
1つの温度係数しか持たないので、同一基板2上の複数
の抵抗体1毎に個々に温度係数を持たせることができな
い。しかも、これらの温度係数を精密に再現性よく制御
することは、たとえ2層以上の抵抗体層を用いる場合も
決して容易ではない。
【0006】したがって、これらの複数の抵抗体1を組
み込むICを使用する場合には、用途等に応じて各抵抗
体1の温度係数を精密な任意値に適宜設定することがで
きないという不都合がある。
【0007】そこで本発明はこのような事情を考慮して
なされたもので、その目的は抵抗値の温度係数を任意値
に適宜設定することができる抵抗体と、その抵抗値およ
び温度係数とを同時に設定する方法を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、一般にNiC
rにより薄膜抵抗体を形成した場合には、その抵抗値が
正の温度係数を持つが、このNiCrの薄膜抵抗体の少
なくとも一部中に、酸化アルミ(Al2 3 )を拡散さ
せると、その抵抗体全体の温度係数を負の方向へ移行さ
せることができるという新しい知見に着目してなされた
ものであり、次のように構成される。
【0009】本願の請求項1に記載の発明(以下、第1
の発明という)は、抵抗体層の少なくとも一部中に、不
純物を部分拡散させてなることを特徴とする。
【0010】また、本願の請求項2に記載の発明(以
下、第2の発明という)は、不純物は、抵抗体層中で拡
散したときに、この抵抗体層と正負が逆の温度係数を示
すものであることを特徴とする。
【0011】さらに、本願の請求項3に記載の発明(以
下、第3の発明という)は、抵抗体層がNiCrよりな
り、不純物がAl2 3 よりなることを特徴とする。
【0012】さらにまた、本願の請求項4に記載の発明
(以下、第4の発明という)は、請求項1〜3のいずれ
かに記載の抵抗体を部分的にトリミングすることによ
り、この抵抗体の抵抗値とその温度係数とを共に設定す
ることを特徴とする。
【0013】
【作用】〈第1の発明〉抵抗体層の少なくとも一部中に
真空蒸着により高融点不純物を堆積し、引き続くアニー
ルにより、抵抗体深部に不純物を拡散させる。不純物の
堆積量と最終的な内部拡散量とは強い相関を持つため、
堆積量を制御することで内部へ拡散される量を決めるこ
とができるが、真空蒸着によればこの堆積量は比較的高
精度に設定できる。このように抵抗体層に不純物を部分
拡散することにより、抵抗体全体の温度係数を、抵抗体
本来の温度係数から不純物を適当に含む抵抗体の温度係
数まで連続した温度係数を持たせることができる。
【0014】したがって、例えば1枚の基板上に形成し
た複数の抵抗体の温度係数を、使用温度条件に種々対応
させた値に適宜設定することができる。
【0015】〈第2の発明〉不純物を含んだ抵抗体の温
度係数を初期の抵抗体層の温度係数と正負逆の特性を示
すようにできるので、不純物の拡散量を適宜制御するこ
とにより、抵抗体全体としての温度係数をゼロまたは負
にすることができ、しかも、この値は拡散量により連続
的に変えることができる。
【0016】〈第3の発明〉抵抗体層としてNiCrを
採用すれば、これは正の温度特性を有し、さらに不純物
としてAl2 3 を採用すれば、これには抵抗体層中に
拡散されると、抵抗体に負の温度係数を持たせられるの
で、前記第2の発明と同様に、抵抗体全体の温度係数を
ゼロまたは負に近付けることができる。
【0017】したがって、この抵抗体を含む回路の温度
依存性を低減して温度に対する安定性を高めることがで
きる。
【0018】〈第4の発明〉第1〜第3の発明のいずれ
かの抵抗体の一部を単にトリミングすることにより、そ
の抵抗値とその温度係数とを共に、任意値に適宜設定す
ることができるので、抵抗値と温度係数とを共に簡単か
つ迅速に設定することができる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0020】図1は本願第1〜第4の発明を含む一実施
例の斜視図、図2はそのII−II線断面図であり、図にお
いて、抵抗体11はシリコンやセラミックス等より成る
基板12上に、薄膜の抵抗体層13を形成し、この抵抗
体層13の図中左右端部上に、アルミ製等の左右一対の
電極14a,14bを積層して電気的に接続させてい
る。
【0021】抵抗体層13はNiCr層13aの一部中
にAl2 3 を拡散させて拡散層13bを形成してい
る。
【0022】つまり、まず、NiCrを基板12上に蒸
着することにより、例えば膜厚が100〜200オング
ストロームで抵抗値がR1 、その温度係数がK1 のNi
Cr層13aを形成する。
【0023】次に、このNiCr層13aの一部(図2
では右半部)中に、不純物である高融点絶縁性化合物の
Al2 3 (またはMgO等)13cを電子ビーム蒸着
等により堆積かつ表面部分拡散(プレデポジション)さ
せて表面拡散層13bを形成する。
【0024】この後、この抵抗体層13をアニールして
Al2 3 を拡散層13b内にさらに深く拡散(ドライ
ブイン)させる。
【0025】これにより、拡散層13bのうちAl2
3 が拡散された領域は負の温度係数K2 を持つようにな
るので、抵抗体層13は拡散層13bの範囲を変えるこ
とによりK1 〜K2 まで連続した温度係数を持つように
できる。
【0026】そこで、次にNiCr層13aと拡散層1
3bの任意の箇所にレーザ光をそれぞれ照射して、その
一部a,bを焼き切ることにより微細トリミングを行な
い、抵抗体11全体の抵抗値R0 と温度係数K0 をそれ
ぞれ任意値に設定する。
【0027】つまり、抵抗体11の全体の温度係数をK
0 に、また、全体の抵抗値をR0 にそれぞれ設定する場
合には、NiCr層13aの抵抗値R1 (t)と、拡散
層13bの抵抗値R2 (t)が次の(1)式を成立させ
るようにトリミングを行なう。
【0028】
【数1】
【0029】したがって本実施例の抵抗体11によれ
ば、抵抗体層13a内に拡散されるAl2 3 の拡散量
を適宜制御することにより、抵抗体11全体の温度係数
を適宜制御することができる。
【0030】また、不純物であるAl2 3 が拡散され
た領域の抵抗体の温度特性を負にすることができるの
で、抵抗体11全体の温度係数K0 をゼロまたは負に適
宜近付けることができ、抵抗体全体の温度依存性を低減
して温度に対する安定性を高めることができる。
【0031】また、抵抗体11の微細トリミングによ
り、その全体を抵抗値R0 と温度係数K0 とを共に設定
することができるので、その設定方法が簡単になる。
【0032】そして、この抵抗体11のようにその抵抗
体層13の一部を微細トリミングする際には、そのトリ
ミング中に、NiCr層13aと拡散層13bの各抵抗
値R1 (t)、R2 (T)をそれぞれ常時モニタする必
要がある。
【0033】そこで、図3に示すように両層13a,1
3b間に抵抗値モニタ用の中間電極15を設けてもよ
い。
【0034】図4は本発明のさらに他の実施例の斜視図
であり、この並列抵抗体31は基板32上に、不純物を
拡散させた第1の抵抗体33と不純物を拡散させていな
い第2の抵抗体34とを蒸着等により積層して並設し、
これらの各対の電極35a,35b,36a,36b同
士を横方向にワイヤボンディングまたは蒸着等により電
気的に接続することにより、いわば両抵抗体33,34
を電気的に並列に接続して目標とする抵抗値R0 が得ら
れようにさせた点に特徴がある。
【0035】不純物を拡散させた第1の抵抗体33は前
記実施例と同様の方法により、基板32上に、NiCr
層33aを蒸着等により形成し、さらに、このNiCr
層33aのほぼ全上面上に、Al2 3 を蒸着してAl
2 3 層33bを積層すると共に、その一部をNiCr層3
3aのほぼ全体中に拡散させており、その両端部上には
一対の電極35a,35bを積層して電気的に接続して
いる。
【0036】一方、第2の抵抗体34は基板32上に、
NiCrを蒸着してNiCr層のみの抵抗体層を形成
し、その両端部上にアルミニウム製等の一対の電極36
a,36bをそれぞれ積層して電気的に接続している。
【0037】したがって、並列抵抗体31の全体の温度
係数K0 は、NiCrの温度係数K1 からAl2 3
散層33aの温度係数K2 までの連続した任意の温度係
数とすることができる。
【0038】そこで、この連続した温度係数の中から任
意の温度係数K0 を選択する場合は、NiCr層34の
抵抗値R1 (t)と拡散層33aの抵抗値R2 (t)が
次の(2)式を成立させるように各層の一部e,fを微
細トリミングする。
【0039】
【数2】
【0040】したがって、この並列抵抗体31において
も、図1で示す実施例とほぼ同様の効果を奏する。
【0041】図5は本発明のさらに他の実施例の要部縦
断面図であり、この抵抗体41は、基板42上に例えば
NiCrを蒸着して形成した下部抵抗体層43の一端部
(図中左端部)以外の残部上に、膜厚を異にした第1,
第2の薄膜のAl2 3 層44,45を積層し、これら
44,45の下方の抵抗体層43中にAl2 3 を拡散
させて拡散層43aを形成している。また、抵抗体層4
3の左右両端部上にはアルミニウム等より成る左右一対
の電極46a,46bをそれぞれ積層して電気的に接続
しており、第1,第2Al2 3 層44,45の外面を
保護膜47により被覆してその外面を保護している。
【0042】この抵抗体41は、その個々の部分の温度
係数K0 が第1,第2Al2 3 層44,45の膜厚に
よっても大きく依存するという新しい知見に基づいてな
されたものである。
【0043】したがって、抵抗体層43と第1,第2A
2 3 層44,45の一部に微細トリミングを施すと
共に、第1,第2Al2 3 層44,45の膜厚を適宜
選定することにより全体の温度係数を正負いずれの方向
の任意値に設定することができる。
【0044】なお、前記各実施例では抵抗体層43の素
材としてNiCrを使用した場合について説明したが、
本発明はその素材には限定されるものではなく、抵抗体
を形成し得る素材であればよく、また、Al2 3 もM
gO等の高融点絶縁化合物に置換してもよい。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように本願第1の発明は、
抵抗体層の少なくとも一部中に拡散される不純物の拡散
量を適宜変えることにより、抵抗体全体の温度係数を適
宜制御することができる。
【0046】また、本願第2の発明は、不純物が抵抗体
層の少なくとも一部中に拡散したときには、その抵抗体
層と正負が逆の温度係数を示すようにできるため、抵抗
体全体の温度係数をゼロまたは負に近付けることができ
る。したがって、この抵抗体の温度依存性を低減し、周
囲温度等に対する安定性を高めることができる。
【0047】さらに、抵抗体層のNiCrが正の温度特
性を有し、不純物としてAl2 3を拡散させた場合は
負の温度特性を示し得るので、抵抗体全体としての温度
依存性を低減して、周囲温度等に対する安定性を高める
ことができる。
【0048】さらにまた、第1〜第3発明のいずれかに
係る抵抗体の一部をトリミングすることにより、その抵
抗値とその温度係数とを共に任意に設定することができ
るので、その設定を簡単かつ確実に行なうことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願第1〜第4の発明を含む抵抗体の一実施例
を示す斜視図。
【図2】図1のII−II線断面図。
【図3】本発明の他の実施例の斜視図。
【図4】本発明のさらに他の実施例の斜視図。
【図5】本発明のさらに他の実施例の縦断面図。
【図6】従来の抵抗体の斜視図。
【符号の説明】
11,21,31,41 抵抗体 12,24,32,42 基板 13 抵抗体層 13a,23a,33a,43a 拡散層 14a,14b,25a,25b,35a,35b,3
6a,36b,46a,46b 電極 15 中間電極 44 第1Al2 3 層 45 第2Al2 3

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 抵抗体層の少なくとも一部中に、不純物
    を部分拡散させてなることを特徴とする抵抗体。
  2. 【請求項2】 不純物は、抵抗体層中で拡散したとき
    に、この抵抗体層と正負が逆の温度係数を示すものであ
    ることを特徴とする請求項1記載の抵抗体。
  3. 【請求項3】 抵抗体層がNiCrよりなり、不純物が
    Al2 3 よりなることを特徴とする請求項1記載の抵
    抗体。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の抵抗体
    を部分的にトリミングすることにより、この抵抗体の抵
    抗値とその温度係数とを共に設定することを特徴とする
    抵抗体の抵抗値および温度係数の設定方法。
JP23977292A 1992-09-08 1992-09-08 抵抗体と、その抵抗値および温度係数とを設定する方法 Pending JPH0689974A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005286021A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Ricoh Co Ltd 半導体装置、半導体装置の製造方法および電子装置
JP2007096174A (ja) * 2005-09-30 2007-04-12 Ricoh Co Ltd 半導体装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005286021A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Ricoh Co Ltd 半導体装置、半導体装置の製造方法および電子装置
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