(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の基板と、
前記基板上に形成された薄膜抵抗体と、
前記薄膜抵抗体と接続された一対の電極と、
少なくとも、前記一対の電極間における前記薄膜抵抗体を覆う保護膜と、を備え、
前記保護膜は、前記薄膜抵抗体に接する、波長６３２．８ｎｍにおける屈折率が２．０〜２．３である窒化シリコンからなる第１の保護膜と、前記第１の保護膜に接する酸化シリコンからなる第２の保護膜と、前記第２の保護膜、前記第１の保護膜および前記薄膜抵抗体の少なくとも一部を除去した開口部と、を有する、
薄膜チップ抵抗器。
【請求項２】
前記第１の保護膜は、窒化シリコンの化学量論組成Ｓｉ：Ｎ＝３：４よりもシリコンが過剰に含まれる状態である請求項１に記載の薄膜チップ抵抗器。
【請求項３】
前記第１の保護膜よりも前記第２の保護膜が厚い請求項１又は２に記載の薄膜チップ抵抗器。
【請求項４】
前記第１の保護膜の膜厚が７５ｎｍ〜５００ｎｍである請求項１から３までのいずれか１項に記載の薄膜チップ抵抗器。
【請求項５】
前記一対の電極間を被覆するオーバーコート膜が形成され、
前記オーバーコート膜は、前記薄膜抵抗体の一部に形成された開口部を覆って形成されている請求項１から４までのいずれか１項に記載の薄膜チップ抵抗器。
【請求項６】
絶縁性の基板を準備し、
前記基板上に、薄膜抵抗体と、前記薄膜抵抗体に接続した一対の電極を形成し、前記電極間における前記薄膜抵抗体を覆う波長６３２．８ｎｍにおける屈折率が２．０〜２．３である窒化シリコンからなる第１の保護膜を形成する工程と、
前記第１の保護膜を覆う酸化シリコンからなる第２の保護膜を形成する工程と、
前記第２の保護膜を形成した後に、前記第２の保護膜、前記第１の保護膜、および、前記薄膜抵抗体の少なくとも一部を、レーザトリミングにより除去した開口部を形成する工程と、
を有する、薄膜チップ抵抗器の製造方法。
【請求項７】
前記第１の保護膜を、窒化シリコンの化学量論組成Ｓｉ：Ｎ＝３：４よりもシリコンが過剰に含まれる状態とする、
請求項６に記載の薄膜チップ抵抗器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップ抵抗器およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、金属薄膜からなる抵抗体を備えた薄膜チップ抵抗器が広く利用されている。薄膜チップ抵抗器に用いられる薄膜抵抗体は、例えばクロム（Ｃｒ）とシリコン（Ｓｉ）、又はニッケル（Ｎｉ）とクロム（Ｃｒ）等の金属層をセラミック基板上にスパッタリング又は真空蒸着により着膜させて合金化した抵抗膜を、フォトリソグラフィ等により所要の形状に加工したものである。一般に、薄膜技術を用いることで高精度のチップ抵抗器を実現することができる。
【０００３】
高比抵抗を有する抵抗薄膜の作製例として、例えばシリコンにクロム等の遷移金属を含むターゲットを、窒素を含むガス中にてスパッタリングして基板上に堆積する方法が開示されている（特許文献１参照）。堆積した抵抗薄膜はフォトリソグラフィ等によって略所望の抵抗値となる形状に加工され、窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下にて当該抵抗薄膜の熱処理が行われる。この熱処理条件を適当に設定することにより、抵抗温度係数（ＴＣＲ）を±２５ｐｐｍ/℃以下の小さい値とすることができる。
【０００４】
その後、基板上に、薄膜抵抗パターンに電極を形成するためのレジスト材料の塗布およびレジスト膜のパターニングを行い、抵抗器の電極材料として銅等をスパッタリング法により堆積する。そして、リフトオフ法によりレジストおよび銅の一部を除去し、銅電極のパターニングをする。
【０００５】
電極のパターニング処理工程の後には、プラズマＣＶＤ法等によって保護膜として酸化シリコン膜を堆積する。酸化シリコン膜は、フォトリソグラフィ、エッチング工程によりパターニングされ、電極領域の酸化シリコン膜が除去され、コンタクト用の開口部が形成される。
【０００６】
そして、樹脂ペースト等を用いたオーバーコート膜をスクリーン印刷等の方法により塗布し、硬化する。その後、一次熱処理及び一次ブレーク処理、端面電極形成、二次熱処理及び二次ブレーク処理等の処理を行って個々のチップとし、電極にメッキ等することにより薄膜抵抗器が完成する。オーバーコート膜は、樹脂材料が好ましい。
【０００７】
また、金属酸化物を用いた薄膜抵抗において、その薄膜抵抗の表面に比抵抗の高い絶縁性の金属酸化物を堆積する方法が開示されている（特許文献１参照）。これと同様に前述の金属窒化物を用いた薄膜抵抗においても、比抵抗が高く絶縁性の金属窒化物を堆積する方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１４１２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の方法で製造した薄膜抵抗器を、実用化への可能性を検討するために高温高湿度の環境下で長時間通電状態にすると、抵抗値が上昇する現象が発生することがある。抵抗値変化の生じた薄膜抵抗器を解析すると、抵抗薄膜の一部に異常が発生することがこれまでに確認されている。これは電蝕と呼ばれている現象に基づく異常であり、薄膜抵抗器内に侵入した水分により、通電している抵抗薄膜が酸化されたことを示唆している。
【００１０】
良く用いられている抵抗薄膜は、比較的結晶性の低い膜であり、ダングリングボンド等の結晶欠陥を多数含んでいる。特に抵抗薄膜の表面は欠陥数も多く、活性な状態であると推測される。従って、通電状態の抵抗薄膜近傍に水分が侵入すると抵抗薄膜は容易に酸化され、抵抗値が上昇し、最終的には絶縁状態に至るという問題がある。
【００１１】
本発明は、チップ抵抗器における抵抗値の経時変化を抑制する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一観点によれば、絶縁性の基板と、前記基板上に形成された薄膜抵抗体と、前記薄膜抵抗体と接続された一対の電極と、少なくとも、前記一対の電極間における前記薄膜抵抗体を覆う保護膜と、を備え、前記保護膜は、前記薄膜抵抗体に接する窒化シリコンからなる第１の保護膜と、前記第１の保護膜に接する酸化シリコンからなる第２の保護膜と、を含む、薄膜チップ抵抗器が提供される。
【００１３】
薄膜抵抗体としては、例えば、クロム等の遷移金属を１種類以上含み、且つシリコンの窒化物を主たる成分として含む薄膜抵抗材料に対し、窒化シリコン膜と酸化シリコン膜の積層膜を保護膜として有する。窒化シリコン膜は水分の拡散係数が小さいことから、薄膜抵抗器の完成後に外部より僅かな水分が侵入しても薄膜抵抗材料との反応（電蝕）は抑制されるため抵抗値変動が小さくなる。従って、薄膜抵抗器は高い耐湿性能を有する。
【００１４】
前記第１の保護膜の波長６３２．８ｎｍの屈折率が２．０〜２．３であることが好ましい。屈折率が２．０より小さい窒化シリコン膜では、前記耐湿性能が不十分である。前記第１の保護膜は、窒化シリコンの化学量論組成Ｓｉ：Ｎ＝３：４よりもシリコンが過剰に含まれる状態であることが好ましい。なお、上記屈折率は波長６３２．８ｎｍでの値である。
【００１５】
また、前記第１の保護膜よりも前記第２の保護膜が厚いことが好ましい。また、前記第１の保護膜の膜厚が７５ｎｍ〜５００ｎｍであることが好ましい。膜厚が７５ｎｍより薄い場合には、耐湿性能が不十分である。
【００１６】
前記一対の電極間を被覆するオーバーコート膜が形成され、前記オーバーコート膜は、前記薄膜抵抗体の一部に形成された開口部を覆って形成されていても良い。
【００１７】
本発明の他の観点によれば、絶縁性の基板を準備し、基板上に、薄膜抵抗体と、前記薄膜抵抗体に接続した一対の電極を形成し、前記電極間における前記薄膜抵抗体を覆う窒化シリコンからなる第１の保護膜を形成する工程と、第１の保護膜を覆う酸化シリコンからなる第２の保護膜を形成する工程と、を有する、薄膜チップ抵抗器の製造方法が提供される。
【００１８】
前記第２の保護膜を形成した後に、前記薄膜抵抗体の一部領域と、前記一部領域の上に形成される前記第１の保護膜、前記第２の保護膜および前記薄膜抵抗体の少なくとも一部を除去して開口を形成する工程を有するようにしても良い。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、薄膜抵抗体を有するチップ抵抗器において、抵抗値の経時変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態による薄膜抵抗器の製造方法の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による薄膜抵抗器の製造方法の一例を示す断面図であり、図１に続く図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による薄膜抵抗器の製造方法の一例を示す断面図造であり、図２に続く図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態による薄膜抵抗器の製造方法の一例を示す断面図であり、図３に続く図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態による薄膜抵抗器の製造方法の一例を示す斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態による薄膜抵抗器の製造方法の一例を示す斜視図であり、図５に続く図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態による薄膜抵抗器の製造方法の一例を示す斜視図であり、図６に続く図である。
【図８】プラズマＣＶＤ装置の一構成例を示す図である。
【図９】本実施の形態により製造された窒化シリコン膜の組成分析の結果を示す図である。
【図１０】照射したレーザ光が、第２の保護膜および第１の保護膜を透過し抵抗薄膜に到達する透過率の計算例を示す図である。
【図１１】薄膜抵抗器を、高温高湿度環境下で長時間の通電試験を行った際の抵抗値変化を示す図である。
【図１２】通電試験の３０００時間の時点における複数の試料の抵抗値変化ばらつきを示す図であり、図１２（ａ）は、保護膜の屈折率依存性を示す図である。図１２（ｂ）は、第１の保護膜の膜厚（ｔ）依存性を示す図である。
【図１３】エリプソメータ等の光学的測定手法による第１の保護膜の屈折率を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態による薄膜抵抗器の製造方法の一例を示す断面図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態による薄膜抵抗器の製造方法の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態による金属薄膜抵抗体を用いたチップ抵抗器（以下、「薄膜抵抗器」と例示的に称する。）及びその製造方法について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
図１から図７までを参照しながら本実施の形態による薄膜抵抗器の製造方法について詳細に説明する。図１から図４までは断面図、図５から図７までは斜視図である。図８は、保護膜を成膜するためのプラズマＣＶＤ装置の一構成例を示す図である。
【００２３】
まず、絶縁性を有する基板１を公知のスパッタリング装置に装着し、基板１上に薄膜形成法（薄膜法）により抵抗薄膜３を堆積する（図１（ａ）、図５（ａ−１）、図５（ａ−２））。
【００２４】
基板１としては、例えば安価なアルミナ基板等を用いることができる。アルミナ基板の純度は例えば９６％程度で良く、基板１の表面には数ミクロン程度の凹凸（図示せず）が存在してもよい。
【００２５】
スパッタリングのターゲットは、シリコンにクロムなどの遷移金属が所望量含まれたものを使用するとよい。一例としては、シリコン７０％、遷移金属３０％である。後述の抵抗薄膜も、付加される窒素を除くと、これと同等の成分比となる。クロム以外の遷移金属の例としては、例えば、チタン、バナジウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル、タングステンなどである。遷移金属は抵抗薄膜において導電成分となる。
【００２６】
スパッタリングする際の雰囲気ガスは、アルゴンなどの不活性ガスと、窒素元素を含む適量の窒化性ガスを混合して用いる。ここでは、例えばアルゴンと窒素の混合ガスを使用し、ターゲットに含まれる元素を適量窒化させた窒化膜を基板１上に堆積させて抵抗薄膜３を堆積する。例えば、シリコンに、遷移金属としてクロムを含むターゲットを用いた場合、抵抗薄膜には、ＳｉＮとＣｒＳｉが含まれる。抵抗薄膜において、ＣｒＳｉが導電成分となる。抵抗薄膜は、窒化シリコンを主成分とし、これに遷移金属が含まれることで抵抗体としての電気的特性を有する。薄膜形成法は、スパッタリング法に限定されない。
【００２７】
基板１上に堆積する抵抗薄膜３の膜厚は、例えば５０ｎｍから１５０ｎｍ程度である。抵抗薄膜３は、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングされ、次の工程の熱処理後に略所望の抵抗値となる薄膜抵抗パターン３ａを得る（図１（ｂ）、図５（ｂ））。
【００２８】
次に、薄膜抵抗パターン３ａが形成された基板１を、窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下において熱処理する。熱処理温度は、例えば、５００℃から８００℃程度の範囲が好ましい。この熱処理によって、薄膜抵抗パターン３ａの温度抵抗係数（ＴＣＲ）がゼロに近づくように調整することができる。具体的には、例えば、±２５ｐｐｍ／℃以下の温度抵抗係数が得られるようにする。
【００２９】
次に下地電極の形成を行う。下地電極５ａ、５ｂは、例えば銅をスパッタリング法により堆積し形成する。この下地電極５ａ、５ｂのパターニングは、薄膜抵抗パターン３ａが形成された基板１上にメタルマスクを配置して行っても良いし、フォトレジストによるリフトオフ工程を利用して形成しても良い。ここでは後者を例にして説明する。
【００３０】
薄膜抵抗パターン３ａが形成された基板１上にフォトレジストを塗布し、パターニングを行う。その後、例えば、アルゴンイオン等を用いて薄膜抵抗パターン３ａ表面を数ｎｍ程度、スパッタエッチングする。この工程は、熱処理工程等において抵抗薄膜の表面に形成される自然酸化膜を除去し、抵抗薄膜と下地電極との電気的な導通を良好なものにするためである。
【００３１】
スパッタエッチングされた薄膜抵抗パターン３ａおよびフォトレジスト表面に下地電極５ａとして、例えば銅をスパッタリング法により堆積する。銅の膜厚は例えば１μｍ程度である。その後、フォトレジストマスクを剥離剤等の有機溶媒により剥離することで、所望の領域のみに下地電極５ａとしての銅の膜が形成される。尚、この下地電極５ａの形成と同様にして基板裏面側にも下地電極５ｂを形成する（図１（ｃ）、図６（ｃ））。尚、図６（ｃ）では、下地電極５ｂは省略している。
【００３２】
次に、薄膜抵抗パターン３ａおよび下地電極５ａが形成された基板１の表面に対して、第１の保護膜としての窒化シリコン膜１１を堆積する（図２（ｄ）、図６（ｄ））。窒化シリコン膜１１の堆積には、例えば、平行平板型のプラズマＣＶＤ装置を使用し（図８参照）、基板温度は２５０℃から３５０℃程度で成膜する。プラズマＣＶＤ装置に導入するガスは、例えばＳｉＨ４ガスとＮＨ３ガスおよびＮ２ガスである。ＳｉＨ４ガスとＮＨ３ガスとの流量比を変えることによって、窒化シリコン膜１１の屈折率を変化させることができる。
【００３３】
すなわち、ＳｉＨ４ガスとＮＨ３ガスの総流量に対するＳｉＨ４ガス流量の割合：ＳｉＨ４/ (ＳｉＨ４+ＮＨ３) を増加させることによって、窒化シリコン膜１１の屈折率を大きくすることができる。
【００３４】
ＳｉＨ４ガス流量の比による窒化シリコン膜１１の屈折率の変化は、窒化シリコン膜中に含まれるシリコンの量の変化に起因している。
【００３５】
図８は、保護膜形成に用いることができる、平行平板型のＲＦ放電を用いたプラズマＣＶＤ装置の一構成例を示す模式的な図である。平行平板型のプラズマＣＶＤ装置５１は、チャンバー５３と、チャンバー５３内に配置される平行平板型の一対の電極板５２ａ、５２ｂと、それらの間にＲＦ電圧を印加するためのＲＦ電源６１と、チャンバー５３内を真空排気する真空排気部（真空ポンプ）５７と、放電ガスを導入するガス導入部６３と、を有している。電極板５２ａ上に、処理対象の基板１を載せることができる。プラズマＣＶＤ法は、比較的付き回り性（ステップカバレッジ）の良い成膜技術である。従って、大きな表面凹凸を有する基板上の抵抗薄膜に対する保護膜の形成方法として好適である。
【００３６】
窒化シリコン膜１１の形成工程では、原料ガスとしてＳｉＨ４とＮＨ３またはＮ２ガスを用いることができる。窒化シリコン膜１１からなる第１の保護膜は、酸化シリコン膜１２からなる第２の保護膜に比べて透湿性が低いことから、窒化シリコン膜からなる第１の保護膜１１を酸化シリコン膜からなる第２の保護膜１２の下に形成することで、後述する高温高湿度試験において、外部からの薄膜抵抗パターン３ａの内部への水分の浸入を抑制することがきる。
【００３７】
酸化シリコン膜からなる第２の保護膜１２成膜の原料ガスとしては、ＳｉＨ４とＮ２Ｏガスとの混合ガスを用いることができる。
【００３８】
尚、ＲＦ放電装置内に残留ガス（特に酸素や水分など）が多いとその影響も大きくなるため、処理前の真空引き工程において、１０−４Ｐａ程度以下の圧力まで高真空にするのが好ましい。
【００３９】
図９は、作製された窒化シリコン膜１１の組成分析の結果を示す図である。ＳｉＨ４ガス流量比の増加に伴って、ＳｉＨ４膜中のシリコン組成比が増加している。上述の窒化シリコン膜１１の膜厚や屈折率を測定するためには、モニタ基板１１ａとしてガラス基板やシリコンウエハをプラズマＣＶＤ装置５１内に設置し、アルミナ基板１と併せて成膜するとよい（図８参照）。
【００４０】
表面が平坦であるガラスやシリコンウエハを基板として用いることによって、その上に成膜された窒化シリコン膜１１の膜厚や屈折率は、分光エリプソメータ等の光学測定装置によって測定することができる。発明者の実験によると、ＳｉＨ４ガス流量の割合を大きくすることによって窒化シリコン膜１１の屈折率を大きくすることが可能である。しかしながら、ＳｉＨ４ガス流量の割合がある一定割合以上になると、プラズマＣＶＤ装置５１内における成膜速度の均一性が低下してしまい生産に適さない。これまでの検討結果によれば、窒化シリコン膜１１の屈折率が２．３程度までの条件で作製することが好ましい。次に、プラズマＣＶＤ装置５１により第２の保護膜としての酸化シリコン膜からなる第２の保護膜１２を形成する（図２(ｅ)、図６（ｅ−１））。酸化シリコン膜からなる第２の保護膜１２の堆積では、原料ガスをＳｉＨ４ガスとＮ２Ｏガスに切り替えて実施する。
【００４１】
酸化シリコンはその禁制帯幅（バンドギャップ）が大きいことから、高い絶縁耐性を有するという特徴がある。また外部からの金属元素の拡散や侵入を防ぐという役割がある。
【００４２】
酸化シリコン膜からなる第２の保護膜１２の膜厚は、凹凸を有する基板表面全体を被覆するため、１μｍから２μｍ程度にすることが好適である。また後述するレーザトリミング時における薄膜抵抗パターン３ａの抵抗薄膜の保護の観点から、少なくとも窒化シリコン膜からなる第１の保護膜１１よりも厚さを厚くし、その厚さは好ましくは２倍以上であることが望ましい。その後、第１の保護膜１１および第２の保護膜１２をフォトリソグラフィ技術によりパターニングする。次に、第１の保護膜１１および第２の保護膜１２を通して薄膜抵抗パターン３ａの抵抗薄膜にレーザ光１５を照射し、薄膜抵抗パターン３ａの抵抗薄膜のトリミングを行い、抵抗値を調整する（図３（ｆ））。開口部２０はレーザ光１５を照射することで形成された開口である（図３（ｆ）、図７（ｅ−２）、図７（ｆ））。レーザ光の波長が比較的長い（近赤外〜赤外）では前記開口が生じやすいが、短い波長（可視光〜紫外光）では、前記開口部２０は小さいか、ほとんど観察されない。トリミングは、薄膜抵抗パターン３ａの抵抗薄膜を削る深さ又は面積の少なくともいずれか一方に依存して抵抗値を調整する処理である。図３（ｆ）に示す例では、所定の領域の薄膜抵抗パターン３ａの抵抗薄膜を基板１表面まで削った例を示している（図７（ｆ）も参照）。使用するレーザ光の波長は５００ｎｍから１１００ｎｍ程度の範囲である。各層の屈折率の大きさは次の関係であることが好ましい。
【００４３】
第２の保護膜の屈折率＜第１の保護膜の屈折率＜抵抗薄膜の屈折率      （１）
【００４４】
第２の保護膜１２である酸化シリコン膜の屈折率は、トリミングのためのレーザ光１５の波長において、およそ１．４５から１．４８程度である。また、薄膜抵抗パターン３ａの抵抗薄膜の同波長領域における屈折率は、およそ２．７から３．５程度である。従って、第１の保護膜１１である酸化シリコン膜の屈折率は、（１）式に示すように、これらの間の値であることが望ましい。さらには、第１の保護膜１１の屈折率は、第２の保護膜１２の屈折率と抵抗薄膜の屈折率の積の平方根付近の値であることが望ましい。
【００４５】
この場合、照射したレーザ光１５の各膜界面での反射が抑制され、入射したレーザ光１５は最も効率的に薄膜抵抗パターン３ａの抵抗薄膜に達し、抵抗薄膜を加工することができる。加えて、第１の保護膜１１の屈折率の変動に対して、レーザ光１５の透過率の変化の割合は比較的小さくすることができる。
【００４６】
図１０は、照射したレーザ光１５が、第２の保護膜１２および第１の保護膜１１を透過し薄膜抵抗パターン３ａの抵抗薄膜に到達する透過率の計算例を示す図である。図１０の横軸で示す、第１の保護膜１１の屈折率が２．０から２．３の範囲において、上記波長範囲のレーザ光１５の透過率が高く、かつ、第１の保護膜１１の屈折率が変動した場合においても、透過率変動への影響は最も小さい範囲であることがわかる。従って、第１の保護膜１１である窒化シリコンの屈折率は２．０から２．３の範囲が薄膜抵抗器の調整に適していることがわかる。
【００４７】
レーザトリミング処理に続けて、図３（ｇ）、図７（ｇ）に示すようにオーバーコート膜１７を形成する。このオーバーコート膜１７は、例えば樹脂製の保護膜であり、スクリーン印刷などによってパターン形を成した後に硬化して形成することができる。オーバーコート膜１７は、薄膜抵抗パターン３ａの抵抗薄膜の一部領域と、一部領域の上に形成される第１の保護膜１１および第２の保護膜１２を開口する開口部２０内とに充填されている。
【００４８】
次に、１次ブレークを行い、基板１を短冊状のチップ群に分割する。そして露出した基板１端面に端面下地電極２１を形成する（図４（ｈ））。そして、２次ブレークを行い、個々のチップとし、端面下地電極２１および基板１の上面と下面の下地電極５ａ、５ｂに、電解めっきによりニッケルおよびハンダを施し、電極部２５を形成し、薄膜抵抗器が完成する（図４（ｉ））。
【００４９】
このように作製した薄膜抵抗器を、高温高湿度環境下で長時間の通電試験を行った際の抵抗値変化を図１１に示す。
【００５０】
図１１では、第１の保護膜１１と第２の保護膜１２を用いた試料（図１１のＳｉＮ）と、第２の保護膜１２のみを用いた試料（図１１のＳｉＯ２のプロット）の抵抗値変化を比較している。尚、縦軸の抵抗値変化は、試験前の初期抵抗値に対するその時点での変化の割合（％）で示している。第２の保護膜１２のみを用いた試料（ＳｉＯ２）では、通電時間約１０００時間付近から抵抗値が上昇する傾向が見られる。
【００５１】
一方、第１の保護膜１１と第２の保護膜１２とを基板１側から順番に積層した試料（図１１のＳｉＮのプロット）では、抵抗値の上昇の程度が小さい。特に、第１の保護膜１１の屈折率（ｎ）の値が大きい程、抵抗値の変化が小さくなっていることがわかる。
【００５２】
図１２（ａ）は、通電試験の３０００時間の時点における複数の試料の抵抗値変化ばらつきを示す図である。第２の保護膜１２のみを用いた試料（ＳｉＯ２）の抵抗値変化は大きく、また、試料間のばらつきも大きい。第１の保護膜１１と第２の保護膜１２とを積層した試料（ＳｉＮ）では、第１の保護膜１１の屈折率（ｎ）が大きくなるにつれ、抵抗値変化は小さい領域に分布していることが分かる。図１２（ｂ）は、第１の保護膜１１の膜厚（ｔ）の依存性を示している。膜厚が厚くなるにつれて抵抗値変化は小さくなり、特に膜厚７５ｎｍの試料では、全ての試料で抵抗率変化が０．１％を下回る優れた特性を示している。
【００５３】
このように、第１の保護膜１１の屈折率を２．０以上と大きくし、膜厚を７５ｎｍ以上に厚くすることによって、高温高湿度環境下における薄膜抵抗器の抵抗値変化が小さくなり、優れた耐湿性が実現する。第１の保護膜１１の屈折率が大きいと耐湿性が向上する現象は、以下のように理解することができる。
【００５４】
第１の保護膜１１である窒化シリコン膜はプラズマＣＶＤ等の方法によって、比較的低温下において形成される。これは高温（例えば４００℃以上）で成膜すると、基板１上に既に形成されている薄膜抵抗パターン３ａの抵抗薄膜の電気的特性が変化してしまうためである。成膜温度（基板温度）が４００℃以下、具体的には２５０℃から３５０℃程度の温度範囲において成膜された窒化シリコン膜は略非晶質な膜であり、ダングリングボンド等の多くの結晶構造の欠陥を含んでいる。保護膜として形成する窒化シリコン膜および酸化シリコン膜は緻密な膜質であることが望ましい。そのために高温下で成膜してしまうと、薄膜抵抗材料の特性（特にＴＣＲ特性）が設定値から変化してしまうため、上記温度範囲が適している。
【００５５】
結晶性を有する窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）は、緻密な結晶構造を有し、酸化シリコン（ＳｉＯ２）に比べて水分の拡散は起こりにくい。しかしながら、前述の低温で形成された窒化シリコン膜の場合には、多くの結晶欠陥とそれによる“すき間”が膜内に存在するため、窒化シリコン膜は疎な状態となり、比較的、水分子が窒化シリコン膜の内部を拡散し易い状態であると推測される。このような窒化シリコン膜においては、窒化シリコン膜中のシリコン量を増加させることによって結晶欠陥が過剰なシリコンによって埋まり、膜密度の増加に伴って水分子が拡散し難い状態になる。すなわち、ここで用いる窒化シリコン膜は、化学量論組成Ｓｉ：Ｎ＝３：４よりもシリコンが過剰に含まれる状態が好ましく、それに伴って、窒化シリコン膜の屈折率の値は大きくなる。
【００５６】
このように、低温で形成した窒化シリコン膜１１の耐湿性能の向上（水分子の拡散のし難さ）は、過剰なシリコン量によって実現され、それはエリプソメータ等の光学的測定手法による膜の屈折率と対応している（図１３参照）。
【００５７】
エリプソメータ等による光学的測定は、大気中において非破壊で行うことができるため、非常に簡便で且つ比較的安価な装置によって膜質を把握することができる。従って、エリプソメータを併用するプロセスとすることが好ましい。また本実施例ではレーザ波長６３２．８ｎｍにより屈折率を測定している。
【００５８】
尚、光電子分光装置（XPS）等を用いて膜中に含まれるシリコンの量を把握する方法は、光電子分光置が高価であることや、測定試料を小片にして真空チャンバーに入れる等の作業を伴い、製造現場での品質管理には適用し難い方法である。
【００５９】
窒化シリコン膜中のシリコン量を更に増加すると、同膜の屈折率は更に大きくなり、シリコンの屈折率（３．４〜３．５）に近づく傾向になる。併せて、吸収を持つ不透明な膜に変化する。レーザトリミング工程におけるレーザ光の反射や吸収の観点から、このような膜は保護膜としては不適切である。
【００６０】
また、窒化シリコン膜中において、窒素と未結合のシリコン量が増加すると、窒化シリコン膜の禁制帯（バンドギャップ）中に欠陥準位が形成され、それが伝導パスとなって同膜の絶縁耐性が低下する。このような膜も保護膜としては不適切である。
【００６１】
前述のように、プラズマＣＶＤ装置５１内の成膜均一性も考慮すると、窒化シリコン膜１１の屈折率は波長６３２．８ｎｍにおいて２．０〜２．３程度までの条件が好ましい。この条件で、薄膜抵抗器の優れた耐湿性能を確保でき、且つ、レ−ザトリミング時の不具合や絶縁体性の低下などの問題の発生も防ぐことができる。
【００６２】
第１の保護膜１１である窒化シリコン膜の膜厚は、７５ｎｍ以上にすることによって良好な耐湿性が得られる。これは、薄膜抵抗器に用いられるアルミナ基板１の表面に凹凸があるため、同膜の付き回り性を考慮するとある程度の膜厚が必要となること、前述のように、保護膜は略非晶質であるため、保護膜中の水分子の拡散を完全に抑制することが出来ないことに起因すると考えられる。
【００６３】
従って、ある一定以上の膜厚が必要となる。窒化シリコン膜１１の膜厚を７５ｎｍより厚くすることによって、薄膜抵抗器の外部から、薄膜抵抗パターン３ａの抵抗薄膜まで水が拡散して侵入することを抑制する効果がより強まる。しかしながら、窒化シリコン膜からなる第１の保護膜１１は、前述の如くシリコンが過剰に含まれる膜で構成されるため、窒化シリコン膜からなる第１の保護膜１１内には内部応力を含んでいる。よって、膜厚が厚くなりすぎると、その内部応力によってアルミナ基板１を歪ませ、薄膜抵抗パターン３ａの抵抗薄膜の電気的特性に影響を与える。
【００６４】
また、レーザトリミング工程における薄膜抵抗パターン３ａの抵抗薄膜の保護の観点から、窒化シリコン膜からなる第１の保護膜１１の膜厚は、酸化シリコン膜からなる第２の保護膜１２の膜厚の１／２以下であることが望ましい。酸化シリコン膜からなる第２の保護膜１２の膜厚は凹凸を有する基板表面全体を被覆するため、１μｍから２μｍ程度とすることが好適であるため、窒化シリコン膜からなる第１の保護膜１１の膜厚は５００ｎｍ以下でよい。
【００６５】
当該厚さ範囲においては、薄膜抵抗器の優れた耐湿性能を確保することができ、かつ、膜応力等による電気特性の変動などの問題は生じない。
【００６６】
尚、薄膜抵抗パターン３ａの抵抗薄膜上に形成する保護膜に、第１の保護膜１１として酸化シリコン膜を堆積し、次いで第２の保護膜１２として窒化シリコン膜を堆積した場合についても検証した。このように、基板からの積層の順番が逆になるようにした薄膜抵抗器の高温高湿度環境下での信頼性試験の結果、比較的大きな抵抗値変動が確認された。すなわち、保護膜の積層構造の違いによる抵抗値変動の大きさは下記の順番となる。なお、抵抗薄膜に接する層（第１の保護膜）を下層とし、これに積層される層（第２の保護膜）を上層としている（下層：窒化シリコン膜、上層：酸化シリコン膜）＜（下層：酸化シリコン膜、上層：窒化シリコン膜）＜（酸化シリコン膜のみ）。
【００６７】
シリコンの窒化物を主たる成分とする薄膜抵抗材料に対する保護膜の構造としては、薄膜抵抗パターン３ａの抵抗薄膜に接しかつ全面を覆うように第１の保護膜１１として窒化シリコン膜を堆積し、その後に第２の保護膜１２として酸化シリコン膜を堆積する構造が適していることがわかった。
【００６８】
尚、窒化シリコン膜１１および酸化シリコン膜１２は同じ基板温度で成膜する条件とすれば、プラズマＣＶＤ装置５１では装置内に導入するガスを切り替えるだけで連続して窒化シリコン膜１１および酸化シリコン膜１２を形成することができる。従って、保護膜形成におけるスループットを向上させることが可能である。
【００６９】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態における第１の保護膜１１の形成工程を、図１（ｂ）に示す薄膜抵抗パターン３ａが熱処理された後（下地電極５ａ形成前）に実施しても良い（図１４（ａ））。この場合、下地電極５ａ、５ｂの形成前に行うイオンエッチングによる薄膜抵抗パターン３ａの抵抗薄膜表面の自然酸化膜除去工程において、第１の保護膜１１を取り除き、下地電極５ａ、５ｂを形成する（図１４（ｂ））。その後、図２（ｅ）、図３（ｆ）と同様の工程により、レーザ光１５によるトリミングで抵抗値調整を行う（図１４（ｃ））。その後、第２の保護膜１２を積層し、下地電極５ａ部が露出するようにパターニングを行う。本実施の形態では、レーザトリミング部２０が第２の保護膜１２で埋められている（図１４（ｄ））。このため抵抗膜３ａの抵抗値変化を好適に抑制できる。その後、第２の保護膜１２を覆ってスクリーン印刷によりオーバーコート膜１７が形成される（図１４（ｅ））。オーバーコート膜１７は、薄膜抵抗３ａに形成されたレーザトリミング部（開口部）２０を覆う上方に形成されている。その後、上述と同様に、端面電極が形成され、ＮｉとＳｎのメッキ膜が形成される。
【００７０】
本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、薄膜抵抗器の高温高湿度環境下での信頼性試験の結果、抵抗器の抵抗値変動の抑制効果が確認された。
【００７１】
（第３の実施の形態）
第１の保護膜１１、第２の保護膜１２の形成工程までを、薄膜抵抗パターン３ａの抵抗薄膜が熱処理された後に実施しても良い（図１５（ａ））。この場合、第１の実施の形態の図１（ｆ）と同様に、第１の保護膜１１および第２の保護膜１２の一部をパターニングによって開口し、下地電極５ａ、５ｂを形成する（図１５（ｂ））。
【００７２】
その後、図２（ｅ）、図３（ｆ）と同様の工程により、レーザトリミング（１５）による抵抗値調整を行う（図１５（ｃ））。
【００７３】
これにより薄膜抵抗パターン３ａの抵抗薄膜と下地電極５ａとの間で良好な電気特性が確保することができ、また薄膜抵抗パターン３ａの抵抗薄膜が第１の保護膜１１で覆われた構造を実現できる。この例では、第１の保護膜１１、第２の保護膜１２の端面を越えてその上までが、無機材であるＣｕ（５ａ）により覆われるため、透湿現象がより生じにくいという利点がある。その後、電極５ａ間にオーバーコート膜１７を形成する（図１５（ｄ））。その後、上述と同様に、端面電極が形成され、ＮｉとＳｎのメッキ膜が形成される。
【００７４】
本実施の形態においても、第１および第２の実施の形態と同様に、薄膜抵抗器の高温高湿度環境下での信頼性試験の結果、抵抗器の抵抗値変動の抑制効果が確認された。
【００７５】
尚、第１および第２の保護膜は、プラズマＣＶＤ法以外の堆積方法、例えば、一般的なスパッタリング法などを用いても良い。
【００７６】
上記の実施の形態において、添付図面に図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００７７】
また、本発明の各構成要素は、任意に取捨選択することができ、取捨選択した構成を具備する発明も本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、チップ抵抗器に利用可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１…基板、３…抵抗薄膜、３ａ…薄膜抵抗パターン（抵抗薄膜）、５ａ、５ｂ…下地電極、１１…第１の保護膜（窒化シリコン膜）、１１ａ…モニタ基板、１２…第２の保護膜（酸化シリコン膜）、１７…オーバーコート膜、２０…開口部、５１…プラズマＣＶＤ装置。
【図１】
0006572143.tif 000002
【図２】
0006572143.tif 000003
【図３】
0006572143.tif 000004
【図４】
0006572143.tif 000005
【図５】
0006572143.tif 000006
【図６】
0006572143.tif 000007
【図７】
0006572143.tif 000008
【図８】
0006572143.tif 000009
【図９】
0006572143.tif 000010
【図１０】
0006572143.tif 000011
【図１１】
0006572143.tif 000012
【図１２】
0006572143.tif 000013
【図１３】
0006572143.tif 000014
【図１４】
0006572143.tif 000015
【図１５】
0006572143.tif 000016