JPS5978502A - 薄膜抵抗器の整合 - Google Patents

薄膜抵抗器の整合

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JPS5978502A
JPS5978502A JP58174461A JP17446183A JPS5978502A JP S5978502 A JPS5978502 A JP S5978502A JP 58174461 A JP58174461 A JP 58174461A JP 17446183 A JP17446183 A JP 17446183A JP S5978502 A JPS5978502 A JP S5978502A
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JP
Japan
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resistor
sensitivity
resistors
unit
units
Prior art date
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Application number
JP58174461A
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English (en)
Inventor
アドリアン・ポ−ル・ブラカウ
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Analog Devices Inc
Original Assignee
Analog Devices Inc
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/08—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
    • H01L27/0802—Resistors only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/22—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for trimming
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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    • Y10T29/49082—Resistor making
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  • Non-Adjustable Resistors (AREA)

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】 この発明ＨＪ：　ｃ　（集積回路）デバイスに関し。
特に抵抗器の感度を均一な製造誤差に調和させる方法と
製品とに関する。
■Ｃデバイスは厳密な予め定められた抵抗値の比になる
ことを要求される抵抗器対を用いることが多い。このよ
うな回路が正しく動作するためには、これらの比が非常
に狭い誤差範囲に入ることが必要である。抵抗値の比ｑ
厳密であるが、対を形成する抵抗器の個々の抵抗値に必
ずしも厳密でなくてもよい。しかしながら。
これらの抵抗器を形成する間に、製造過程の結果として
、生成される抵抗器ユニットの側辺を切断したり、エツ
チングしたシする際に均一な体系的誤差を生じる。この
体系的誤差は抵抗器の製造の組ごとに大きさが異るけれ
ども、ある一つの群の中では均一である。エツチングの
誤差は成る一つの製造過程の群の中では常に均一である
から、このようなエツチング誤差が製造によって生じた
後でも、抵抗器の対を予め定められた一定の比を保つよ
うに構成することが出来る。切断誤差が対の中の個々の
抵抗器の絶対値が非比例的に変化する原因となるけれど
も。
非常に正確な予定の比が要求され・る設計上の強い要請
を満足させることが出来る。
もっと一般的に問題を考察するためには。
種々の製造段階により所定のチップの上の抵抗器の側の
が均一な影響を受けることを観察することである。例え
ば、抵抗器の側辺をエツチングしずきた場合、各抵抗器
は所望の巾よりもほぼ同じ増分量だけ少いということに
なる。この増分量附、抵抗器の設計上の中にはよらず、
はぼ均一であるから、違った大きさの抵抗器に影響する
ことになる。すなわち同じ一定の大きさの巾の誤差によ
っても、　ｒＪｊの広い抵抗器の抵抗値は少ししか影響
を受けないのに、巾の狭い抵抗器の抵抗値は大きな影響
をうける。
いいかえれば、大きさの異なる抵抗器ユニットはその側
辺の誤差により抵抗値の異なる相対的変化を受けること
になる。等しし一定の長さ及びｌ］が−それぞれＷと２
Ｗであるような２つの長方形ユニットがある時、各対の
側辺に影響を与えるエツチング誤差ｅＨ，Ｗの巾をもつ
抵抗器ユニットの抵抗値を２Ｗの巾をもつ抵抗器ユニッ
トの抵抗値の２倍も太きく変化させる。
これら２つの抵抗器ユニットのうち小さい方は。
巾の変化による抵抗値の変化に対して２倍して敏感であ
る。例えば１方の抵抗器の巾が５ミルであり、他方が１
０ミルであるとすると、各側辺にＯＯ６ミルの巾の変化
’ａＩえるエツチング誤差はそれぞれの抵抗器に対して
０．０３Ｘ２−１□係。
およヒー四几玄χ２　＝　０．６％の・抵抗値変化を与
える。
０ この問題を回避するためにいろいろの方法を使うことが
出来る。例えば、Ｒ−２Ｈ回路網の場合、しばしば同一
サイズの抵抗器だけを使い、この回路の２Ｒ分枝を形成
するためには同じ抵抗器を２個直列につなぐようにする
。こうすると一様な側辺の誤差はこの回路の全抵抗値に
影響を与えるけれども、Ｒ−２Ｈの比には致命的な影響
を与えない。２以外の整数比を形成するために多数の同
一の抵抗器ユニットを使用するような特別な解決法を用
いる場合もある。
しかしながら、大きな比や、整数でない比を含む場合は
、同一の抵抗器を相互接続するという方法は実用的でな
い。
この発明の目的は、巾の変化から結果する相対的な抵抗
値変化に対して異なる大きさの抵抗器の感応度を等しく
する方法すなわち整合する方法を提供することである。
この方法は極めて厳密な誤差範囲内の予定の抵抗値の比
をもたなければならない抵抗器の対を製造する過程にお
いて有用である。抵抗器の両側辺の間のｄ】の変化を生
ぜしめ、また抵抗器の抵抗値を変化させる前、述の製造
誤差にも拘らず、この抵抗値の比は予め定められた一定
値に保たれなければならない。この抵抗値の比が製造の
完了後一定に保たれる限り対の個々の抵抗器の抵抗値変
化は許容される。
次に１本発明を実施例について図面を参照して説明する
。
ここに説明する方法とそれによって生成される製品は大
きさの異なる抵抗器の感度を整合するために用いること
が出来る。任意の長方形ユニットの抵抗器材料に対して
、抵抗値は次の式で表わされる： ここで　ρ−シートの固有抵抗 り二抵抗器ユニットの長さ Ｗ−抵抗器ユニットの巾 巾の変化による抵抗値の変化は　／ａＷ。
すなわちＷに関するＨの一次微分値である。この明細書
と特許請求の範囲において、Ｓの記号であられす用Ｍｉ
「感度」は抵抗器の、その巾の変化による全抵抗値の変
ｒヒの度合を示す指数として使用される量である。抵抗
器の感度Ｓは次の式で定義される。
それぞれが同じ長さで Ｗ、　＋Ｗ２＋　Ｗ、　　十　・・・・・・　−１−Ｗ
ｉ　＝　Ｗの金側巾をもつｉ　（ＶＡＯ長方形ユニット
から成る一個の抵抗器に対しては、全体の感度は各抵抗
器ユニットの感度の和゛で与えられる。すなわちットを
もつ抵抗器 それぞれ異なる長さと異なる［１）をもつ１個の長方形
ユニットを直列に接続した一側の抵抗器のような、より
複雑な場合については、全体の感度は方程式２の変形と
して以下に述へる方程式４で表わすととが出来る。
どのユニットに対しても ρ丁。
Ｒ，＝１．　　　　　　　（方程式１）それ故 とれに方程式１を代入すると。
この明細書においては９本発明の方法を。
基準抵抗Ｒｒと整合抵抗Ｒｍと称する一対の抵抗器を用
いて説明する。各々が長さり、固有抵抗ρでそれぞれａ
およびｂの巾をもつ一対の抵抗器ＲｒとＲｍとが与えら
れた場合、　Ｒｒ及びＲｒｎの感度は方程式２によって ５ｒ−−ン　、　　　Ｓｍ＝＝−ン ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｂとなる。感
度を整合させるためには、　ＳｒとＳｍとを表わす比の
値を等しいものにしなければならない。これは２つの抵
抗器ＲｒとＦｔｍのうち巾の大きい方をｎ　（ｍの並列
ユニッｍ１ｍ１ｃ分割することによって実現出来る。こ
こに の時） ・・・　方程式５ 側辺の影響に対して低い感度をもつ巾の広い抵抗器を、
より高い感度をもつ巾の狭い抵抗器と整合しようとする
ならば、巾の広い抵抗器を分割して、その感度を上げる
ことができる。
例えば１等しい長ｇＬをもち、それぞれ４０ミルと０５
ミルの巾をもつ２つの抵抗計ＲｘとＲ７とがあると、方
程式２から この２つの抵抗器を整合するためには、第１図に示すよ
うに、巾の広い方の抵抗器Ｒｘ１８つの並列ユニッ）　
（１０１に分ければよい。このことは次の計算から導か
れる。
方程式５から　Ｆ この８個の抵抗器ユニットｕ等しいｒＪｒ　、すなわち
０５ミルの巾でも、ｔたはレイアウトの要求によっては
違う巾をもつものであってもよい。
しかしながら、整合方法としてはこの場合の分割は８ケ
のユニットになることが必要である。
すなわち分割により得られる抵抗器は８倍の側辺を持つ
ことになり、２個の側辺しかもっていなかった抵抗器Ｒ
ｘは分割後１６個の側辺をもつことになる。
もっと複雑な問題は異なる長さと巾とをもつ２つの直列
ユニットをもつ第１の抵抗器と１つのユニットしかない
第２の抵抗器とから成る抵抗器対の場合に提起される。
もし第１の抵抗器Ｒｃが０５ミル巾で長さ１７８ミルの
ユニットと、１．４ミル巾で９ミルの長さのユニットと
から成っているならば、与えられた同じ固有絨抗値に対
して、この２つの抵抗器はそれぞれ３５６０　ＫＯと６
．４５　ＫＱの抵抗値をもつであろう。
この２つの抵抗器の接続部に加わる不連続性抵抗値Ｑ、
　４２　ＫＱが加わるために、この２つの抵抗器の組合
せ結果としての直列抵抗値に ３　５、６　０　　ＫＱ　＋　６．４　５　ＫΩ＋　０
．　４　２　　Ｋ、Ｑ　＝　４２．４５ＫＱとなる。方
程式４から ４２．４５にΩ 汽　Ｓｃ　　＝　　　−１，７９ミ　ルもし抵抗器Ｒｃ
を長さ４ミ１しの２５０Ωの抵抗器Ｒｄに整合させよう
とするならば、２５０Ωの抵抗器を分割しなければなら
ない。この抵抗器は１６ミルの巾であるから感度［／　
＝Ｑ、Ｑ　６２５６ である。この抵抗器の感度１ｄ４２にΩの抵抗器Ｒ（の
感度よりも１．７９１０．０６２５＝２８６４倍少い。
それ故２５０Ωの抵抗器は２８又は２９のユニットに分
割しなければならない。
上記実施例で、２８か２９か何れかの整数に分割すると
とによって成る誤差が生じるけれども、その誤差は比較
的微少である。しかしながら１分割数ｎが例えば２６４
というように比較的小さい数であるならば、ｎ−２かｎ
＝＝３かを選択することによって生じる誤差は受は入れ
難い程大きくなろう。これを避けるために、並列の抵抗
器ユニットのうちの１つを直列形の異なるｄ］の２つの
ザブユニットから成るように形成することが出来よう。
例えば、第２図に示すようにユニッＩトＯｚはそれぞれ
平行な側辺をもつが異なる巾の長方形サブユニットα４
．ｑｏをつないだ形に形成することが出来よう。このよ
うな形状にすることによって設計者は分数の感度を実現
するような一様な巾でないユニットを形成することが出
来よう。感度の値の一方は狭い巾□　　の部分により、
他方の異なる値はその広い１〕の部分による。このよう
な設計は感度の比ｎが比較的低い場合に、その非整数部
分を具体化するために使うことが出来よう。
【図面の簡単な説明】
第一１図はこの発明の一実施例の概略図、第２図はこの
発明の別の実施−〇の概略図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）第１の抵抗器の巾の変化による抵抗値の変化に対
    する感度を、第２の抵抗器の同様な感度に整合させるこ
    とによって、第１の抵抗器と第２の抵抗器との抵抗値の
    比を制御する方法にして。 第１の抵抗器を複数個のユニットに分割し。 この分割によって該抵抗器ユニソトヲ合計した抵抗器感
    度が増加して前記第２の抵抗器の感度と実質的に等しく
    なるようにする方法。 （２、特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前
    記第１の抵抗器Ｒｍをｎ個の並列のユニットに分割し、
    この分割により該第１の抵抗器ＩＲｍの感度Ｓｍと前記
    第２の抵抗器Ｂｒの感度Ｓｒとが実質的に等しくなる方
    法であり、１ｆｆａｌの長方形ユニットから成る抵抗器
    の感度Ｓが。 ＴＯＴＡＢ で与えられ、ここで であり、どの抵抗器に対しても ρ　＝　固有抵抗 Ｌｉ　　＝　　ユニットの長さ Ｗｉ　　＝　　ユニットの巾 Ｒｉ　　＝　　ユニットの抵抗値 であって。 前記分割が行われる前の状態で。 ｎ　＝　（Ｓｒ　”ｚｓｍの場合）、／Ｗｍにほぼ等し
    い整数又は ８ｍ ｎ　−（Ｓｍ　＞Ｓｒの場合）／にほぼ等しい整ｒ 数となるようｉｃｎが選定された方法。 （３）　　特許請求の範囲第２項に記載の方法にして。 前記ユニットのうち少くとも１個が一様でない巾をもつ
    幾何学的な形状に形成され、該１個のユニットが前記複
    数の並列ユニットの綜合感度の値に対して分数の比とな
    る感度を呈し、もって、＠記感度比ｎの非整数部分がｎ
    の値が比較的低い時に対して実現されつる方法。 （４）　ＡｉＪ記幾何学的形状が平行な側辺をもつが巾
    の異なる２個の長方形から成る。特許請求の範囲第６項
    に記載の方法。 （５）大きさの異なる複数の抵抗器を含み、少なくとも
    その中の１個が一連の並列のユニットから成り、該複数
    の抵抗器が特許請求の範囲第２項に記載の方法に従って
    、予め定められた比の値となるように構成された工ｏデ
    バイス。 （６）　　予め定められた抵抗値の比となるように構成
    された一対の大きさの異なる抵抗器を含み。 該抵抗器のうちの少くとも１方は一連の並列のユニット
    から成る工Ｃデバイスにして、感度Ｓｍを有する第１の
    抵抗器Ｒｍは、感度Ｓｒの第２の抵抗器Ｒｒに対し７．
    該第１の抵抗器Ｒｍを整合させるために、ｎ個のユニッ
    トに分割してあり。 ｉ側のユニットから成る第１の抵抗器の感度Ｓが ＲＴＯＴＡＴＪ で有えられ、ここで であり、どの抵抗器についても ρ　−固有抵抗 Ｌｉ、　　＝　　ユニットの長さ Ｗｌ　　−ユニットの巾 Ｒｉ　　−ユニットの抵抗値 であって、前記分割が行われる前の状態で。 ｎ　＝（Ｓｒ　＞　Ｓｍの場合）シーに少なくともほぼ
    等しい整数 又は ｎ　−（Ｓ＋ｒ＋’＞Ｓｒの場合）Ｓｍ１に少なくとも
    ほぼ等しい整数 となるようにｎが選定された■Ｃデバイス。
JP58174461A 1982-09-24 1983-09-22 薄膜抵抗器の整合 Pending JPS5978502A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/423,255 US4565000A (en) 1982-09-24 1982-09-24 Matching of resistor sensitivities to process-induced variations in resistor widths
US423255 1995-04-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5978502A true JPS5978502A (ja) 1984-05-07

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CA (1) CA1219966A (ja)
DE (1) DE3334679A1 (ja)
FR (1) FR2533753A1 (ja)
GB (1) GB2129620B (ja)
NL (1) NL8303256A (ja)

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DE3334679A1 (de) 1984-03-29
GB2129620B (en) 1986-10-08
FR2533753A1 (fr) 1984-03-30
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