(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に薄膜形成された抵抗体と、この抵抗体を幅方向に跨ぐようにパターン形成された絶縁体層と、前記抵抗体および前記絶縁体層上に成膜され、該絶縁体層上で前記抵抗体を幅方向に横切るように分割された一対の下地めっき層と、これら下地めっき層の表面にめっき形成された一対の電極とを備え、前記絶縁体層の周縁に傾斜が形成されていることを特徴とする薄膜抵抗素子。
【請求項２】
基板上に所定の長さと幅を有する抵抗体を薄膜形成する抵抗形成工程と、前記基板上に前記抵抗体の長手方向の両端部を残して幅方向に跨がるように絶縁体層をパターン形成する絶縁体形成工程と、前記絶縁体層の周縁に傾斜を形成するテーパ処理工程と、前記基板上に前記抵抗体および前記絶縁体層を覆うように下地めっき層を成膜する下地めっき形成工程と、前記下地めっき層の表面に前記抵抗体を幅方向に横切るように一対の電極をめっき形成する電極形成工程と、前記絶縁体層上で前記両電極間に位置する前記下地めっき層を除去する除去工程とを具備することを特徴とする薄膜抵抗素子の製造方法。
【請求項３】
請求項２の記載において、前記テーパ処理工程が、レジストパターンをポストベークした後、紫外線を照射してからキュアする工程を含むことを特徴とする薄膜抵抗素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の小型電子回路に用いられる薄膜抵抗素子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来例に係る薄膜抵抗素子の平面図、図８は該薄膜抵抗素子の断面図、図９は該薄膜抵抗素子の製造工程を示す説明図である。図７と図８に示すように、従来の薄膜抵抗素子は、アルミナ基板１０上に形成された抵抗体１１と一対の電極１２とで構成されており、その抵抗値は両電極１２によって挟まれた抵抗体１１の長さＬと幅Ｗによって規定される。
【０００３】
このように構成された薄膜抵抗素子を製造するには、まず、図９（ａ）に示すように、アルミナ基板１０上に抵抗材料としてのＴａＮおよび電極材料としてのＡｌを蒸着法やイオンビームスパッタ法等で順次成膜した後、これらをエッチングやイオンミリング法等で所望のパターン形状に形成する。次に、図９（ｂ）に示すように、Ａｌの上からフォトレジストをスピンコートし、これを露光して現像することにより所望形状のレジストパターン１３を形成する。しかる後、図９（ｃ）に示すように、レジストパターン１３から露出するＡｌをウェットエッチングすることにより、図９（ｄ）に示すように、抵抗体１１の両端部に電極１２を有する薄膜抵抗素子が形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の薄膜抵抗素子に要求される特性として電極の低抵抗化があるが、前述した従来技術においては、Ａｌ等の電極材料を蒸着法やイオンビームスパッタ法等で成膜しているため、電極の膜厚（約１００〜５００ｎｍ程度）を十分に厚くすることができず、このことが電極の低抵抗化を妨げる大きな要因となっていた。また、Ａｌ等の電極材料をウェットエッチングして電極をパターン形成しているため、図９（ｃ）に示すように、エッチング時に電極の角部に大きなサイドエッチが発生し、その結果、両電極によって挟まれた抵抗体の長さ寸法Ｌがばらついてしまい、抵抗値の精度が低下するという問題があった。なお、電極材料として単層のＡｌを用いる代わりにＣｒ／Ｃｕ，Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒ，Ｃｒ／Ａｕ，Ｃｒ／Ａｕ／Ｃｒ等の２層または３層構造としたものも知られているが、この場合も複数層構造の電極材料をウェットエッチングして電極をパターン形成するため、電極の角部に段付き形状のサイドエッチが発生してしまい、上記と同様に抵抗値の精度が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、電極の低抵抗化を実現でき、かつ、抵抗値のばらつきが少ない高精度な薄膜抵抗素子を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による薄膜抵抗素子では、基板上に薄膜形成された抵抗体と、この抵抗体を幅方向に跨ぐようにパターン形成された絶縁体層と、前記抵抗体および前記絶縁体層上に成膜され、該絶縁体層上で前記抵抗体を幅方向に横切るように分割された一対の下地めっき層と、これら下地めっき層の表面にめっき形成された一対の電極とを備え、前記絶縁体層の周縁に傾斜を形成したことを特徴としている。
【０００７】
また、上記目的を達成するために、本発明による薄膜抵抗素子の製造方法では、基板上に所定の長さと幅を有する抵抗体を薄膜形成する抵抗形成工程と、前記基板上に前記抵抗体の長手方向の両端部を残して幅方向に跨がるように絶縁体層をパターン形成する絶縁体形成工程と、前記絶縁体層の周縁に傾斜を形成するテーパ処理工程と、前記基板上に前記抵抗体および前記絶縁体層を覆うように下地めっき層を成膜する下地めっき形成工程と、前記下地めっき層の表面に前記抵抗体を幅方向に横切るように一対の電極をめっき形成する電極形成工程と、前記絶縁体層上で前記両電極間に位置する前記下地めっき層を除去する除去工程とを具備することを特徴としている。
【０００８】
このような構成によれば、めっきを用いて厚膜の電極を形成することにより、電極の低抵抗化を実現することができ、しかも、抵抗値が絶縁体層のパターン形状によって決定されるため、抵抗値のばらつきが少ない高精度な薄膜抵抗素子を提供することができる。
【０００９】
上記の構成において、前記テーパ処理工程がレジストパターンをポストベークした後にキュア処理するものでも良いが、レジストパターンのポストベーク後に紫外線を照射する工程を追加することが好ましく、このようにするとポストベークによって生じた初期の傾斜形状が紫外線照射によって保たれるため、その後にキュア処理されても所望の傾斜形状を維持することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係る薄膜抵抗素子の平面図、図２は図１のII−II線に沿う断面図、図３は図１のIII−III線に沿う断面図、図４は該薄膜抵抗素子の製造工程を示す説明図、図５と図６は該薄膜抵抗素子の製造途中の説明図である。なお、図５は図４（ｂ）に、図６は図４（ｅ）にそれぞれ対応した平面図である。
【００１１】
図１〜図３に示すように、本実施形態例に係る薄膜抵抗素子は、基板１と、この基板１上に薄膜形成された抵抗体２と、この抵抗体２を幅方向に跨ぐようにパターン形成された絶縁体層３と、抵抗体２および絶縁体層３上に成膜された一対の下地めっき層４と、これら下地めっき層４の表面にめっき形成された一対の電極５とで構成されており、絶縁体層３の周縁は傾斜面となっている。一対の電極５は抵抗体２を幅方向に横切るように分割されており、これら両電極５はそれぞれ下層の下地めっき層４を介して抵抗体２の長手方向の両端部に接続されている。なお、この薄膜抵抗素子の抵抗値は、絶縁体層３の下面の長手方向の長さＬと、抵抗体２の幅方向の長さＷとによって規定されている。
【００１２】
基板１としてはグレーズドアルミナ基板やグレーズの無いアルミナ基板が用いられ、抵抗体２としてはＴａＮ，ＮｉＣｒ，ＴａＳｉ，ＴａＳｉＯ等の抵抗材料が用いられる。ここで、ＴａＮのように比抵抗が小さい抵抗材料を用いた場合は、グレーズドアルミナ基板（純度９６％のアルミナ焼結基板上にガラスをコーティング）を用いることが好ましいが、ＴａＳｉＯのように比抵抗が大きい抵抗材料を用いた場合は、グレーズの無いアルミナ基板（アルミナ９９．５％基板、アルミナ９９．７％基板等）を用いても良い。
【００１３】
絶縁体層３は抵抗体２の長手方向の両端部を残して幅方向に跨がるように形成されており、その周縁に傾斜が形成されて略台形の断面形状となっている。この絶縁体層３は例えばポジ形のフォトレジストを所望のパターン形状に露光現像した後、このレジストパターンをポストベーク（加熱温度１１０〜１８０°Ｃ）することによって傾斜を形成し、その後に窒素ガス雰囲気中でキュア処理（加熱処理温度２２０〜２６０°Ｃ）することにより形成される。あるいは、ポストベークよる傾斜処理後に紫外線を照射して表面を硬化させ、その後にキュア処理（加熱温度２２０〜２５０°Ｃ）する方法も可能であり、この方法は初期の傾斜形状を維持する上で好ましい。
【００１４】
下地めっき層４としてはＣｒ／Ｃｕ、Ｔｉ／Ｃｕ、Ｃｒ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｕ等が用いられ、これらの材料をスパッタ法や蒸着法あるいはイオンビームスパッタ等を用いて成膜することによって形成される。この場合、密着層となる下層のＣｒやＴｉの厚みは５〜５０ｎｍ、上層のＣｕやＡｕの厚みは５０〜２００ｎｍ程度が好ましい。
【００１５】
電極５としてはＣｕ、Ａｕ、Ｃｕ／Ｎｉ、Ｃｕ／Ｎｉ−Ｐ等の電極材料が用いられ、これらの材料を下地めっき層４の表面に電解めっきすることによって形成される。電極５はめっきによって十分に厚く形成することができるが、その厚みは５００ｎｍ〜５μｍ程度が好ましい。そして、このような厚みの電極５を形成することができるため、電極５の低抵抗化を実現することができる。電極５を抵抗体２と絶縁体層３を幅方向に横切るように分割するために、下地めっき層４が電極５と同一形状に形成されている。この場合、下地めっき層４の非電極形成領域にレジストパターンを形成した後、上記した電極材料を下地めっき層４の表面に電解めっきし、その後にレジストを剥離すれば所望形状の電極５が形成される。そして、かかるレジスト剥離後、レジストパターンによって覆われていた下地めっき層４をイオンミリング法を用いて除去すれば、電極５と同一形状の下地めっき層４が形成される。ここで、絶縁体層３の周縁に傾斜が形成されているので、絶縁体層３の幅方向両側に位置する基板１（図１の符号１ａを付けた部分）上において下地めっき層４が全て除去され、一対の電極５間のショート等を確実に防止することができる。また、絶縁体層３の周縁に傾斜が形成されているので、図２に示すように、絶縁体層３の傾斜面に下地めっき層４をほぼ均一厚に形成することができ、したがって、下地めっき層４上に欠陥の少ない高精度な電極５を形成することができる。
【００１６】
次に、上記の如く構成された薄膜抵抗素子の製造工程について主として図４〜図６を用いて説明する。
【００１７】
まず、抵抗形成工程として、基板（アルミナ基板またはグレーズドアルミナ基板）１上に抵抗材料としてＴａＮを蒸着法やイオンビームスパッタ等により１０〜１００ｎｍ厚に薄膜形成し、この抵抗材料上にポジ形のフォトレジストをスピンコートする。しかる後、このフォトレジストを所望のパターン形状に露光現像し、レジストパターンから露出する抵抗材料をウェットエッチングやＲＩＥ法あるいはイオンミリング法等で除去した後、レジストを剥離することにより、図４（ａ）に示すように、基板１上に所望形状の抵抗体２を形成する。
【００１８】
次に、絶縁体形成工程として、抵抗体２を覆うようにポジ形のフォトレジストをスピンコートし、このフォトレジストを所望のパターン形状に露光現像することにより、図４（ｂ）に示すように、抵抗体２の幅方向に跨がる絶縁体層３を５００ｎｍ〜３μｍ厚に形成する。ここで、図５に示すように、絶縁体層３の長さＬは抵抗体２の全長（Ｌ＋α）よりも短く、絶縁体層３の幅（Ｗ＋β）は抵抗体２の幅Ｗよりも長く形成されているため、この絶縁体層３のパターン形状によって薄膜抵抗素子の抵抗値が高精度に決定される。すなわち、薄膜抵抗素子の抵抗値は絶縁体層３によって覆われた部分の抵抗体２の膜厚と幅Ｗおよび長さＬによって決定されるが、これらのうち、膜厚と幅Ｗについては抵抗材料をパターニングすることによって高精度に設定され、残りの長さＬについては絶縁体層３のパターン形状によって高精度に設定される。
【００１９】
次に、テーパ処理工程として、絶縁体層３をポストベーク（加熱温度１１０〜１８０°Ｃ）した後に紫外線照射により表面を硬化させ、その後にキュア処理（加熱温度２２０〜２５０°Ｃ）することにより、図４（ｃ）に示すように、絶縁体層３の周縁に傾斜を形成する。なお、かかるテーパ処理工程での加熱処理により、絶縁体層３で覆われていない抵抗体２の両端部表面に酸化膜ができるため、ミリング法や逆スパッタ法を用いてこの表面酸化膜を除去することが好ましい。
【００２０】
次に、下地めっき形成工程として、例えばＣｒとＣｕをスパッタ法や蒸着法あるいはイオンビームスパッタ等で順次成膜し、図４（ｄ）に示すように、抵抗体２と絶縁体層３を覆うように下地めっき層４を形成する。
【００２１】
次に、電極形成工程として、下地めっき層４を覆うようにポジ形のフォトレジストをスピンコートし、このフォトレジストを所望のパターン形状に露光現像することにより、非電極形成領域にレジストパターンを形成する。しかる後、このレジストパターンから露出する下地めっき層４の表面に電極材料としてＣｕを０．５〜５ｎｍ厚に電解めっきすることにより、図４（ｅ）に示すように、十分な膜厚を有する一対の電極５を形成する。この場合、レジストパターンは図６のハッチングで示す部分に形成され、電極５の形成後にこのレジストパターンを剥離して下地めっき層４を露出させる。
【００２２】
最後に、除去工程として、図４（ｆ）に示すように、イオンミリング法にてＡｒイオンを０〜３０度の角度で入射し、上記電極形成工程でレジストパターンの剥離によって露出した下地めっき層４（図６のハッチング部分）を除去する。その結果、両電極５と同一形状の下地めっき層４が形成され、両電極５がそれぞれ下地めっき層４を介して抵抗体２の長手方向の両端部に接続される。このとき、絶縁体層３の周縁に傾斜が形成されているため、絶縁体層３の表面に形成された下地めっき層４がイオンの入射角に対して再付着せず、下地めっき層４は確実に除去される。なお、イオンミリングによって下地めっき層４を完全に除去すると、その下層に位置する絶縁体層３の表面も若干除去されるが、絶縁体層３は十分な膜厚に形成されているため、イオンミリングが最下層の抵抗体２まで達することはない。
【００２３】
このように本実施形態例に係る薄膜抵抗素子では、めっきを用いて厚膜の電極５を形成することにより、電極５の低抵抗化を実現することができ、しかも、抵抗値が絶縁体層３のパターン形状によって決定されるため、抵抗値のばらつきが少ない高精度な薄膜抵抗素子を提供することができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２５】
基板上に薄膜形成した抵抗体を幅方向に跨ぐように絶縁体層をパターン形成すると共に、抵抗体と絶縁体層を覆うように成膜された下地めっき層を該絶縁体層上で分割し、これら下地めっき層の表面に一対の電極をめっきすることにより、両電極がそれぞれ下地めっき層を介して抵抗体の両端部に接続されるように構成したので、めっきを用いて厚膜の電極を形成することで電極の低抵抗化を実現することができ、また、抵抗値が絶縁体層のパターン形状によって決定されるため、抵抗値のばらつきが少ない高精度な薄膜抵抗素子を実現することができ、しかも、この絶縁体層の周縁に傾斜が形成されているため、下地めっき層を確実に分割することができる等、種々の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例に係る薄膜抵抗素子の平面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図１のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】該薄膜抵抗素子の製造工程を示す説明図である。
【図５】該薄膜抵抗素子の製造途中の説明図である。
【図６】該薄膜抵抗素子の製造途中の説明図である。
【図７】従来例に係る薄膜抵抗素子の平面図である。
【図８】該薄膜抵抗素子の断面図である。
【図９】該薄膜抵抗素子の製造工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１  アルミナ基板
２  抵抗体
３  絶縁体層
４  下地めっき層
５  電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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