Способ подгонки сопротивления тонкопленочного резистора Советский патент 1983 года по МПК H01C17/75 

S

ff

О)

TTiyj

III v-«

5 flll 2

f

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в производстве резисторов.

Известен способ подгонки сопротивления тонкопленочных резисторов путем удаления резистивной пленки сфокусированным лучом лазера

Недостатком данного способа является то, что стабильность резисторов после подгонки в значительной мере зависит, от качества реза, образуемого в результате лазерной обработки, и состояния резистивного материала на краях реза. При этом продукты разложения .в зоне реза могут образовываться нестабильные шунтирующие токопроводящие мостики за счет локального перегрева на кромке реза. Возможно также образование в резистивной пленке микротрещин, приводящих к нестабильности сопротивления резистора.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ лазерной подготовки тонкопленочного резистора за счет локального нагрева резистивного материала в зоне воздействия лазерного луча, приводящего к изменению его электрофизических свойств, а следователь но, к изменению сопротивления тонкопленочного резистора 2.

Изменение сопротивления резистивного материала определяется числом импульсов лазера и их мощностью в зависимости от типа задачи.

В процессе подгонки обеспечивается последовательное облучение участков резистивного материала путем перемещения тонкопленочного резистора с помощью позиционирующего устройства.

По сравнению со способом подгонки сопротивления тонкопленочного резистора путем удаления части резистивного материала сфокусированным лучом лазера подгонка тонкопленочного резистора путем лазерной теЕ 1ообработки резистивной пленки обладает теми преимуществами, что в этом случае отсутствует загрязнение подложки интегральной схемы частицами удаляемого резистивного материала, а также возможна подгонка тонкопленочного резистора в сторону уменьшения их сопротивления t2 .

Недостатком известного способа является значительное ухудшение стабильности сопротивления подгоняемого резистора за счет образования локальных напряжений в резистивной пленке при ее высокотемпературной обработке сравнительно короткими импульсами лазера (до нескольких наносекунд). В дальнейшем это приводит к возникновениш микротрещин на участках резистивной пленки, обработанной лазером

вследствие чего происходит интенсификация окислительных процессов,.

Высокие градиенты температуры, воникающие в резистивной пленке при ее термообработке импульсами лазера, могут приводить к нарушению ее защитного покрытия.

Цель изобретения - повьнаение ста бильности тонкопленочного резистора.

Поставленная цель достигается тем что согласно способу подгонки сопро|тивления тонкопленочного резистора, включающему термообработку резистивной пленки импульсами лазера, перед каждые импульсом лазера осуществляют предварительный нагрев резистивно пленки пропусканием через нее импульса электрического тока длительностью 50-100 мс.

На чертеже схематически изображен устройство для осуществления предлагаемого способа.

Устройство состоит из импульсного оптического генератора 1, оптической системы 2, блока 3 питания, координатного стола 4, подгоняемого резистора 5, омметра б, коммутатора 7, игольчатых щупов 8, контактных площадок 9, формирователя 10 импульсов тока и задающего генератоЕ а 11.

Оптическая система 2 служит для фокусировки лазерного излучения 12. Координатный стол 4 служит для перемещения подгоняемого резистора 5 в процессе подгонки. Измерение сопротиления в процессе подготовки ocjmiecTBляется омметром 6, подкладченнвм через коммутатор 7 с помощью игольчатых щупов 8 к контактным площадкам 9 резистора 5.

Для получения импульсов электрического тока служит фоЕялирователь 10 Коммутатор 7 осуществляет попеременное подключение к подгоняемому резистору формирователя 10 импульсов электрического тока и омметра б.

Управление работой блока 3 питания лазера и формирователя 10 импульсов тока осуществляется задающим генератором 11, позволяющим плавно изменять время задержки между га«пульсами тока и импульсами лазера. |Кроме того, задающий генератор 11 служит для прекращения процесва подгонки после получения сигнала от омметра б о достижении требуемого значения сопротивления подгоняемого резистора.

Рёзистивную пленку 5 с удельным сопротивление 1 и номиналом резистора 1-10 ком на основе сплава

PC 3710 предварительно нагревают путем пропускания через нее импульсов электрического тока длительностью 50 мс и амплитудой 100 В до температуры 350°С. Причем нагрев осуществляют перед каждым импульсом лазера.

Температуре подогрева реэистивной пленки должна равняться температуре ПОДЛОЖКИ при напылении реэистивного материала; .Температура, равная 3 , не приёодит к структураьал изменениям в реэистивной пленке, а следовательни, и к изменению ее сопротивления. Залем осуществляют последовательное облучение резистивной пленки лучом лазера (время задержки импульса лазера равно 50 мс) путем перемещения подгоняемого резистора с помощью координатного стола ,4.

В результате использования предлагаемого способа можно повысить стабильность тонкопленочных резисторов на 40% по сравнению с тонкопленочными резисторами, подгонявшими без предварительного подогрева, ) Время задержки лазерного импульса по отношению к импульсу электрического тока изменяется в диапазоне 50-100 мс. Длительность импульса злектрического тока при этом сое тавляет 50-100 мс и выбирается для каждого резистивнрго материала и геметрических размеров тонкопленочног резистора экспериментально. Период 50-100 мс наиболее предпочтителен.

так как он дает наиболее оптимальные результаты.

Изменение сопротивления подгоняемого тонкопленочного резистора производится в период между импульсами электрического тока.

При достижении в процессе подгонки тонкопленочного резистора требуемого значения сопротивления омметр б дает команду задающему ге0нератору 11 о прекращении процесса подгонки.

Преимуществом пр цлага лого способа является то, что для получения

5

заметного изменения сопротивления предварительно подогретого тлпульсами тока,резистора требуется значительно меньшая мсэдность лазерного излучения, чем у неподогре0 того резистора. При этом в пленке ; не возникает больших перепадов температуры и, как следствие, снижается возможность возникновения локальных напряжений -как в ее структуре,

5 так и в защитном покрытии, приводяощм к образованию микротрещин.В целом это приводит к повышению стабильности тонкоплёночных резисторрй, прешедших лазерную термообработку.

СПОСОБ ПОДГОНКИСОПРОТИВЛЕНИЯ ТОНКОПЛБНОЧНОГО РЕЗИСТОРА, включающий термообработку резистивной пленки импульсами лазера, отличающийся тем, что,.с целью повышения стабильности резистора, перед каждым импульсом лазера осуществляют предварительный нагрев резистивной пленки пропусканием через нее импульса электрического тока длительностью 50-100 мс.