JPS5933859A - 薄膜抵抗回路 - Google Patents
薄膜抵抗回路Info
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- JPS5933859A JPS5933859A JP14451482A JP14451482A JPS5933859A JP S5933859 A JPS5933859 A JP S5933859A JP 14451482 A JP14451482 A JP 14451482A JP 14451482 A JP14451482 A JP 14451482A JP S5933859 A JPS5933859 A JP S5933859A
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- JP
- Japan
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- thin film
- circuit
- film
- passivation film
- film resistance
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/01—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate comprising only passive thin-film or thick-film elements formed on a common insulating substrate
- H01L27/016—Thin-film circuits
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はデジタル−アナログ変換器(以下、D−A変換
器という)などに用いられる高精度の薄膜抵抗回路に関
するものである。
器という)などに用いられる高精度の薄膜抵抗回路に関
するものである。
従来例の構成とその問題点
一般に、D−A変換器においては、薄膜抵抗回路に形成
した各ビット電流の重みづけに対応する薄膜ラダー抵抗
の抵抗値調整によって高精度化をはかっている。
した各ビット電流の重みづけに対応する薄膜ラダー抵抗
の抵抗値調整によって高精度化をはかっている。
この抵抗値調整には、全んどがレーザ光を用いた機能ト
リミングc以下、レーザトリミングとい2・へ、−:゛ う)が行なわれているが、12ビットを超える」:うな
高精度のD−A変換器にあっては、必要かつ十分な性能
を再現するレーザトリミングが要求されている。しかも
、D−A変換器の変換性能は、使用される周囲環境条件
の全体にわたって、その必要精度を維持する高信頼性を
保証しなければならない。
リミングc以下、レーザトリミングとい2・へ、−:゛ う)が行なわれているが、12ビットを超える」:うな
高精度のD−A変換器にあっては、必要かつ十分な性能
を再現するレーザトリミングが要求されている。しかも
、D−A変換器の変換性能は、使用される周囲環境条件
の全体にわたって、その必要精度を維持する高信頼性を
保証しなければならない。
しかし、その精度を十分に高めること、およびその必要
精度を維持し得る信頼性を確保することは容易でない。
精度を維持し得る信頼性を確保することは容易でない。
なぜなら、薄膜抵抗回路を用いて構成する高精度のD−
A変換器においては、薄膜抵抗回路を湿気、塵埃、不純
物イオンなどの外部汚染から保護する目的で、回路を覆
って形成するパッシベーション膜が不可欠であるが、こ
のパッシベーション膜によって、信頼性を確保できない
欠点や、レーザトリミングの加工精度の低下や困難さを
生じる欠点を有している。
A変換器においては、薄膜抵抗回路を湿気、塵埃、不純
物イオンなどの外部汚染から保護する目的で、回路を覆
って形成するパッシベーション膜が不可欠であるが、こ
のパッシベーション膜によって、信頼性を確保できない
欠点や、レーザトリミングの加工精度の低下や困難さを
生じる欠点を有している。
この従来例について、基準電圧源回路や電流スイッチン
グ回路など通常の半導体技術を用いて形成する能動的回
路(以下、半導体回路という)と3、、、、 、。
グ回路など通常の半導体技術を用いて形成する能動的回
路(以下、半導体回路という)と3、、、、 、。
各ビット電流の重みづけに対応するラダー抵抗網回路や
基準電流を定めるリファレンス抵抗ナト、通常の薄膜形
成技術を用いて形成する薄膜抵抗回路が一体化構成され
たモノリンツクD−A変換器を具体例にして、第1図を
参照して説明する。
基準電流を定めるリファレンス抵抗ナト、通常の薄膜形
成技術を用いて形成する薄膜抵抗回路が一体化構成され
たモノリンツクD−A変換器を具体例にして、第1図を
参照して説明する。
第1図は、D−A変換器チップ11の断面図である。8
1などの半導体基板2の内部に形成された半導体素子3
上に、熱酸化またはG、V、D 法による5i02膜
4を形成し、この5102膜4をN1− cr系合金や
Or −Si系合金などの薄膜抵抗素子6を形成し、そ
れらの素子を電気的に接続し回路構成するAl配線6を
形成する。そして、この半導体回路や簿膜抵抗回路を外
部汚染から保護するために、回路を覆って、5i02ま
たはSiNのパッシベーション膜7のどちらかが選択さ
れて形成される。そして、このパッシベーション膜の一
部を8で示すように窓明けして、外部接続に必要な電極
取出しを行なうようにしている。
1などの半導体基板2の内部に形成された半導体素子3
上に、熱酸化またはG、V、D 法による5i02膜
4を形成し、この5102膜4をN1− cr系合金や
Or −Si系合金などの薄膜抵抗素子6を形成し、そ
れらの素子を電気的に接続し回路構成するAl配線6を
形成する。そして、この半導体回路や簿膜抵抗回路を外
部汚染から保護するために、回路を覆って、5i02ま
たはSiNのパッシベーション膜7のどちらかが選択さ
れて形成される。そして、このパッシベーション膜の一
部を8で示すように窓明けして、外部接続に必要な電極
取出しを行なうようにしている。
しかしながら、上述の8102または、SiNの単層の
パッシベーション膜は多くの問題をかかえている。例え
ば、5102ハソンベーンヨン膜ヲo、6〜1.5μの
厚さで形成したD−A変換器にあっては、薄膜抵抗回路
に形成された薄膜ラダー抵抗のレーザI−IJ ミンク
は、容易に十分な加工条件が求められ、しかも安定に変
換精度を高めることができる長所を有しているものの、
このD−A変換器チップを樹脂封止パッケージに実装し
て、温度85°C3湿度86%R,Hの高温高湿試験や
121“C,2気圧のプレッシャークツカー試験などの
加速寿命試験を実施すると、薄膜抵抗回路にあるNi
−Or系合金または、Or −Si系合金の薄膜ラダー
抵抗などの抵抗変化率が時間と共に大きく増大し、レー
ザトリミングで得られた精度を著しく変化せしめ、D−
A変換性能を劣化させるものであった。更に、これらの
試験において、Al配線が比較的容易に外部汚染を受け
て、断線あるいは配線間の短絡を生じ回路機能を停止す
るものまで発生する。これらは、5102パツシベーシ
ヨン膜がポーラスな膜質であって、十分なバソンベーン
ヨン効果を発揮してい々いことに起因している。
パッシベーション膜は多くの問題をかかえている。例え
ば、5102ハソンベーンヨン膜ヲo、6〜1.5μの
厚さで形成したD−A変換器にあっては、薄膜抵抗回路
に形成された薄膜ラダー抵抗のレーザI−IJ ミンク
は、容易に十分な加工条件が求められ、しかも安定に変
換精度を高めることができる長所を有しているものの、
このD−A変換器チップを樹脂封止パッケージに実装し
て、温度85°C3湿度86%R,Hの高温高湿試験や
121“C,2気圧のプレッシャークツカー試験などの
加速寿命試験を実施すると、薄膜抵抗回路にあるNi
−Or系合金または、Or −Si系合金の薄膜ラダー
抵抗などの抵抗変化率が時間と共に大きく増大し、レー
ザトリミングで得られた精度を著しく変化せしめ、D−
A変換性能を劣化させるものであった。更に、これらの
試験において、Al配線が比較的容易に外部汚染を受け
て、断線あるいは配線間の短絡を生じ回路機能を停止す
るものまで発生する。これらは、5102パツシベーシ
ヨン膜がポーラスな膜質であって、十分なバソンベーン
ヨン効果を発揮してい々いことに起因している。
−ページ
また、他の例として、SiN パッシベーション膜を
0.2〜1.0μの厚さで形成したD−A変換器にあっ
ては、薄膜抵抗回路にある薄膜ラダー抵抗のレーザトリ
ミングにおいて、良好なトリミング加工条件が求められ
ず、しかも抵抗調整の安定性に乏しいために、高精度の
D−A変換性能を実現できない。これは、sio 2パ
ッンベ−ション膜に比較して、SiNバッシベー7ヨン
膜の膜質が緻密で強固な密着力を有しているために、前
述の高温高湿試験やプレッシャークンカー試験などに対
してパッシベーション効果を十分に発揮する長所を有し
ているものの、これが災いして、レーザトリミングによ
って焼失するNi −Cr系または、cr−Si系の薄
膜抵抗体材料の拡散現象全抑圧していることに起因して
、十分に精度を高めるレーザトリミングを阻害している
ものと考えられる。
0.2〜1.0μの厚さで形成したD−A変換器にあっ
ては、薄膜抵抗回路にある薄膜ラダー抵抗のレーザトリ
ミングにおいて、良好なトリミング加工条件が求められ
ず、しかも抵抗調整の安定性に乏しいために、高精度の
D−A変換性能を実現できない。これは、sio 2パ
ッンベ−ション膜に比較して、SiNバッシベー7ヨン
膜の膜質が緻密で強固な密着力を有しているために、前
述の高温高湿試験やプレッシャークンカー試験などに対
してパッシベーション効果を十分に発揮する長所を有し
ているものの、これが災いして、レーザトリミングによ
って焼失するNi −Cr系または、cr−Si系の薄
膜抵抗体材料の拡散現象全抑圧していることに起因して
、十分に精度を高めるレーザトリミングを阻害している
ものと考えられる。
以上の説明から明らか外ように、従来の8102ハソシ
ベーシヨン膜を形成した薄膜抵抗回路や、SiNハッシ
ベーション膜を形成した薄膜抵抗回路を用いたD−A変
換器などで、その精度を十分に高めること、および信頼
性の保証には一長一短があり、製品化の実現を困難にし
ていた。
ベーシヨン膜を形成した薄膜抵抗回路や、SiNハッシ
ベーション膜を形成した薄膜抵抗回路を用いたD−A変
換器などで、その精度を十分に高めること、および信頼
性の保証には一長一短があり、製品化の実現を困難にし
ていた。
発明の目的
本発明はこのような従来技術の問題点を解消し、高精度
化および、湿気、塵埃、不純物イオンなどの外部汚染か
ら回路を十分保護することを可能とした薄膜抵抗回路を
提供するものである。
化および、湿気、塵埃、不純物イオンなどの外部汚染か
ら回路を十分保護することを可能とした薄膜抵抗回路を
提供するものである。
発明の構成
本発明では上記目的を達成するため、基板上に形成され
た薄膜抵抗素子の上部に8102パツシベーシヨン膜ト
、更ニコの上ニSINハンシベーンヨン膜を形成してい
る。
た薄膜抵抗素子の上部に8102パツシベーシヨン膜ト
、更ニコの上ニSINハンシベーンヨン膜を形成してい
る。
実施例の説明
以下本発明の実施例について、従来例と同様にモノリシ
ックD−A変換器を具体例にして説明するO 第2図は、本発明の一実施例に係るモノリシックD−A
変換器チップ21の断面図である。同図において、81
基板12の内部に通常の半導体技術を用いて一基準電圧
源回路や電流スイソチング7、、−2゜ 回路などを構成する半導体素子13を形成した一部に、
熱酸化およびC0V、D 法によってSiO2膜14
を3000人〜8000人の厚みで形成し絶縁層とする
。
ックD−A変換器を具体例にして説明するO 第2図は、本発明の一実施例に係るモノリシックD−A
変換器チップ21の断面図である。同図において、81
基板12の内部に通常の半導体技術を用いて一基準電圧
源回路や電流スイソチング7、、−2゜ 回路などを構成する半導体素子13を形成した一部に、
熱酸化およびC0V、D 法によってSiO2膜14
を3000人〜8000人の厚みで形成し絶縁層とする
。
次に、このSiO2膜上に通常の薄膜技術を用いて各ビ
ット電流の重みづけに対応するラダー抵抗や基準電流を
定めるリファレンス抵抗などの薄膜抵抗回路を構成する
ため、Ni−0r(s○:20)を抵抗材料として、1
00λ〜200人の厚みを有するNi −Cr系合金の
薄膜抵抗素子16を形成する。なお、ここではNi −
Crを使用したが、必要に応じてOr −Siなどの抵
抗材料を使用しても良い。
ット電流の重みづけに対応するラダー抵抗や基準電流を
定めるリファレンス抵抗などの薄膜抵抗回路を構成する
ため、Ni−0r(s○:20)を抵抗材料として、1
00λ〜200人の厚みを有するNi −Cr系合金の
薄膜抵抗素子16を形成する。なお、ここではNi −
Crを使用したが、必要に応じてOr −Siなどの抵
抗材料を使用しても良い。
そして、これら半導体素子および薄膜抵抗素子などを電
気的に接続し1回路構成するA4配線16を8000A
〜20000人の厚みで形成するO 当然のことながら、とのA4配線を形成する前に、絶縁
層とした5102膜14には半導体素子との接続に必要
なコンタクト窓をあけておく。
気的に接続し1回路構成するA4配線16を8000A
〜20000人の厚みで形成するO 当然のことながら、とのA4配線を形成する前に、絶縁
層とした5102膜14には半導体素子との接続に必要
なコンタクト窓をあけておく。
次に、この半導体回路と薄膜抵抗回路を覆って保護する
ために、C、V、D 法によって5i02パソシヘー
/ヨン膜19を1500人〜3000人の厚みで形成す
る。そして更に、この5102パソンベーシヨン膜を覆
って、G、”/、D 法によってSiNパッシベーシ
ョン膜20を3ooO人〜10000 ・人の厚みで
形成する。そして、この2層のパッシベーション膜の一
部を18に示すように窓明けして、外部接続に必要な電
極取出しを行なう。この後、以上の工程で製造したモノ
リシックD−A変換器の変換性能を十分に高精度化する
ために、薄膜抵抗回路に形成した薄膜ラダー抵抗の抵抗
値調整を行なうレーザトリミングを実施した。
ために、C、V、D 法によって5i02パソシヘー
/ヨン膜19を1500人〜3000人の厚みで形成す
る。そして更に、この5102パソンベーシヨン膜を覆
って、G、”/、D 法によってSiNパッシベーシ
ョン膜20を3ooO人〜10000 ・人の厚みで
形成する。そして、この2層のパッシベーション膜の一
部を18に示すように窓明けして、外部接続に必要な電
極取出しを行なう。この後、以上の工程で製造したモノ
リシックD−A変換器の変換性能を十分に高精度化する
ために、薄膜抵抗回路に形成した薄膜ラダー抵抗の抵抗
値調整を行なうレーザトリミングを実施した。
本発明の薄膜抵抗回路では、Ni −Cr系合金の薄膜
抵抗素子上に、まず膜質のポーラスな5102ハソシベ
−ション膜が形成され、更にこの−にに膜質が緻密で強
固なSiNパッシベーション膜が形成されることによっ
て、レーザトリミングによって焼失するN1− Cr系
合金の薄膜抵抗回路が5i02膜中へ拡散することを抑
圧することがないだめに、−ページ゛ 容易に最良のレーザトリミングの加工条件が求められる
とともに、安定な抵抗値調整を可能にして、十分な高精
度化が得られるD−A変換性能を実現できる。しかも、
SiO2膜とSiN膜の2層のパッシベーション膜に全
く損傷を与えることなく、N1−Cr系合金の薄膜ラダ
ー抵抗体のみをトリミングすることができる。
抵抗素子上に、まず膜質のポーラスな5102ハソシベ
−ション膜が形成され、更にこの−にに膜質が緻密で強
固なSiNパッシベーション膜が形成されることによっ
て、レーザトリミングによって焼失するN1− Cr系
合金の薄膜抵抗回路が5i02膜中へ拡散することを抑
圧することがないだめに、−ページ゛ 容易に最良のレーザトリミングの加工条件が求められる
とともに、安定な抵抗値調整を可能にして、十分な高精
度化が得られるD−A変換性能を実現できる。しかも、
SiO2膜とSiN膜の2層のパッシベーション膜に全
く損傷を与えることなく、N1−Cr系合金の薄膜ラダ
ー抵抗体のみをトリミングすることができる。
更に、本実施例のモノリシックD−A変換器チップを従
来例と同様に樹脂封止パッケージに実装して、従来例で
述べた高温高湿試験やプレッ7ヤークッカー試験を実施
した結果、薄膜抵抗回路にあるNi −Cr系合金の薄
膜ラダー抵抗の抵抗変化率は著しく小さく、非常に安定
しているものであった。このため、レーザトリミングに
よって得られた高精度のD−A変換性能を長時間にわた
って維持し、保証できることを確認した。まだ、従来例
で見られるごとく人l配線に対する外部汚染もないもの
であった。
来例と同様に樹脂封止パッケージに実装して、従来例で
述べた高温高湿試験やプレッ7ヤークッカー試験を実施
した結果、薄膜抵抗回路にあるNi −Cr系合金の薄
膜ラダー抵抗の抵抗変化率は著しく小さく、非常に安定
しているものであった。このため、レーザトリミングに
よって得られた高精度のD−A変換性能を長時間にわた
って維持し、保証できることを確認した。まだ、従来例
で見られるごとく人l配線に対する外部汚染もないもの
であった。
このように、本発明の薄膜抵抗回路は5102ノ<ノシ
ベーション膜とSiNパッシベーション膜との2層のバ
ンシベ=ンヨン膜を形成することによって、レーザトリ
ミングの加工精度を向上するとともに、その薄膜抵抗回
路を用いたD−A変換器などの変換性能の高精度化トリ
ミングを可能にし、更に、湿気、塵埃、不純物イオンな
どの外部汚染から回路を十分に保護するバッシベ=ンヨ
ン効果をも著しく向上させ得る特徴を発揮するものであ
るO なお、上記した実施例では、パッシベーション膜の形成
をc、v、n 法によって実施したが、本発明は、こ
の形成法に限定されるものではなく、5102やSiN
の本質的な膜質を利用するものであって、スパッタ
法などの他の形成法によって形成したものにも適用が可
能である。
ベーション膜とSiNパッシベーション膜との2層のバ
ンシベ=ンヨン膜を形成することによって、レーザトリ
ミングの加工精度を向上するとともに、その薄膜抵抗回
路を用いたD−A変換器などの変換性能の高精度化トリ
ミングを可能にし、更に、湿気、塵埃、不純物イオンな
どの外部汚染から回路を十分に保護するバッシベ=ンヨ
ン効果をも著しく向上させ得る特徴を発揮するものであ
るO なお、上記した実施例では、パッシベーション膜の形成
をc、v、n 法によって実施したが、本発明は、こ
の形成法に限定されるものではなく、5102やSiN
の本質的な膜質を利用するものであって、スパッタ
法などの他の形成法によって形成したものにも適用が可
能である。
また、実施例ではモノリンツクD−A変換器の薄膜抵抗
回路について説明したが、本発明の要旨はこれに限定さ
れるものではなく、薄膜抵抗回路の を用いる千6子部品においても同様に成立するものであ
る。
回路について説明したが、本発明の要旨はこれに限定さ
れるものではなく、薄膜抵抗回路の を用いる千6子部品においても同様に成立するものであ
る。
発明の効果
11ページ
以上の説明のごとく、本発明はD−A変換器などに用い
られる薄膜抵抗回路において、この回路上に8102バ
ンシベーシヨン膜を形成し、更に、SiNパンシベーシ
ョン膜を形成してその回路を覆うことによって、高精度
のレーザトリミングを可能にし、更にこの高精度の抵抗
性能を保証する高信頼性を実現し得るものであり、工業
上非常に大きな効果を発揮するものである。
られる薄膜抵抗回路において、この回路上に8102バ
ンシベーシヨン膜を形成し、更に、SiNパンシベーシ
ョン膜を形成してその回路を覆うことによって、高精度
のレーザトリミングを可能にし、更にこの高精度の抵抗
性能を保証する高信頼性を実現し得るものであり、工業
上非常に大きな効果を発揮するものである。
第1図は従来の薄膜抵抗回路を用いたモノリシックD−
A変換器のチップを示す要部拡大断面図、第2図は本発
明の一実施例を用いたモノリシックD−A変換器のチッ
プを示す要部拡大断面図である0 12・・・・・・半導体基板、13・・・・・・半導体
素子、14・・・・・・5102膜、15・・・・・・
薄膜抵抗素子、16・・・・・・人β配線、18・・・
・・・電極取出しの窓あけ部分、19・・・・・・51
02パツシベーシヨン膜、2o・・・・・・siNパッ
シベーション膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図
A変換器のチップを示す要部拡大断面図、第2図は本発
明の一実施例を用いたモノリシックD−A変換器のチッ
プを示す要部拡大断面図である0 12・・・・・・半導体基板、13・・・・・・半導体
素子、14・・・・・・5102膜、15・・・・・・
薄膜抵抗素子、16・・・・・・人β配線、18・・・
・・・電極取出しの窓あけ部分、19・・・・・・51
02パツシベーシヨン膜、2o・・・・・・siNパッ
シベーション膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図
Claims (1)
- 基板上に形成された薄膜抵抗素子上に、この薄膜抵抗素
子を覆うごとりSiO2パッシベーション膜とSiNパ
ソ7ベーション膜をこの順序に積層してなる薄膜抵抗回
路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14451482A JPS5933859A (ja) | 1982-08-19 | 1982-08-19 | 薄膜抵抗回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14451482A JPS5933859A (ja) | 1982-08-19 | 1982-08-19 | 薄膜抵抗回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5933859A true JPS5933859A (ja) | 1984-02-23 |
Family
ID=15364118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14451482A Pending JPS5933859A (ja) | 1982-08-19 | 1982-08-19 | 薄膜抵抗回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5933859A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03155660A (ja) * | 1989-07-28 | 1991-07-03 | Nippondenso Co Ltd | 半導体装置製造方法 |
US5065222A (en) * | 1987-11-11 | 1991-11-12 | Seiko Instruments Inc. | Semiconductor device having two-layered passivation film |
US6809344B2 (en) * | 2002-03-29 | 2004-10-26 | Fujitsu Quantum Devices Limited | Optical semiconductor device and method of fabricating the same |
WO2010007560A3 (en) * | 2008-07-16 | 2010-05-14 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Semiconductor device and manufacturing method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56104460A (en) * | 1980-01-09 | 1981-08-20 | Tektronix Inc | Thin film hybrid circuit |
JPS5750450A (en) * | 1980-09-11 | 1982-03-24 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
-
1982
- 1982-08-19 JP JP14451482A patent/JPS5933859A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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WO2010007560A3 (en) * | 2008-07-16 | 2010-05-14 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Semiconductor device and manufacturing method |
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