DE1263126B

DE1263126B - Verfahren zur Herstellung von Duennfilmschaltungen

Info

Publication number: DE1263126B
Application number: DEST25195A
Authority: DE
Inventors: Peter Walter Albert Fehlhaber
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1966-04-01
Filing date: 1966-04-01
Publication date: 1968-03-14
Also published as: ES338800A1

Description

Verfahren zur Herstellung von Dünnfilmschaltungen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Dünnfilmschaltungen, bei dem auf einer Unterlage aus isolierendem Material eine Schicht aus oxydierbarem Material in Form eines Musters erzeugt und die ganze Fläche der Schicht oder Teilflächen davon in einem Elektrolyten anodisch oxydiert werden.
Als Material für die leitende Schicht von solchen Dünnfilmschaltungen werden meist Metalle verwendet, die sich leicht oberflächlich oxydieren lassen. Solche Metalle sind z. B. Tantal und Aluminium sowie andere sogenannte Ventilmetalle. Die oberflächliche Oxydierbarkeit hat den Vorteil, daß in einfacher Weise elektrische Bauelemente auf der Unterlage erzeugt werden können. So wird beispielsweise die oberflächliche Oxydschicht als Dielektrikum von elektrischen Kondensatoren verwendet, oder es ist auch möglich, elektrische Widerstände durch teilweise Oxydation abzugleichen, indem dadurch ein Teil der Widerstandsschicht in einen Isolator umgewandelt wird.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Dünnfilmschaltungen, vorzugsweise mit Tantal als leitendem Material. Als Unterlage kann eine Platte aus Keramik oder eine Glasplatte oder ein anderes geeignetes Isoliermaterial verwendet werden.
Nachdem ein geeignetes Muster aus dem leitenden Material auf der isolierenden Unterlage nach einem der bekannten Verfahren, wie Aufdampfen oder Kathodenzerstäubung, gegebenenfalls mit nachfolgender Ätzbehandlung, erzeugt wurde, wird auf dem leitenden Material eine Oxydschicht erzeugt, um die darauf gebildeten Widerstände abzugleichen oder ein Dielektrikum für Kondensatoren zu bilden. Die Oxydschicht wird üblicherweise durch anodische Oxydation in einem geeigneten Elektrolyten gebildet. Dabei muß einerseits die isolierende Unterlage mit der Schicht so weit in den Elektrolyten eingetaucht werden, daß an den gewünschten Stellen die Oxydschicht gebildet wird, und andererseits muß mindestens ein elektrischer Anschluß an der leitenden Schicht angebracht werden. Dabei muß vermieden werden, daß die Anschlüsse an der leitenden Schicht mit dem Elektrolyten in Berührung kommen. Ferner muß dafür gesorgt werden, daß alle zu oxydierenden Teile der Schaltung elektrisch mit der Zuleitung verbunden sind. Dies macht es meist erforderlich, die anodische Oxydation mehrmals durchzuführen und dabei Anschlüsse an immer anderen Teilen der Schaltungsanordnung anzubringen, da oftmals die einzelnen Teile der Schaltung nicht miteinander elektrisch verbunden sind. Die Erfindung vermeidet die obengenannten Nachteile und gestattet es, die elektrolytische Oxydation von Dünnfilmschaltungen wesentlich schneller durchzuführen.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß auf einer gemeinsamen isolierenden Unterlage mindestens zwei Dünnfilmschaltungen angeordnet werden und der elektrolytischen Oxydation unterworfen werden und daß zwischen den einzelnen Dünnfilmschaltungen zusätzliche Verbindungsleitungen so angeordnet werden, daß alle zu oxydierenden Teile jeder Schaltung elektrisch mit an einer Kante der Unterlage angeordneten Kontaktstellen verbunden sind und daß die Unterlage anschließend in je eine Dünnfihnschaltung enthaltende Teile aufgetrennt wird.
Die Erfindung und weitere vorteilhafte Ausbildungsformen der Erfindung sollen an Hand der Figuren näher erläutert werden.
F i g. 1 zeigt eine Dünnfilmschaltung, die beispielsweise aus einem Muster aus Tantal besteht und bei der vier gleiche Schaltungen auf einer gemeinsamen Unterlage angeordnet sind; F i g. 2 zeigt eine Unterlage, auf der zwei andere Dünnfilmschaltungen angeordnet sind.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 ist auf der isolierenden Unterlage 1, die beispielsweise aus einer Glasplatte besteht, ein Muster aus Streifen und Flächen aus Tantal aufgebracht. Dieses Tantalmuster besteht aus linienförmigen Verbindungsleitungen, Streifen oder Flächen, die als Kontaktstellen dienen, und Widerständen, die in der Figur bei 3 als Rechtecke dargestellt sind. Diese Widerstände bestehen jedoch nicht aus einer rechteckigen Fläche aus Tantal, sondern aus einem mehr oder weniger engen Mäander aus Tantal, dessen Breite und Länge den zu bildenden Widerstand bestimmt. An den Kontaktstellen 2 werden später die Zuleitungen für die Dünnfihnschaltung angebracht oder weitere Bauelemente an die Schaltung angeschlossen. Bei der Erzeugung der Oxydschicht werden die Kontaktstellen in geeigneter Weise, z. B. mit einem Lack, abgedeckt.
Die isolierende Unterlage 1 wird nach der elektrolytischen Oxydation längs der gestrichelten Linien 7 zertrennt, so daß die Teile I bis V erhalten werden, von denen die Teile I bis IV je eine Dünnfilmschaltung enthalten.
Um alle Teile bei der anodischen Oxydation an den äußeren Stromkreis anschließen zu können, sind gemäß der Erfindung die zusätzlichen Verbindungsleitungen 4 vorgesehen, die einerseits die einzelnen Dünnfilmschaltungen miteinander verbinden und andererseits die Dünnfilmschaltungen an zusätzliche Kontaktstellen 5 a, 5 b und 5 c anschließen, die sich am oberen Rand der Schaltungsplatte befinden.
Bei der anodischen Oxydation der Dünnfilmschaltungen nach F i g. 1 werden die beiden Anschlüsse 5 a und 5 c miteinander verbunden. Um die Bildung der Oxydschicht verfolgen zu können, und die Oxydation bei Erreichung des erforderlichen Widerstandes unterbrechen zu können, wird zwischen den Anschlüssen 5 a und 5 c einerseits und dem Anschluß 5 b andererseits während der Oxydation der Widerstand gemessen. Als Meßwiderstände dienen die schraffiert gezeichneten Widerstände der Dünnfilmschaltungen I und II, und zwar sind je drei Widerstände in Reihe geschaltet und die beiden Reihenschaltungen parallel geschaltet. Zweckmäßig werden die zusätzlichen Verbindungsleitungen so angeordnet, daß die Oxydation über die ganze Fläche der Schaltungsplatte verfolgt werden kann.
Bei der anodischen Oxydation wird die Schaltungsplatte so weit in den Elektrolyten eingetaucht, daß nur die zusätzlichen Kontaktstellen 5 a, 5 b und 5 c frei liegen. Das Flüssigkeitsniveau ist bei 6 eingezeichnet.
Nach dem Zerteilen der Schaltungsplatte längs der gestrichelten Linien 7 sind die zusätzlichen Verbindungsleitungen wieder aufgetrennt. Der obere Streifen V wird ebenfalls abgeschnitten, da er nur zum Herausführen der Anschlüsse für die anodische Oxydation gedient hat.
Die zusätzlichen Verbindungsleitungen und Kontaktstellen bestehen zweckmäßig aus dem gleichen Material wie die Dünnfilmschaltung, z. B. aus Tantal, und werden bei der Herstellung des Schaltungsmusters gebildet.
Es ist auf diese Weise möglich, mehrere Dünnfilmschaltungen auf einer gemeinsamen Unterlage einer anodischen Oxydation zu unterwerfen und die Bildung der Oxydschicht durch die Messung nur eines Monitorwiderstandes zu verfolgen.
F i g. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Dünnfilmschaltung, die sich für das Verfahren gemäß der Erfindung eignet. Hier sind auf einer gemeinsamen Unterlage 1 zwei Dümfilmschaltungen I und II angeordnet. Einige Kontaktstellen 2, die in Reihen in der Mitte angeordnet sind, sind durch zusätzliche Verbindungsleitungen über die Trennungslinie 7 hinweg miteinander verbunden. Dadurch können alle Widerstände 3 der beiden Dünnfilmschaltungen gleichzeitig anodisch oxydiert werden. Die Messung erfolgt zwischen den zusätzlichen Kontaktstellen 5 a und 5 b, und als Meßwiderstände werden die schraffiert gezeichneten Widerstände der beiden Schaltungen verwendet.
Das Flüssigkeitsniveau ist wieder mit 6 bezeichnet, und die zusätzlichen Kontakte 5 a und 5 b werden nach der Formierung durch Abtrennen des oberen Streifens IH entfernt. Die zusätzlichen Leitungen und die zusätzlichen Kontaktstellen können auch aus einem anderen Material als die Dünnfilmschaltung; z. B. aus Silber oder Gold, bestehen.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Dünnfilmschaltungen, bei dem auf einer Unterlage aus isolierendem Material eine Schicht aus oxydierbarem Material in Form eines Musters erzeugt, und die ganze Fläche der Schicht oder Teilflächen davon in einem Elektrolyten anodisch oxydiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer gemeinsamen Unterlage mindestens zwei Dünnfihnschaltungen angeordnet und der elektrolytischen Oxydation unterworfen werden, daß zwischen den einzelnen Dünnfilmschaltungen zusätzliche Verbindungsleitungen so angeordnet werden, daß alle zu oxydierenden Teile jeder Schaltung elektrisch mit an einer Kante der Unterlage angeordneten Kontaktstellen verbunden sind, und daß die Unterlage danach in je eine Dünnfihnschaltung enthaltende Teile aufgetrennt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Verbindungsleitungen so angeordnet sind, daß Teile einer oder mehrerer Dünnfilmschaltungen zu einem in zwei Kontaktstellen am Rande der Unterlage endenden Stromkreis zusammengeschlossen sind, und- da ß während der elektrolytischen Oxydation- der Widerstand dieses Stromkreises gemessen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Hilfskontaktstellen am Rande der Unterlage vorgesehen sind, die durch zusätzliche- Verbindungsleitungen mit den Dünnfilmschaltungei-, verbunden sind und nach der anödischen Oxydation mit einem Teil der Unterlage von dieser abgetrennt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Verbindungsleitungen und gegebenenfalls die zusätzlichen Kontaktstellen aus dem gleichen Material wie die Dünnfilmschaltung hergestellt werden. S. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Verbindungsleitungen und gegebenenfalls zusätzliche Kontaktstellen aus einem Material größerer Leitfähigkeit als die Dünnfilmschaltungen verwendet werden.