JP2762895B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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Description
膜抵抗体のレーザートリミングに関し、特に薄膜抵抗体
上に形成される保護膜構造に関するものである。
ザー光により溶融切断して、その抵抗値を調整するレー
ザートリミング法が知られている。そして、この薄膜抵
抗体の保護膜として、トリミング性の観点から薄膜抵抗
上には酸化珪素を成膜し、耐環境性の観点から酸化珪素
膜上に窒化珪素膜を成膜するといった2層保護膜が使用
されている。
に窒化珪素膜を用いた場合には、窒化珪素膜の屈折率が
約2.0と大きいため、薄膜抵抗体で吸収されるレーザ
ー光エネルギーが図3に示すように、窒化珪素膜の膜厚
により大きく変動してしまう。その変動により薄膜抵抗
体4でのレーザー光エネルギーの吸収率が低い場合に
は、トリミングができないといった問題が生じてしまう
ことがある。これを光の性質を基にして以下に説明す
る。
ーザー光エネルギーは、平行平板表面での反射R、平行
平板での吸収Aおよび透過Tと3種類の状態に分けられ
る。すなわち、この3種類の状態の和が、入射したレー
ザー光のエネルギーに相当する。入射したレーザー光の
エネルギーを1としてこれを式で表すと、
光R0 は、各層界面からの反射光(R1,R2,R3,・・
・)の干渉光となる。従って、反射光R0 が変化すると
数1式をみても分かるように、多層膜中に入射されるレ
ーザー光も変動することになる。ここで、図2に示すよ
うな窒化珪素膜2,酸化珪素膜3,薄膜抵抗体4,下地
酸化膜5,シリコン基板6からなる多層膜系を考える場
合、反射光R 0 は、窒化珪素膜2の表面での反射、すな
わち界面aからの反射光R1 とそれ以下の界面b,c,
d,eからの反射光R2 との干渉光と考えることができ
る。薄膜抵抗4をトリミングするレーザー光が波長1.
064μmのYAGレーザー光の場合、干渉光である反
射光R0 は窒化珪素膜2の膜厚変動に影響を受け、約2
66nmの周期で変化する。実際、図2に示す窒化珪素
膜の膜厚は1μm程度であり、この厚さでの膜厚ばらつ
きは200〜300nmとなってしまう。従って、図2
に示すような素子構造では反射光R0 は窒化珪素膜の膜
厚変動の影響を受けることになり、上述のように薄膜抵
抗体4に到達するレーザー光が変動し、図3に示すよう
に薄膜抵抗体4でのレーザー光エネルギーの吸収率が変
動してしまう。特に、SOI構造を有する素子の場合
は、薄膜抵抗体でのレーザー光エネルギー吸収率がSO
I層の影響を受けるため、さらに深刻な問題となってい
る。
板上に形成した薄膜抵抗体のレーザートリミングにおい
て、この薄膜抵抗体上に形成した保護膜の膜厚ばらつき
の影響を低減することのできる半導体装置を提供するこ
とを目的とする。
めに成された本発明による半導体装置は、基板上に形成
され、レーザー光によってその抵抗値を調整される薄膜
抵抗体を有する半導体装置において、該薄膜抵抗体上に
形成される第1の保護膜の屈折率よりも小さい屈折率を
有する第2の保護膜を形成したことを特徴としている。
1の保護膜よりも屈折率の小さい第2の保護膜を形成す
るようにしているため、前記第1の保護膜表面でのレー
ザー光の反射を抑えることができる。これにより、前記
第1の保護膜の膜厚ばらつきに起因する、前記第1の保
護膜下層界面からの反射光と前記第1の保護膜表面上か
らの反射光との干渉による反射光の変動を抑えることが
できる。
本実施例は、従来構造の素子表面にさらに反射防止膜と
して、酸化珪素膜を堆積したものである。本実施例の構
造を以下に示す。Si基板6上に、ボロンおよびリンを
含有する酸化珪素膜であるBPSG膜および酸化珪素膜
からなる下地酸化膜5を形成し、その上にCrSiから
なる薄膜抵抗体4を形成し、その上に薄膜抵抗体の保護
膜としてTEOS酸化膜3,p−SiNからなる窒化珪
素膜2を形成し、さらにTEOS酸化膜1を形成する。
窒化珪素膜2の屈折率n2 は2.0であり、酸化膜1の
屈折率n1 は1.45である。このときのTEOS酸化
膜1の厚さは183nm程度(後に説明する)とする。
なお、図中7はAl配線である。
1064nm)を照射した場合の薄膜抵抗体4でのレー
ザー光の吸収率変化を図4に示す。また、従来構造の素
子における薄膜抵抗体でのレーザー光の吸収率変化を図
3に示す。両図を見比べても分かるように、窒化珪素膜
上に酸化珪素膜を形成した本実施例の方が、窒化珪素膜
の膜厚変化に対して薄膜抵抗体でのレーザー光エネルギ
ーの変動が小さいことが分かる。
膜よりも屈折率の小さい酸化珪素膜(TEOS酸化膜)
を窒化珪素膜上に形成しているため、窒化珪素膜表面で
の反射光を抑えることができる。そのため、窒化珪素膜
下層界面からの反射光と窒化珪素膜表面の反射光との干
渉による反射光の変動を抑えることができる。すなわ
ち、窒化珪素膜の膜厚ばらつきによる反射光の変動を抑
えることができる。これにより、薄膜抵抗体に到達する
レーザー光の変動を抑えることができ、薄膜抵抗体での
レーザー光エネルギーの吸収率の変動を抑えることがで
きる。従って、薄膜抵抗体のレーザートリミングにおい
て、窒化珪素膜の膜厚ばらつきの影響を低減することの
できる半導体装置を提供できる。
になっていても、薄膜抵抗体上に保護膜が存在する場合
には、その上に保護膜よりも低屈折率の膜を形成するよ
うにすれば同等な効果が得られる。上述のように、窒化
珪素膜上に酸化珪素膜を形成した場合には、窒化珪素膜
の膜厚変動による薄膜抵抗体でのレーザー光エネルギー
の吸収率変動を抑えることができる事が分かった。そこ
で、次に、窒化珪素膜上の酸化珪素膜の厚さの最適化に
ついて考える。酸化珪素の最適膜厚とは、窒化珪素膜表
面上でのレーザー光の反射が最小になるときである。こ
こで、垂直入射光に対して、1個の単層膜を下から順に
それと等価な1つの面に次々に置き換えていくRoua
rdの方法がある。この方法では、単層膜の上下両界面
での反射率を1つの式に置き換えることが可能となる。
なお、この方法は上の単層膜から順に行っても同等であ
り、ここでは上の単層膜から行うRouardの方法を
適用する。
をdとして、下層膜の屈折率をn2、また空気の屈折率
をn0 とする。このとき、n1 <n2 とすると反射率は
常に上層膜があるときの方が小さくなる。さらに、トリ
ミングに使用する照射レーザー光の波長をλとして、
2,・・・) という条件を満たすとき、上層膜をRouardの方法
により上層膜を面に置き換えたときの反射率は、
本実施例に適用して、面に置き換えられる単層膜を窒化
珪素膜上の酸化珪素膜と考えると、この酸化珪素膜の膜
厚を数2式で与えられるような膜厚にすれば、窒化珪素
膜上面での反射を最小にすることができる。本実施例の
場合では、トリミングレーザー光にYAGレーザー光を
用いているので、酸化珪素膜の光学的厚さは183nm
となる。図4は、この厚さ程度の酸化膜1を形成した時
の例である。このときの反射率は、酸化膜の屈折率をn
1 =1.45、窒化珪素膜の屈折率n2 =2.0、空気
の屈折率n0 として数3式よりR1 =6.2×10-4と
なり、窒化珪素膜単独での反射率0.11に比べ遙に小
さい値となる。
は、窒化珪素膜などの保護膜の影響を受けるばかりでな
く、薄膜抵抗体下のBPSG膜および酸化珪素膜からな
る下地酸化膜の膜厚の影響を受けることが知られてい
る。下地酸化膜の影響は、本発明の課題と同様にその膜
厚変動によるトリミングの不安定性である。これを解決
するために、下地酸化膜の膜厚制御を考えない場合はト
リミングエネルギーを増加させなければならず、このエ
ネルギーの増加により窒化珪素膜や酸化珪素膜の破壊が
起こってしまうといった問題がある。
窒化珪素膜上の酸化膜ありの素子と従来構造の酸化膜な
しの素子とにおいて、下地酸化膜の影響をトリミングに
必要な照射レーザーエネルギーの大きさで比較検討し
た。その結果を図5に示す。同図(a)は本実施例によ
るものであり、(b)は従来技術によるものである。膜
厚は、低屈折率膜であるTEOS酸化膜を177nm,
保護膜である窒化珪素膜を1μm,TEOS酸化膜を8
20nmとした。この図より、本実施例の素子の方が下
地酸化膜の膜厚変動に対してトリミングエネルギーが小
さくなっていると共に安定していることも分かる。すな
わち、窒化珪素膜上に酸化膜を形成することにより、薄
膜抵抗体のレーザートリミングにおいて、下地酸化膜の
影響も小さくできるという効果もあることがわかった。
保護膜下層界面からの反射光と前記第1の保護膜表面上
からの反射光との干渉による反射光の変動を抑えること
ができるため、薄膜抵抗体に到達するレーザー光の変動
を抑えることができる。従って、薄膜抵抗体でのレーザ
ー光エネルギーの吸収率変動を抑えることができる。す
なわち、薄膜抵抗体のレーザートリミングにおいて、薄
膜抵抗体上に形成した保護膜の膜厚ばらつきの影響を低
減することができるという優れた効果が得られる。
断面図である。
る。
(b)は、従来技術による特性図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 基板上に形成され、レーザー光によって
その抵抗値を調整される薄膜抵抗体を有する半導体装置
において、 該薄膜抵抗体上に形成される第1の保護膜の屈折率より
も小さい屈折率を有する第2の保護膜を形成したことを
特徴とする半導体装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5151871A JP2762895B2 (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 半導体装置 |
| US08/222,815 US5525831A (en) | 1993-04-05 | 1994-04-05 | Semiconductor device with thin film resistor having reduced film thickness sensitivity during trimming process |
| EP94105245A EP0620586B1 (en) | 1993-04-05 | 1994-04-05 | Semiconductor device having thin film resistor |
| DE69427501T DE69427501T2 (de) | 1993-04-05 | 1994-04-05 | Halbleiteranordnung mit Dünnfilm-Widerstand |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5151871A JP2762895B2 (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0722585A JPH0722585A (ja) | 1995-01-24 |
| JP2762895B2 true JP2762895B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=15528044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5151871A Expired - Lifetime JP2762895B2 (ja) | 1993-04-05 | 1993-06-23 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2762895B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7741131B2 (en) * | 2007-05-25 | 2010-06-22 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser processing of light reflective multilayer target structure |
| CN105719783A (zh) * | 2015-07-23 | 2016-06-29 | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 | 微波电路用薄膜电阻调节装置及其调节方法 |
-
1993
- 1993-06-23 JP JP5151871A patent/JP2762895B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0722585A (ja) | 1995-01-24 |
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