Claims (3)
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Erfindungsansprüche:Invention claims:
1. Verfahren zur Herstellung von Dünnfilmwiderständen auf Keramiksubstraten, wobei eine CrNi-Widerstandsschicht durch Aufdampfen aufgebracht wird, gekennzeichnet dadurch, daß die Keramiksubstrate mit einer Rauhtiefe zwischen 2 und 6//m auf an sich bekannte Weise zunächst bei einer Temperatur aus dem Bereich von 680°C bis 1 0200C getempert werden, daß anschließend die getemperten Substrate einer Behandlung mit einem an sich bekannten Reinigungsmittelgemisch mit nichtgrundmaterialabtragender Wirkung ausgesetzt werden, daß danach die Keramiksubstrate für mindestens 15 min in einem Bad aus vorzugsweise 96%iger Schwefelsäure und Kaliumdichromat im Verhältnis 30:1 mit einer Temperatur von insbesondere 220C bewegt werden, daß nun bei einer Substratteperatur im Bereich von 2000C bis 2300C im Vakuum mit einer Aufdampfrate von insbesondere 58 mS see"1 die CrNi-Widerstandsschicht vom Substrat aus beginnend mit einer Zusammensetzung von Cr:Ni = 60%:40% über einen Mittelbereich mit einer Zusammensetzung von Cr:Ni = 50%:50%zu einem Oberflächenbereich mit einer Zusammensetzung von Cr:Ni = 40%:60% aufgedampft wird.1. A method for the production of thin film resistors on ceramic substrates, wherein a CrNi resistance layer is applied by vapor deposition, characterized in that the ceramic substrates with a roughness depth between 2 and 6 // m in a known manner, first at a temperature in the range of 680th ° C to 1 020 0 C are tempered, then that the annealed substrates are subjected to a treatment with a known detergent mixture with nichtgrundmaterialabtragender effect, then that the ceramic substrates for at least 15 min in a bath of preferably 96% sulfuric acid and potassium dichromate in proportion 30: 1 are moved at a temperature of in particular 22 0 C, that now at a substrate temperature in the range of 200 0 C to 230 0 C in a vacuum with a vapor deposition rate of in particular 58 mS see " 1, the CrNi resistor layer starting from the substrate a composition of Cr: Ni = 60%: 40% over a medium range h having a composition of Cr: Ni = 50%: 50% is evaporated to a surface area having a composition of Cr: Ni = 40%: 60%.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Dünnfilmwiderstände auf einem AI2O3-Substrat hergestellt werden.2. The method according to item 1, characterized in that the thin-film resistors are produced on an Al 2 O 3 substrate.
3. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das verwendete Reinigungsmittelgemisch aus drei Teillösungen besteht, wobei in der ersten Teillösung Alkalikarbonate und Polyphosphate, in der zweiten Teillösung ein Komplexbildner mit anionenaktiven oder kationenaktiven Gruppen und in der dritten Teillösung Polyphosphate, der Komplexbildner, ein Borat und ein anionenaktives Tensid enthalten sind.3. The method according to item 1, characterized in that the detergent mixture used consists of three partial solutions, wherein in the first part solution of alkali metal carbonates and polyphosphates, in the second part of a complexing agent complex with anionic or cationic groups and in the third part of the solution polyphosphates, the complexing agent, a Borate and an anionic surfactant are included.
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Mikroelektronik. Sie betrifft ein Verfahren zur Herstellung von CrNi-Dünnfilmwiderständen auf Keramiksubstraten, wobei letztere im weiteren Herstellungsprozeß zu Hybridschaltkreisen komplettiert werden.The invention relates to the field of microelectronics. It relates to a method for producing CrNi thin-film resistors on ceramic substrates, the latter being completed in the further manufacturing process to hybrid circuits.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Es ist bekannt, Dünnfilmwiderstände auf Keramiksubstraten durch Aufdampfen aufzubringen. Aufgrund der relativ großen Rauhtiefe, die diese Substrate aufweisen, spiegeln sich beim Aufdampfen dünner Schichten diese Unebenheiten in der Oberfläche im Dickenprofil der Schichten wieder. Dies führt dazu, daß es nicht möglich ist, Dünnfilmwiderstände mit exakt reproduzierbaren Werten herzustellen.It is known to apply thin film resistors to ceramic substrates by vapor deposition. Due to the relatively large surface roughness, which have these substrates, these unevennesses in the surface are reflected in the thickness profile of the layers during vapor deposition of thin layers. As a result, it is not possible to produce thin-film resistors with exactly reproducible values.
Um diese Unebenheiten auszugleichen, wurden bisher Zwischenschichten auf den Substraten deponiert. So ist es bekannt, zunächst eine Glasur auf das Keramiksubstrat zu drucken, bevor die Dünnfilmwiderstände aufgedampft werden. Es ist leicht ersichtlich, daß diese Verfahrensweise wesentlich aufwendiger ist, als das direkte Bedampfen von Keramiksubstraten.To compensate for these bumps, intermediate layers have been deposited on the substrates so far. Thus, it is known to first print a glaze on the ceramic substrate before the thin-film resistors are vapor-deposited. It is readily apparent that this procedure is much more expensive than the direct vapor deposition of ceramic substrates.
Außerdem können in der Glasur Mikrorisse beim anschließenden Bedampfen auftreten, die ein Unbrauchbarwerden des Schaltkreises hervorrufen können.In addition, microcracks can occur in the glaze during subsequent vapor deposition, which can cause the circuit to become unusable.
Weiterhin sind Verfahren und Mittel bekannt, die die Keramiksubstrate vor dem Bedampfen einer Reinigung von organischen Bestandteilen unterziehen, ohne dabei die Unebenheiten (Rauhtiefe) zu verändern.Furthermore, methods and means are known which subject the ceramic substrates to a cleaning of organic components before steaming, without changing the unevenness (surface roughness).
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu Herstellung von Dünnfilmwiderständen auf Keramiksubstraten zu gestalten, das die reproduzierbare Herstellung von Dünnfilmwiderständen ohne großen zusätzlichen Aufwand ermöglicht.The aim of the invention is to design a method for producing thin-film resistors on ceramic substrates, which allows the reproducible production of thin-film resistors without much additional effort.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Dünnfilmwiderständen auf Keramiksubstraten zu schaffen, das trotz der relativ großen Rauhtiefe der Keramiksubstrate ohne die Verwendung von Zwischenschichten zum Ziel der Erfindung führt.The object of the invention is to provide a method for the production of thin film resistors on ceramic substrates, which despite the relatively large roughness of the ceramic substrates without the use of intermediate layers to the aim of the invention.
Auf die Keramiksubstrate wird eine CrNi-Widerstandsschicht aufgedampft. Erfindungsgemäß werden die Keramiksubstrate mit einer Rauhtiefe R, zwischen 2μ.Γη und θμ,Γη aber auf an sich bekannte Weise zunächst bei einer Temperatur aus dem Bereich von 680°C bis 10200C getempert. Anschließend werden die getemperten Substrate einer Behandlung mit einem an sich bekannten Reinigungsmittelgemisch mit nicht grundmaterialabtragender Wirkung ausgesetzt. Danach werden die Keramiksubstrate für mindestens 15min in einem Bad aus vorzugsweise 96%iger Schwefelsäure und Kaliumdichromat (Chromschwefelsäure) im Verhältnis 30:1 bei Raumtemperatur bewegt. Nun wird bei einer Substrattemperatur im Bereich von 200°C bis 2300C im Vakuum mit einer Aufdampf rate von insbesondere 58 mS · see"1 die CrNi-Widerstandsschicht vom Substrat aus beginnend mit einer Zusammensetzung von CnNi = 60%:40% über einen Mittelbereich mit einer Zusammensetzung von Cr:Ni =~50%:50% zu einem Oberflächenbereich mit einer Zusammensetzung von CrNi = 40%:60% aufgedampft. In Ausgestaltung der Erfindung ist das Keramiksubstrat ein AI2O3-Keramiksubstrat. Zweckmäßigerweise besteht das verwendete Reinigungsmittelgemisch aus drei Teillösungen, wobei in der ersten Teillösung Alkalikarbonate und Polyphosphate, in der zweiten Teillösung ein Komplexbildner mit anionenaktiven und kationenaktiven Gruppen und in der dritten Teillösung Polyphosphate, der Komplexbildner, ein Borat und ein anionenaktives Tensid enthalten sind. Durch die Kombination der einzelnen technologischen Schritte wird beim Aufdampfen des CrNi-Materials eine homogene Benetzung der Keramiksubstratoberfäche erzielt, was die Realisierung von exakt reproduzierbaren Dünnfilmwiderständen ermöglicht.On the ceramic substrates, a CrNi resistance layer is evaporated. According to the invention, the ceramic substrates with a roughness R, between 2μ.Γη and θμ, ηη but in a conventional manner first at a temperature in the range of 680 ° C to 1020 0 C annealed. Subsequently, the annealed substrates are exposed to a treatment with a known detergent mixture with nichtgrundmaterialabtragender effect. Thereafter, the ceramic substrates are agitated for at least 15 minutes in a bath of preferably 96% sulfuric acid and potassium dichromate (chromic acid) in a ratio of 30: 1 at room temperature. Now, at a substrate temperature in the range of 200 ° C to 230 0 C in a vacuum with a deposition rate of in particular 58 mS · see " 1, the CrNi resistance layer from the substrate starting with a composition of CnNi = 60%: 40% on a Middle region having a composition of Cr: Ni = ~ 50%: 50% evaporated to a surface area having a composition of CrNi = 40%: 60% In an embodiment of the invention, the ceramic substrate is an Al 2 O 3 ceramic substrate Detergent mixture of three partial solutions, wherein in the first partial solution alkali carbonates and polyphosphates, in the second partial solution a complexing agent with anionic and cationic groups and in the third partial solution polyphosphates, the complexing agent, a borate and an anionic surfactant are contained Steps during vapor deposition of the CrNi material, a homogeneous wetting of the Keramiksubstra achieved, which allows the realization of exactly reproducible thin-film resistors.