(57)【要約】【課題】調整に時間を要することがなく、低コストなブリッジ回路のオフセット電圧調整構造およびそれを備えた電子部品を提供する。【解決手段】基板１００上に形成されたブリッジ抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４と、基板１００上に形成された抵抗領域２００と、抵抗領域２００に形成された３以上の複数のコンタクト３００と、コンタクト３００とブリッジ抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を電気的に接続する配線部４００と、を有し、ブリッジ抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４と、配線部４００により複数のコンタクト３００から選択されてブリッジ抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４に接続された調整抵抗Ｒａ、Ｒｂとからブリッジ回路１０を構成し、この選択を配線部４００の製造工程において行なう構成とする。【選択図】図２
2011155075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成されたブリッジ抵抗と、
前記基板上に形成された抵抗領域と、
前記抵抗領域に形成された３以上の複数のコンタクトと、
前記コンタクトと前記ブリッジ抵抗を電気的に接続する配線部と、を有し、
前記ブリッジ抵抗と、前記配線部により前記複数のコンタクトから選択されて前記ブリッジ抵抗に接続された調整抵抗とからブリッジ回路が構成されていることを特徴とするブリッジ回路のオフセット電圧調整構造。
【請求項２】
前記選択は、前記配線部の製造工程において行なわれることを特徴とする請求項１に記載のブリッジ回路のオフセット電圧調整構造。
【請求項３】
基板と、
前記基板上に形成されたブリッジ抵抗と、
前記基板上に形成された抵抗領域と、
前記抵抗領域に形成された３以上の複数のコンタクトと、
前記コンタクトと前記ブリッジ抵抗を電気的に接続する配線部と、を有し、
前記ブリッジ抵抗と、前記配線部により前記複数のコンタクトから選択されて前記ブリッジ抵抗に接続された調整抵抗とからブリッジ回路が構成されていることを特徴とする電子部品。
【請求項４】
前記選択は、前記配線部の製造工程において行なわれることを特徴とする請求項３に記載の電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブリッジ回路のオフセット電圧調整構造およびそれを備えた電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブリッジ回路のオフセット電圧を調整するものとして、半導体基板上に形成されたラダー抵抗領域において、調整パターン構造の一部をトリミングすることにより抵抗値調整を行なう方法がある。すなわち、薄膜抵抗の調整パターン構造として、薄膜抵抗器にラダー構造を有する調整構造のものがある（例えば、特許文献１）。この調整構造における薄膜抵抗器では、抵抗器の入力部と出力部の間に、抵抗値の調整のためのラダー抵抗の調整パターン構造が設けられている。抵抗値を測定しながら、レーザビームでこのラダー部を順々にカットしていくことにより、薄膜抵抗器を最適抵抗値に調整することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平−７２１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の薄膜抵抗器のラダー構造を有する調整構造によれば、ラダー部をレーザビームで順々にカットしていくことにより、最適抵抗値に調整することができるが、このレーザトリミングでは調整に時間を要し、これによるコストアップが問題となっていた。
【０００５】
従って、本発明の目的は、調整に時間を要することがなく、低コストなブリッジ回路のオフセット電圧調整構造およびそれを備えた電子部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［１］本発明は上記目的を達成するため、基板上に形成されたブリッジ抵抗と、前記基板上に形成された抵抗領域と、前記抵抗領域に形成された３以上の複数のコンタクトと、前記コンタクトと前記ブリッジ抵抗を電気的に接続する配線部と、を有し、前記ブリッジ抵抗と、前記配線部により前記複数のコンタクトから選択されて前記ブリッジ抵抗に接続された調整抵抗とからブリッジ回路が構成されていることを特徴とするブリッジ回路のオフセット電圧調整構造を提供する。
【０００７】
［２］前記選択は、前記配線部の製造工程において行なわれることを特徴とする上記［１］に記載のブリッジ回路のオフセット電圧調整構造であってもよい。
【０００８】
［３］本発明は上記目的を達成するため、基板と、前記基板上に形成されたブリッジ抵抗と、前記基板上に形成された抵抗領域と、前記抵抗領域に形成された３以上の複数のコンタクトと、前記コンタクトと前記ブリッジ抵抗を電気的に接続する配線部と、を有し、前記ブリッジ抵抗と、前記配線部により前記複数のコンタクトから選択されて前記ブリッジ抵抗に接続された調整抵抗とからブリッジ回路が構成されていることを特徴とする電子部品を提供する。
【０００９】
［４］前記選択は、前記配線部の製造工程において行なわれることを特徴とする上記［３］に記載の電子部品であってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、調整に時間を要することがなく、低コストなブリッジ回路のオフセット電圧調整構造およびそれを備えた電子部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るブリッジ回路１０の構成を示す回路図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、図１の回路図において、調整抵抗Ｒｂとブリッジ抵抗Ｒ４の部分Ａ−Ａに対応する半導体素子での上平面図（ａ）、断面図（ｂ）である。
【図３】図３（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施の形態に係るブリッジ回路１０の調整抵抗の部分の半導体製造工程を工程順に説明するための各工程図である。
【図４】図４は、アルミ配線パターンの例を示すものであり、（ａ）は等価回路図であり、（ｂ）はこれに対応する半導体素子での上平面図、（ｃ）は半導体素子での断面図である。
【図５】図５は、アルミ配線パターンの例を示すものであり、それぞれの図において、（ａ）は等価回路図であり、（ｂ）はこれに対応する半導体素子での上平面図である。
【図６】図６は、アルミ配線パターンの例を示すものであり、それぞれの図において、（ａ）は等価回路図であり、（ｂ）はこれに対応する半導体素子での上平面図である。
【図７】図７（ａ）は、水平垂直方向に抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４をブリッジ接続した構成を示すもので、（ｂ）は、直交する４５度方向に抵抗Ｒ１５、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８をブリッジ接続した構成を示す回路接続図である。
【図８】図８は、上記の回路接続図で構成されるものを基板１００の上に所定のパターンでレイアウトして構成し、半導体製造工程により形成される電子部品としてのＭＲセンサ８００を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（本発明の実施の形態）
本発明の実施の形態に係るブリッジ回路１０のオフセット電圧調整構造は、基板１００上に形成されたブリッジ抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４と、基板１００上に形成された抵抗領域２００と、抵抗領域２００に形成された３以上の複数のコンタクト３００と、コンタクト３００とブリッジ抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を電気的に接続する配線部４００と、を有し、ブリッジ抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４と、配線部４００により複数のコンタクト３００から選択されてブリッジ抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４に接続された調整抵抗Ｒａ、Ｒｂとからブリッジ回路１０が構成された構造である。この選択は、配線部４００の製造工程において行なわれる。図１は、上記の構成を回路図で示したものである。
【００１３】
また、本発明の実施の形態に係るブリッジ回路１０を有する電子部品は、基板１００と、基板１００上に形成されたブリッジ抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４と、基板１００上に形成された抵抗領域２００と、抵抗領域２００に形成された３以上の複数のコンタクト３００と、コンタクト３００とブリッジ抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を電気的に接続する配線部４００と、を有し、ブリッジ抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４と、配線部４００により複数のコンタクト３００から選択されてブリッジ抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４に接続された調整抵抗Ｒａ、Ｒｂとから構成されるブリッジ回路１０を有する。この選択は、配線部４００の製造工程において行なわれる。
【００１４】
図１に示すように、ブリッジ回路１０は、ブリッジ抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４と調整抵抗Ｒａ、Ｒｂから構成されている。ブリッジ抵抗Ｒ２、Ｒ４は、それぞれ調整抵抗Ｒａ、Ｒｂと直列に接続された状態で、ブリッジ抵抗Ｒ１、Ｒ３と接続されている。ブリッジ抵抗Ｒ１、Ｒ３の一端には電源電圧Ｖｃｃが印加される。ブリッジ抵抗Ｒ１の他の一端は、ブリッジ抵抗Ｒ２と接続され、その接続点は出力Ｖ１とされる。また、ブリッジ抵抗Ｒ３の他の一端は、ブリッジ抵抗Ｒ４と接続され、その接続点は出力Ｖ２とされる。ブリッジ抵抗Ｒ２と直列に接続された調整抵抗Ｒａ、および、ブリッジ抵抗Ｒ４と直列に接続された調整抵抗Ｒｂは共にグランドＧＮＤに接続される。
【００１５】
図１に示したブリッジ回路１０は、出力Ｖ１と出力Ｖ２の差信号を出力とする。このブリッジ回路が、例えば、ＭＲセンサ等の磁気抵抗素子に使用される場合は、ブリッジ抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の抵抗値が磁界によって変化し、この磁気抵抗効果による差信号の変化を検出するので、抵抗値の調整により高精度なオフセット調整が要求される。本発明の実施の形態では、オフセット調整のための抵抗値の調整を、調整抵抗Ｒａ、Ｒｂの抵抗値の調整で行なう。
【００１６】
図２（ａ）、（ｂ）は、図１の回路図において、調整抵抗Ｒｂとブリッジ抵抗Ｒ４の部分Ａ−Ａに対応する半導体素子での上平面図（ａ）、断面図（ｂ）である。調整抵抗Ｒｂは、基板１００上に絶縁層１１０が形成され、その絶縁層１１０上に形成された抵抗領域２００と、抵抗領域２００上にオーミック接続状態で形成された３以上の複数のコンタクト３００と、コンタクト３００とブリッジ抵抗Ｒ４を電気的に接続する配線部４００とから概略構成されている。ここで、配線部４００は、アルミ配線であって、複数のコンタクト３００のうち、任意の１以上のコンタクト３００がこのアルミ配線により調整抵抗Ｒｂと接続され、また、任意の１以上のコンタクト３００がこのアルミ配線によりグランドＧＮＤと接続される。調整抵抗Ｒａ側の構成も同様である。この接続パターンは、図１に示したブリッジ回路１０のオフセット電圧が所定値以下となるように、半導体製造工程中の配線工程で実施される。
【００１７】
図３（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施の形態に係るブリッジ回路１０の調整抵抗の部分の半導体製造工程を工程順に説明するための各工程図である。以下、工程順に調整抵抗の部分について製造方法を説明する。
【００１８】
図３（ａ）に示すように、基板１００の表面全面に公知のＣＶＤ法等により、絶縁層１１０を形成し、この絶縁層１１０上にシリコンクロム（ＳｉＣｒ）系やニッケルクロム（ＮｉＣｒ）系の薄膜抵抗材料を所定形状にパターニングして、層厚が、例えば、１０〜２０ｎｍ程度の薄膜抵抗層である抵抗領域２００を形成する。
【００１９】
次に、図３（ｂ）に示すように、抵抗領域２００を全面的に覆うように、ＳｉＯ２等の層間絶縁膜５００を形成した後、レジスト６００を塗布してパターニングし、層間絶縁膜５００に形成するコンタクト３００に対応した開口６１０を形成する。
【００２０】
次に、図３（ｃ）に示すように、ドライエッチングで層間絶縁膜５００に、開口６１０に対応する開口部（コンタクトホール）５１０を形成した後、レジスト６００を除去する。
【００２１】
次に、図３（ｄ）に示すように、公知のＣＶＤ法により全面にタングステンなどの金属を堆積し、金属層７００を形成する。尚、場合によっては、この金属層７００の形成に先立って、密着性をよくするための密着層としてチタンや窒化チタンの薄い層を形成することもできる。
【００２２】
次に、図３（ｅ）に示すように、通常のドライエッチングまたはＣＭＰなどの公知の方法で、開口部（コンタクトホール）５１０内にだけに金属層７００が残るように、層間絶縁膜５００上の金属層７００を除去すると共に、層間絶縁膜５００及び開口部５１０部分に残った金属層７００の各表面を平坦化する。これにより、層間絶縁膜５００中に抵抗領域２００に接続されたコンタクト３００を形成することができる。本発明の実施の形態では、このコンタクト３００は３以上の複数個が形成される。
【００２３】
次に、図３（ｆ）に示すように、アルミニウムＡｌ等により、配線部（配線層）４００をコンタクト３００とブリッジ抵抗Ｒ２、Ｒ４側のコンタクト、あるいは、グランドＧＮＤ側のコンタクトと接続するように形成する。配線部（配線層）４００の形成工程では、図１に示したブリッジ回路１０のオフセット電圧が所定値以下となるように、アルミ配線に使用するマスクパターンを適宜変更する。
【００２４】
このマスクパターンは、例えば、試作段階での半導体ウエハー上に、種々のマスクパターンによる種々のアルミ配線パターンで形成されたブリッジ回路１０、あるいは、そのブリッジ回路１０を含む電子部品を、ＴＥＧ（Test Element Group）に形成しておき、これを測定することにより、量産工程で最適なマスクパターンを選択・使用して製造することができる。
【００２５】
図４は、アルミ配線パターンの例を示すものであり、（ａ）は等価回路図であり、（ｂ）はこれに対応する半導体素子での上平面図、（ｃ）は半導体素子での断面図である。また、図５、図６も、アルミ配線パターンの例を示すものであり、それぞれの図において、（ａ）は等価回路図であり、（ｂ）はこれに対応する半導体素子での上平面図である。
【００２６】
図４（ａ）〜（ｃ）で示すアルミ配線パターンの例では、配線部４００がコンタクト３００に接続されているが、１のコンタクト３００に接続されているので抵抗領域２００を電流が流れない構成である。すなわち、図４（ａ）の等価回路のように抵抗はゼロである。
【００２７】
図５（ａ）、（ｂ）で示すアルミ配線パターンの例では、配線部４００がコンタクト３００にそれぞれ接続され、このコンタクト３００間にある抵抗領域２００を電流が流れる構成である。すなわち、図５（ａ）の等価回路のように抵抗Ｒが接続された構成である。
【００２８】
図６（ａ）、（ｂ）で示すアルミ配線パターンの例では、配線部４００がコンタクト３００にそれぞれ接続され、一方の配線部４００が１のコンタクト３００の両側のコンタクト３００に接続され、このコンタクト３００間にある抵抗領域２００を電流が並列に流れる構成である。すなわち、図６（ａ）の等価回路のように抵抗Ｒが並列に接続された構成であり、調整抵抗の抵抗値を細かく設定できる配線パターンである。
【００２９】
（本発明の実施の形態に係るブリッジ回路のオフセット電圧調整構造の電子部品への適用例）
電子部品として、抵抗値の調整により高精度なオフセット調整が要求されるＭＲセンサ８００への適用例を示す。
【００３０】
ＭＲセンサ８００は、磁気抵抗効果により、ＭＲセンサ８００を構成する抵抗部分の抵抗値が磁界によって変化することを利用して、磁界の変化や磁性体の有無を電圧変化として検出するものである。
【００３１】
図７（ａ）は、水平垂直方向に抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４をブリッジ接続した構成を示すもので、（ｂ）は、直交する４５度方向に抵抗Ｒ１５、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８をブリッジ接続した構成を示す回路接続図である。
【００３２】
抵抗Ｒ１１とＲ１３が接続された端部に電源電圧Ｖｃｃ１が供給され、抵抗Ｒ１２とＲ１４が接続された端部がグランドＧＮＤに接続されると共に、抵抗Ｒ１１とＲ１２が接続された端部からは出力電圧Ｖｏｕｔ１＋、抵抗Ｒ１３とＲ１４が接続された端部からは出力電圧Ｖｏｕｔ１−が出力されるようになっている。
【００３３】
同様に、抵抗Ｒ１５とＲ１７が接続された端部に電源電圧Ｖｃｃ２が供給され、抵抗Ｒ１６とＲ１８が接続された端部がグランドＧＮＤに接続されると共に、抵抗Ｒ１５とＲ１６が接続された端部からは出力電圧Ｖｏｕｔ２＋、抵抗Ｒ１７とＲ１８が接続された端部からは出力電圧Ｖｏｕｔ２−が出力されるようになっている。
【００３４】
図８は、上記の回路接続図で構成されるものを基板１００の上に所定のパターンでレイアウトして構成し、半導体製造工程により形成される電子部品としてのＭＲセンサ８００を示す平面図である。
【００３５】
基板１００上には、図７で示したブリッジに組まれた抵抗Ｒ１１〜Ｒ１８が所定の抵抗材料で形成されている。抵抗Ｒ１１〜Ｒ１８のそれぞれの一部には、調整抵抗Ｒｃが形成されている。抵抗Ｒ１１〜Ｒ１８は、例えばＩｎＳｂ、ＮｉＣｏ等を用いて、公知の半導体製造工程により形成されている。電子移動度が大きくＭＲセンサとしてよく用いられるＮｉＣｏの比抵抗は、約２．３×１０−７（Ω・m）である。
【００３６】
上記のように形成されたＭＲセンサ８００は、半導体製造工程の中の配線工程により、出力電圧のオフセットが所定量以下となるように、配線マスクパターンを選択する。この配線マスクパターンは、例えば、試作段階での半導体ウエハー上に、種々のマスクパターンによる種々のアルミ配線パターンで形成されたブリッジ回路、あるいは、そのブリッジ回路を含む電子部品（ＭＲセンサ８００）を、ＴＥＧ（Test Element Group）に形成しておき、これを測定することにより、量産工程で最適なマスクパターンを選択して使用することができる。
【００３７】
このＭＲセンサ８００の場合には、一例として、各抵抗Ｒ１１〜Ｒ１８のオフセット精度は、従来の構成では調整精度が±５ｍＶであったものが、調整抵抗Ｒｃを最適なマスクパターンを選択して形成することにより、±１ｍＶの精度で製造可能となった。
【００３８】
（本発明の実施の形態の効果）
本発明の実施の形態によれば、以下のような効果を有する。すなわち、ブリッジ回路を構成するブリッジ抵抗に調整抵抗が接続され、この調整抵抗の抵抗値は、半導体製造工程の中の配線工程で適宜変更できる。この変更は、配線マスクパターンの選択により可能である。例えば、試作段階での半導体ウエハー上に、種々のマスクパターンによる種々のアルミ配線パターンで形成されたブリッジ回路、あるいは、そのブリッジ回路を含む電子部品を、ＴＥＧ（Test Element Group）に形成しておき、これを測定することにより、量産工程で最適なマスクパターンを選択して使用することができる。これにより、調整に時間を要することがなく、低コストなブリッジ回路のオフセット電圧調整構造およびそれを備えた電子部品を提供することが可能となる。
【００３９】
尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１０…ブリッジ回路
１００…基板
１１０…絶縁層
２００…抵抗領域
３００…コンタクト
４００…配線部
５００…層間絶縁膜
５１０…開口部
６００…レジスト
６１０…開口
７００…金属層
８００…ＭＲセンサ
Ｒ１〜Ｒ４…ブリッジ抵抗
Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ…調整抵抗
【図１】
2011155075.tif 000003
【図２】
2011155075.tif 000004
【図３】
2011155075.tif 000005
【図４】
2011155075.tif 000006
【図５】
2011155075.tif 000007
【図６】
2011155075.tif 000008
【図７】
2011155075.tif 000009
【図８】
2011155075.tif 000010