[發明專利]一種高精度可調芯片電阻的設計方法

在審

• 申請號: 201110227730.1
• 申請日: 2011-08-10
• 公開（公告）號: CN102930067A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 郭林;舒斌
• 申請（專利權）人: 重慶萬道光電科技有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

????本發明公開了一種高精度可調芯片電阻的設計方法，屬于微電子元件設計和工藝加工的技術領域。

背景技術

芯片電阻的設計和制造由來已久,從半導體集成電路的發明開始就對此提出了明確的概念,隨著微電子技術的發展和進步,芯片電阻已經成為各種微電路和電子控制線路不可或缺的重要元件,同時各種各樣的應用領域也提出了各種各樣的特殊要求。其中，微型化、高精度、電阻值寬范圍可調、電阻條功率一致性好、電阻值便于修調等，經常困擾著微電子芯片設計工程師，因為這幾個指標相互之間是矛盾的。微型化可以通過半導體工藝實現，但是它的絕對阻值就難于做好，實際就是電阻精度不高；在芯片電阻的尺寸范圍內，要做到電阻值在較寬的范圍內可調則經常考驗著人類的智慧；半導體工藝中調整芯片電阻值的主要手段就是激光在線修調，由于激光光斑的特殊性和電腦的機械性，自然對修調對象的圖形線條、所處位置、與其它線條的距離、結構形狀等等提出了必須適合于批量生產的現實要求；激光修調必然帶來對電阻條的損傷，好的修調結果應該確保電阻條的完整性，由此保證電阻功率的一致性避免出現局部過熱。這么多年，為了找到一種好的解決方法和途徑，微電子工程師們提出了很多先進的設計方法和手段，但是最終還是沒有得到滿意的結果。

發明內容

本發明公開的一種高精度可調芯片電阻的設計方法，比較完整、全面地解決了上面芯片電阻制作時相互矛盾的幾個指標。

所述一種高精度可調芯片電阻的設計方法，在理論上依據的是這樣一個數學模型：

R?=?Ra?+?Rb

這里，R是絕對目標電阻值，Ra是相對目標電阻值，Rb是Ra的補充電阻，是逼近絕對目標電阻值R的修正值。R1是與R2并聯的輔助電阻，是一個相對固定的電阻，也是激光修調時切割的定位點和切割點。R2是R值的最小誤差，即電阻的精度。n是除0以外的自然數。這個數學模型針對不同的需求，通過工藝設計至少可以得到兩個結果：一是從R2和R2倍數的組合、疊加最終可以得到滿足電阻R精度要求的電阻值；二是在滿足電阻精度要求的前提下，從R2和R2倍數的組合、疊加可以得到從Ra+Rb到數個Ra的結果，即得到電阻值能夠大幅度變化的電阻。

所述一種高精度可調芯片電阻的設計方法，其數學模型中的Ra在工藝設計上應該是生產加工線實際工藝精度的下限值，這樣可以在加工工藝結束以后通過Rb的調整獲得比較準確的R。

所述一種高精度可調芯片電阻的設計方法，其數學模型中的R1在工藝設計上是一個比較小的固定值，這樣可以減小對R2阻值的影響；同時R1圖形的結構、形狀、面積大小應該滿足激光修調設備對修調對象在機械定位、修調光斑上的特殊要求。

所述一種高精度可調芯片電阻的設計方法，其數學模型中的R2在工藝設計上有特別的考慮。如果需要電阻精度非常高的R，R2應該設計為小于R絕對誤差中心值的一半；如果需要電阻值變化范圍比較大的R，此時電阻精度變為次要指標，R2可以設計為R值的絕對誤差值。

所述一種高精度可調芯片電阻的設計方法，其數學模型中的n在工藝設計中由R的精度或R阻值的變化范圍做出選擇。一般來講，R要求的精度越高，R2的設計越小，這時n的取值就越大；R的變化范圍要求越大，n的取值也越大。

附圖說明

附圖是一個n取值為5的高精度可調芯片電阻的設計版示意圖。

圖中，數字1是電阻R1，數字2是電阻R2，數字3是電阻Ra，數字4是激光對位標記和切割點，數字5是電阻R的焊盤，數字6是電阻R的襯底。數學模型中的Rb由圖中的R1和R2以及R2的倍數通過并、串聯構成，然后由Ra與Rb的串聯得到R。

具體實施方式

一個典型的芯片電阻的工藝設計和制造由下面幾個主要工藝步驟構成：

1、??????????材料制備，確定芯片電阻的襯底

2、??????????一次光刻，用光刻膠屏蔽沒有電阻條R1、R2、Ra以及焊盤的區域，而將R1、R2、Ra以及焊盤的位置裸露出來

3、??????????采用磁控濺射系統在高真空下淀積一層金屬薄膜電阻，金屬薄膜的方塊電阻由電阻的設計值決定

4、??????????剝離襯底上的光刻膠

5、??????????二次光刻，用光刻膠屏蔽沒有焊盤的大面積區域，而將焊盤的位置裸露出來

6、??????????采用電子束蒸發系統在高真空下蒸發一層較厚的金屬薄膜形成芯片電阻的焊盤

7、??????????剝離襯底上的光刻膠