JPH1187627A

JPH1187627A - 半導体装置及びファンクショントリミング方法

Info

Publication number: JPH1187627A
Application number: JP24716697A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Yamada; 達也山田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1997-09-11
Publication date: 1999-03-30

Abstract

(57)【要約】【課題】抵抗体の面積の増大を招くことなく、調整範
囲及び可変幅の広い抵抗体を提供することにある。【解決手段】厚膜基板上の２本の導体電極間の一部に
形成され、ファンクショントリミングが施される抵抗体
を備えたハイブリッドＩＣで構成される半導体装置にお
いて、前記抵抗体が形成されている部分の少なくとも一
部で前記２本の導体電極が所定の角度をなして配置され
ている半導体装置である。ファンクショントリミングの
際には、粗調整をする場合には前記２本の導体電極の間
隔の狭い方からトリミングを行い、微調整を行う場合に
は前記２本の導体電極の間隔の広い方からトリミングを
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッドＩＣ
で構成される半導体装置に関し、特に、ハイブリッドＩ
Ｃに内蔵される抵抗体の形状に関する。

【０００２】

【従来の技術】ハイブリッドＩＣの特性は、回路を構成
する素子、例えばトランジスタ、ＩＣ等の能動素子、コ
ンデンサ、インダクタ等の受動素子の特性バラツキによ
り左右され、要求仕様を満足することができない場合が
生じる。このような場合、各構成素子の特性を選別する
ことによりある程度までは要求仕様に合わせることは可
能であるが、逆にコストの増大を招いてしまう。

【０００３】そのため、上記問題点の解決方法として、
回路が要求される所定の機能（ファンクション）を持つ
ように、回路特性を測定しつつ抵抗体をトリミングして
ハイブリッドＩＣの特性を最終的に合わせ込むこと、す
なわちファンクショントリミングが一般に行われてい
る。

【０００４】抵抗体は、スクリーン印刷、乾燥、焼成を
通して２本の平行な導体電極間に形成され、その形状は
通常矩形である。抵抗体の抵抗値Ｒは以下の式で表わさ
れる。

【０００５】

【数１】Ｒ＝σ・（Ｌ／Ｗ）……（１）ここで、σ：シート抵抗、Ｌ：抵抗体の長さ、Ｗ：抵抗
体の幅である。

【０００６】上記抵抗体をトリミングしてその抵抗値を
次第に上げていくことで、回路を構成する素子のバラツ
キを吸収して全体の機能を目標値に適合させていくこと
になる。図９は従来の抵抗体の形状を示す平面図であ
り、導体電極１０３と導体電極１０５の間に形成された
抵抗体１０１の幅方向にトリミング（図中Ａで示す箇
所）が施されている。トリミング長ｘが大きくなるほど
抵抗体１０１の実質的な幅（Ｗ−ｘ）は小さくなり、そ
れにより抵抗体１０１の抵抗値は上がることになる。

【０００７】通常、回路を構成する素子の特性バラツキ
幅が大きければ大きいほどファンクショントリミングさ
れる抵抗値の可変幅が広いことが要求される。ところ
が、図９に示す形状では、抵抗体での消費電力、抵抗体
の信頼性の確保等を考慮した場合、トリミング後の抵抗
体の幅はある程度の大きさが必要であり、そのため調整
範囲もおのずと限られたものとなる。一方、調整範囲を
広げるためにもともとの抵抗体の幅Ｗを予め大きくして
おくことも考えられる。しかしながら、そのことは逆に
抵抗体の占有面積を大きくすることを意味しており、装
置全体の大型化を招くことになってしまう。

【０００８】また、特にファンクショントリミングの精
度に高いものが要求される場合には、通常２つの抵抗体
のトリミングにより実現される。図１０は従来の抵抗体
の他の形状を示す平面図であり、幅Ｗ小、長さＬ大の抵
抗体１０７と幅Ｗ大、長さＬ小の抵抗体１０９という２
つの抵抗体が導体電極１１１と導体電極１１３との間に
形成されている。この形状では、抵抗値の変化率の大き
い抵抗体１０７のトリミングにより目標値の手前まで追
い込み（粗調整）、その後抵抗値の変化率の小さいの抵
抗体１０９のトリミングにより目標値までに追い込む
（微調整）ことにより、精度の向上を行うことが可能で
ある。しかしながら、本来１つで済む抵抗体が２つ必要
であることから上記と同様抵抗体の占める面積が必然的
に大きくなってしまう。従って、この場合にも装置全体
の大形化を招いてしまう。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の抵抗体の形状では、調整幅、可変幅が十分ではなく、
素子の特性バラツキ幅が大きい場合に対応することがで
きなかった。また、予めトリミング前の幅を大きくする
ことにより調整幅、可変幅を広げること自体は可能であ
るが、そのことは抵抗体の面積の増大化を招くことであ
り、採用することは得策ではなかった。

【００１０】さらに、トリミングの精度を向上させるに
は抵抗変化率の高い抵抗体と抵抗変化率の小さい抵抗体
を組み合わせて実現するしかなく、そのため回路全体に
対する抵抗体の占有面積が大きくなり、その結果装置の
大型化が生じていた。

【００１１】本発明は上記事情に鑑みて成されたもので
あり、その目的は、抵抗体の面積の増大を招くことな
く、調整範囲及び可変幅の広い抵抗体を提供することに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、厚膜基板上の２本の導体電極間の一部に
形成され、ファンクショントリミングが施される抵抗体
を備えたハイブリッドＩＣにおいて、前記抵抗体が形成
されている部分の少なくとも一部で前記２本の導体電極
が所定の角度をなして配置されていることを特徴とする
ハイブリッドＩＣである。

【００１３】上記構成によれば、ファンクショントリミ
ングの際に、前記２本の導体電極の間隔の狭い方からト
リミングを行えば、全体の抵抗値の変化率が大きいので
粗調整として用いることができ、一方、前記２本の導体
電極の間隔の広い方からトリミングを行えば、全体の抵
抗値の変化率が小さいので微調整として用いることがで
きる。従来では２本の抵抗体を用いて粗調整、微調整を
行っていたので、面積的には大幅に削減されることにな
る。

【００１４】また、上記２本の導体電極の間隔の狭い方
と広い方との比が大きいほど、全体の抵抗値の初期値と
トリミング量が最大になったときの抵抗値との差は大き
くなり、可変幅が広がることになる。さらに、前記抵抗
体の形成されている部分のうち２つの導体電極が所定の
角度をなしている部分と平行である部分の割合を適宜変
更することで、上記と同様に抵抗値の可変幅を広げるこ
とが可能である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態に
係る抵抗体の形状を示す平面図である。本実施の形態に
係る抵抗体は、一定の角度（以下、「導体電極角度」と
呼ぶ）をなすように配置された２つの導体電極間に形成
され、その幅方向の両端の長さが異なるものである。す
なわち、図１に示すように、本実施の形態に係る抵抗体
は、導体電極３と導体電極５が導体電極角度θをなし、
この２つの導体電極間に形成された幅Ｗに対して、一端
の長さをＬ１、他の一端の長さをＬ２とした抵抗体１で
ある。

【００１６】まず最初に、この抵抗体の抵抗値を導出す
る。図２は図１の長さＬ１の一端の周辺の拡大図であ
る。図２に示すように、図１の抵抗体を幅方向に分割
し、長さＬ１の一端から各分割片の抵抗値をｒ１、ｒ
２、ｒ３……、ｒｎとする。ここで、ｒ１について考え
てみると、幅ｗ、長さＬ１の長方形ａと、底辺ｗ、高さ
ｌｍ（ｌｍ＝ｗ×ｔａｎθ）の三角形ｂとから構成され
ている。一方、この三角形ｂの高さｌｍは分割数ｎを大
きくすれば、長方形ａの長さＬ１に比べてほとんど無視
することできる。これらのことから、ｒ１の分割片は幅
ｗ、長さＬ１の抵抗体と見なすことができる。従って、
ｒ１は、

【数２】ｒ１＝σ×（Ｌ１／ｗ）……（２）で表すことができる。同様に、ｒ２は幅ｗ、長さ（Ｌ１
＋ｌｍ）の抵抗体、ｒ３は幅ｗ、長さ（Ｌ１＋２×ｌ
ｍ）の抵抗体、……、ｒｍは幅ｗ、長さ（Ｌ１＋（ｍ−
１）×ｌｍ）の抵抗体となる。

【００１７】以上のことから、この抵抗体全体の抵抗値
Ｒは抵抗値がｒ１からｒｎまでのｎ本の抵抗が並列接続
したものと見なすことができる。従って、抵抗値Ｒは以
下の式で表すことができる。

【００１８】

【数３】Ｒ＝（（１／ｒ１）＋（１／ｒ２）……＋（１／ｒｎ））^-1……（３）次に、本実施の形態に係る抵抗体に対してファンクショ
ントリミングを行ったときの抵抗値変化について説明す
る。まず、図１に示すトリミング方向１からトリミング
をした場合について説明する。この場合には、上述した
分割片をｒ１、ｒ２、ｒ３……の順で切断（オープン）
していくこととみなされるから、例えば、１ステップの
トリミング量をｗとすれば、最初のトリミングを行った
後（つまり、ｒ１がオープン）の抵抗値は、

【数４】Ｒ１＝（（１／ｒ２）＋（１／ｒ３）……＋（１／ｒｎ））^-1……（４）で表すことができる。

【００１９】さらに次のステップのトリミングを行った
後（つまり、ｒ１及びｒ２がオープン）の抵抗値は、

【数５】Ｒ２＝（（１／ｒ３）＋（１／ｒ４）……＋（１／ｒｎ））^-1……（５）となる。

【００２０】以降、同様にして、順次所定の幅になるま
での抵抗値が与えられる。一方、図１に示すトリミング
方向２からトリミングした場合は、上記とは逆に分割片
をｒｎ、ｒｎ−１、ｒｎ−２……の順で切断（オープ
ン）していくことにみなされ、上記と同様にして各ステ
ップにおける抵抗値を求めることが可能である。

【００２１】次に、上記各方向からのトリミングを行っ
たときの抵抗値変化に基づいて、各方向による抵抗変化
量の違いについて説明する。上述したように、各分割片
の幅すべてｗであり、一方、長さは、ｒ１より順次ｒ
２、ｒ３……と大きくなる。従って、各分割片の抵抗値
の関係は以下のようになる。

【００２２】

【数６】ｒ１＜ｒ２＜ｒ３＜……＜ｒｎ……（６）ここで、１／ｒ１＝ｋ１、１／ｒ２＝ｋ２、……１／ｒ
ｎ＝ｋｎとおくと、上記式（６）より、

【数７】ｋｎ＜ｋｎ−１＜ｋｎ−２＜……＜ｋ１……（７）となる。

【００２３】上述したように、全体の抵抗値Ｒは式
（１）で与えられ、トリミング方向１ではｒ１、ｒ２、
ｒ３……の順でオープンとなり、一方、トリミング方向
２ではｒｎ、ｒｎ−１、ｒｎ−２……の順でオープンと
なる。従って、トリミング方向１ではｋ１から、トリミ
ング方向２ではｋｎからトリミングされていくので、全
体の抵抗値の変化量はトリミング方向１の方が大きくな
る。すなわち、本実施の形態に係る抵抗体の抵抗変化量
はトリミングする方向によって変化させることが可能で
あり、それにより１つの抵抗体で粗調整と微調整を行う
ことができるのである。

【００２４】図３及び図４は本実施の形態に係る抵抗体
の抵抗変化量を示す図である。図３が上記導体電極角度
θが３０°の場合、図４がθ＝４５°の場合である。ま
た、それぞれには比較として従来例についても記載され
ている。抵抗体の寸法は以下の通りである。

【００２５】（１）本実施の形態の抵抗体抵抗体の幅：１０μm 、抵抗体の長さ：１μm −１０μ
m 、抵抗体の分割幅：０．０５μm 、抵抗体の分割数：
２００個、最終トリミング残幅：１μm （２）従来例の抵抗体抵抗体の幅：１０μm 、抵抗体の長さ：１０μm 、抵抗
体の分割幅：０．０５μm 、抵抗体の分割数：２００
個、最終トリミング残幅：１μm

【００２６】図３に示すように、θ＝３０°の場合に
は、トリミング前の抵抗値（初期値）を１とすると、ト
リミング量９０％の場合、トリミング方向１では初期値
に対して約２２倍、トリミング方向２では初期値に対し
て約４倍となっている。また、θ＝４５°の場合には、
トリミング方向１では初期値に対して約２５倍、トリミ
ング方向２では初期値に対して約３倍となっている。一
方、従来例では初期値に対して約１０倍となっている。

【００２７】このように、本実施の形態に係る抵抗体
は、従来よりも抵抗値の可変量を大きく設定することが
できる。従って、ファンクショントリミングの調整幅の
自由度を大きくすることができ、それにより、回路を構
成する素子の特性バラツキ幅が大きい場合であっても、
十分にそのバラツキ幅を吸収することが可能となる。

【００２８】また、上述したように、トリミング方向の
変更のみで抵抗変化量を大きく変化させることができ
る。従って、抵抗値を合わせ込む際の粗調整、微調整を
容易に行うことができる。また、かかる粗調整、微調整
を１つの抵抗体で行うことができるので、従来のように
大幅な抵抗体の面積増大は起こらず、装置の大型化を招
くこともない。

【００２９】なお、図３は、図１に示す導体電極３と導
体電極５の間に形成された抵抗体１を、抵抗体１ａに置
き換えた構成となっている。すなわち、導体電極３と導
体電極５の間の抵抗として実際に寄与するのは図中斜線
部のみであり、従って、抵抗体１ａと図１の抵抗体１
は、導体電極３と導体電極５の間の抵抗としては全く同
一である。図１に示すような抵抗体を図５に示すような
抵抗体とすることには次のような利点がある。図１の場
合には抵抗体１は導体電極３と導体電極５の両方と精度
よく重ならなければならないのに対し、図５の場合には
抵抗体１ａは導体電極５とのみ精度よく重なっていれば
よく、導体電極３との重なりを考慮する必要がなくなる
点である。このことは、回路の縮小化に伴い、寸法精度
がますます厳しくなっていく現状では、非常に重要なこ
とである。

【００３０】図６〜図８は本発明の他の実施の形態に係
る抵抗体の形状を示す平面図である。図６の抵抗体１ｂ
は図１の抵抗体１の長さＬ１の一端の方向に長さＬ１の
まま幅を広げたものである。図７の抵抗体１ｃは図１の
抵抗体１の長さＬ２の一端の方向に長さＬ２のまま幅を
広げたものである。図８の抵抗体１ｄは図１の抵抗体１
の長さＬ１の一端の方向に長さＬ１のまま幅を広げ、か
つ、長さＬ２の一端の方向に長さＬ２のまま幅を広げた
ものである。なお、導体電極３と導体電極５とがなす導
体電極角度θは図１、図６から図８すべてにおいて同一
とする。

【００３１】図６から図８の抵抗体では、その幅はいず
れも図１の抵抗体と比べて広くなっているため、トリミ
ング前の抵抗値（初期値）はいずれも図１の抵抗体より
も小さくなる。従って、最終的なトリミング残幅（トリ
ミング量が最大である場合）が同一なので図１の抵抗体
のトリミング後の抵抗値と図６〜図８の抵抗体のトリミ
ングの抵抗値とは等しくなる。これらのことから図６〜
図８の抵抗体のトリミングによる抵抗変化量は図１のも
のよりも大きくすることができる。このように、抵抗体
の幅を任意に広げて抵抗値の初期値を小さくすれば、抵
抗値の可変幅を大きくすることが可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、抵
抗体の面積増大を招くことなく、可変幅の大きい抵抗体
を提供することができる。それにより、回路設計の自由
度が高まる。また、回路を構成する素子の特性バラツキ
の許容差を大きくすることができる。従って、特性バラ
ツキの大きい素子を用いて回路を構成することが可能と
なり、それによりコストの低減を図ることができる。

【００３３】さらに、ファンクショントリミングの際に
粗調整と微調整を行いたい場合に、従来では２つの抵抗
体が必要であったが、本発明によれば、１つの抵抗体で
トリミング方向を変更するだけで粗調整と微調整を行う
ことができる。従って、抵抗体の占める面積は低減さ
れ、装置全体の縮小化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る抵抗体の形状を示す
平面図である。

【図２】図１の長さＬ１の一端の周辺の拡大図である。

【図３】本実施の形態に係る抵抗体の抵抗変化量を示す
図である（θ＝３０°）。

【図４】本実施の形態に係る抵抗体の抵抗変化量を示す
図である（θ＝４５°）。

【図５】本発明の他の実施の形態に係る抵抗体の形状を
示す平面図である。

【図６】本発明の他の実施の形態に係る抵抗体の形状を
示す平面図である。

【図７】本発明の他の実施の形態に係る抵抗体の形状を
示す平面図である。

【図８】本発明の他の実施の形態に係る抵抗体の形状を
示す平面図である。

【図９】従来の抵抗体の形状を示す平面図である。

【図１０】従来の抵抗体の他の形状を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１０１、１０７、１０９
抵抗体３、５、１０３、１０５、１１１、１１３導体電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上の２本の導体電極間の一部に形成
され、ファンクショントリミングが施される抵抗体を備
えた半導体装置において、前記抵抗体が形成されている部分の少なくとも一部で前
記２本の導体電極が所定の角度をなして配置されている
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】基板上の２本の導体電極間の一部に形成
され、ファンクショントリミングが施される抵抗体を備
え、前記抵抗体が形成されている部分の少なくとも一部
で前記２本の導体電極が所定の角度をなして配置されて
いる半導体装置のファンクショントリミング方法におい
て、粗調整をする場合には前記２本の導体電極の間隔の狭い
方からトリミングを行うことを特徴とするファンクショ
ントリミング方法。
【請求項３】基板上の２本の導体電極間の一部に形成
され、ファンクショントリミングが施される抵抗体を備
え、前記抵抗体が形成されている部分の少なくとも一部
で前記２本の導体電極が所定の角度をなして配置されて
いる半導体装置のファンクショントリミング方法におい
て、微調整をする場合には前記２本の導体電極の間隔の広い
方からトリミングを行うことを特徴とするファンクショ
ントリミング方法。