一种CrSi2薄膜电阻及其激光修调方法技术

本发明专利技术公开了本发明专利技术的一种CrSi2薄膜电阻，通过CrSi2薄膜电阻结构设计和激光修调方法的优化，开发五级并联可调区和两个连续修调可调区的电阻设计结构，使修调后大部分打断的CrSi2薄膜电阻均不参与导电，将激光修调对CrSi2薄膜电阻稳定性的影响降到最小；本发明专利技术还公开了一种CrSi2薄膜电阻的激光修调方法，修调时根据电阻实际值选择打断或修调不同可调区；修调过程中当测试精度超过激光修调机本身的精度时，用外接测量表测试修调后的精度，克服了激光修调机精度分辨率对测量数据的制约，进一步提高精度，修调后CrSi2薄膜电阻温度系数达到±10ppm/℃，电阻精度达到±0.01％。

A CrSi2 Thin Film Resistance and Its Laser Trimming Method

The invention discloses a CrSi2 thin film resistor of the invention. Through the design of the resistance structure of CrSi2 thin film and the optimization of the laser trimming method, the resistance design structures of five-stage parallel adjustable region and two continuous trimming adjustable regions are developed, so that most of the interrupted CrSi2 thin film resistors after trimming do not participate in conduction, and the influence of laser trimming on the resistance stability of CrSi2 thin film is minimized. A laser trimming method for CrSi2 thin film resistance is also disclosed, in which different adjustable zones are selected according to the actual value of the resistance. When the test accuracy exceeds the accuracy of the laser trimmer itself, the trimmed accuracy is tested with an external measuring table, which overcomes the restriction of the precision resolution of the laser trimmer on the measured data and further improves the accuracy. The temperature coefficient of resistance of Si2 thin film reaches (+10 ppm/). The accuracy of resistance reaches (+0.01%).

【技术实现步骤摘要】
一种CrSi2薄膜电阻及其激光修调方法
本专利技术属于薄膜电阻结构修调
，尤其是一种CrSi2薄膜电阻及其激光修调方法。
技术介绍
混合集成电路是一种将各种功能的IC芯片在预先做好导体、电感、电容等组合图案的绝缘基片上进行电气互联的组装电路。基片上的薄膜电阻在电路中起到信号分流等作用，其精度、稳定性等电性能直接影响着电路精度和分辨率。随着混合集成电路向高精度、高稳定性方向发展，对薄膜电阻电性能提出了更高的要求。尤其是精密电流基准源、过流保护器、高共模差分运算放大器等电路，要求薄膜电阻温度系数TCR为±10ppm/℃；电阻精度为±0.01％。通常情况下CrSi2薄膜电阻其成膜阻值一致性为30％左右，通过激光修调工艺实现电路要求标称值及精度，由于CrSi2薄膜结构特性以及激光修调的影响，目前生产线常规CrSi2薄膜电阻温度系数TCR为±50ppm/℃；且激光修调机的测量精度只有±0.1％、电阻修调精度为±0.1％，无法满足高精密电路设计需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种CrSi2薄膜电阻及其激光修调方法。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种CrSi2薄膜电阻，包括五级并联可调区和两个连续修调可调区，五级并联可调区包括依次并联的第一可调区、第二可调区、第三可调区、第四可调区和第五可调区，两个连续修调可调区包括第六可调区和第七可调区；其中，第一可调区、第二可调区、第三可调区、第四可调区和第五可调区分别包括待打断部分和导电部分，待打断部分为1方数，导电部分方数之比依次为16：8：4：2：2。一种CrSi2薄膜电阻的激光修调方法，包括以下操作：当70％≤R<83.33％时，则打断第一可调区；当83.33％≤R<90.91％时，则打断第二可调区；当90.91％≤R<95.24％时，则打断第三可调区；当95.24％≤R<97.56％时，则打断第四可调区或第五可调区；当97.56％≤R<99.92％时，则连续修调第六可调区；当99.92％≤R<100.01％时，则连续修调第七可调区；其中，R为Rs/Rb×100％，Rs为CrSi2薄膜电阻修调前实际值，Rb为修调后电阻标称值。进一步的，第一可调区、第二可调区、第三可调区、第四可调区、第五可调区的打断及第六可调区的连续修调由激光修调机完成。进一步的，激光修调机为ESI4410型。进一步的，第七可调区的连续修调由激光修调机和数字万用表完成，具体过程包括：1)激光修调机发射一个激光脉冲修调CrSi2薄膜电阻，数字万用表测量修调后CrSi2薄膜电阻精度；2)数字万用表将测量数据发送给激光修调机，激光修调机判断是否达到预设电阻精度；3)重复步骤1)-2)直至达到预设电阻精度后停止修调。进一步的，预设电阻精度为±0.01％。进一步的，数字万用表为Agilent3458A型。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的一种CrSi2薄膜电阻，通过CrSi2薄膜电阻结构设计和激光修调方法的优化，开发了五级并联可调区和两个连续修调可调区的电阻设计结构，使修调后大部分打断的CrSi2薄膜电阻均不参与导电，将激光修调对CrSi2薄膜电阻稳定性的影响降到最小。本专利技术的一种CrSi2薄膜电阻的激光修调方法，修调时根据电阻实际值选择打断或修调不同可调区；修调过程中当测试精度超过激光修调机本身的精度时，用外接测量表测试修调后的精度，克服了激光修调机精度分辨率对测量数据的制约，进一步提高精度，修调后CrSi2薄膜电阻温度系数达到±10ppm/℃，电阻精度达到±0.01％，不但满足了精密电流基准源、过流保护器、高共模差分运算放大器等电路要求，还为研制其他传感器、恒流源等高精密电路搭建了良好的工艺平台，提高了混合集成电路的电性能，具有重要的社会效益和经济价值。附图说明图1为CrSi2薄膜电阻微观结构SEM图；图2为修调对CrSi2电阻阻值的影响数据比较图；图3为本专利技术的CrSi2电阻结构示意图；图4为成膜后精密电阻图；图5为修调后精密电阻图；图6为成膜后常规电阻图；图7为修调后常规电阻图。其中：1-第一可调区；2-第二可调区；3-第三可调区；4-第四可调区；5-第五可调区；6-第六可调区；7-第七可调区；01-第一切痕；02-第二切痕；03-第三切痕；04-第四切痕；05-第五切痕；06-第六切痕；07-第七切痕；表2中CrSi2薄膜电阻标称值Rb为100KΩ。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：参见图1，图1为CrSi2薄膜电阻微观结构SEM图；CrSi2薄膜电阻中含有绝缘相、半导体相和导电相，导电微粒分散于膜中，被绝缘相包围，成岛状结构。由于溅射成膜过程中存在能量分布不均的状况，使薄膜中存在大量空位、填隙、应变、位错、晶界等晶体缺陷，还有杂质；缺陷和杂质能够改变传导电子密度、引起载流子的散射，导致薄膜微观结构呈亚稳态。采用激光修调技术，电阻薄膜吸收激光能量，由于激光束能量呈高斯分布特点，激光切痕中央部分吸收能量最高、快速气化，使得切痕边缘的薄膜晶粒大小及晶粒间距不均，从而影响薄膜电阻阻值的稳定性。参见图2，图2为激光修调对CrSi2薄膜电阻阻值的影响数据比较图；分别将不修调、修调大约15％、修调大约30％的各10个CrSi2薄膜电阻样品在300℃厌氧箱中热存48h，对比修调对薄膜电阻稳定性的影响。从图2可见，热存后不修调的电阻阻值最大漂移0.005％，修调大约15％的电阻阻值最大漂移0.017％，修调大约30％的电阻阻值最大漂移0.028％，说明激光修调对电阻稳定性有一定影响，且修调越多，对电阻的稳定性影响越大，实验数据与理论分析一致。参见图3，图3为本专利技术的CrSi2薄膜电阻结构示意图；按照2n原则，将CrSi2薄膜电阻设计成16：8：4：2：2(即24：23：22：21：21)的五级打断并联可调区与两个连续修调可调区相结合的电阻，五级并联可调区包括第一可调区1、第二可调区2、第三可调区3、第四可调区4和第五可调区5，两个连续修调可调区包括第六可调区6和第七可调区7。设计时可按第一至第七可调区的顺序依次从左到右或从上到下排版，也可根据电阻设计版图情况任意分布7个可调区的位置；第一至第五本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CrSi2薄膜电阻，其特征在于，包括五级并联可调区和两个连续修调可调区，五级并联可调区包括依次并联的第一可调区(1)、第二可调区(2)、第三可调区(3)、第四可调区(4)和第五可调区(5)，两个连续修调可调区包括第六可调区(6)和第七可调区(7)；其中，第一可调区(1)、第二可调区(2)、第三可调区(3)、第四可调区(4)和第五可调区(5)分别包括待打断部分和导电部分，待打断部分为1方数，导电部分方数之比依次为16：8：4：2：2。

【技术特征摘要】
1.一种CrSi2薄膜电阻，其特征在于，包括五级并联可调区和两个连续修调可调区，五级并联可调区包括依次并联的第一可调区(1)、第二可调区(2)、第三可调区(3)、第四可调区(4)和第五可调区(5)，两个连续修调可调区包括第六可调区(6)和第七可调区(7)；其中，第一可调区(1)、第二可调区(2)、第三可调区(3)、第四可调区(4)和第五可调区(5)分别包括待打断部分和导电部分，待打断部分为1方数，导电部分方数之比依次为16：8：4：2：2。2.一种根据权利要求1所述的CrSi2薄膜电阻的激光修调方法，其特征在于，包括以下操作：当70％≤R<83.33％时，则打断第一可调区(1)；当83.33％≤R<90.91％时，则打断第二可调区(2)；当90.91％≤R<95.24％时，则打断第三可调区(3)；当95.24％≤R<97.56％时，则打断第四可调区(4)或第五可调区(5)；当97.56％≤R<99.92％时，则连续修调第六可调区(6)；当99.92％≤R<100.01％时，则连续修调第七可调区(7)；其中，R为Rs/Rb...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨小爱，袁忠文，王勇，
申请(专利权)人：西安微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61