DE1474523A1

DE1474523A1 - Verfahren zum Herstellen mehrschichtiger Filmschaltungen

Info

Publication number: DE1474523A1
Application number: DE19651474523
Authority: DE
Inventors: Prichard Jun John Paul; Pierce Joe Ted
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1964-01-20
Filing date: 1965-01-20
Publication date: 1971-02-04
Also published as: GB1092071A; MY6900271A; NL6500717A; FR1421155A; NL150273B; JPS509400B1; US3366519A; DE1474523B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf mehrschichtige Bünnfilmachaltungen und betrifft insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, ein Verfahren zum Herstellen sogenannter Cryogensohaltungen sowie eine neuartige Cryotronkonstruktion.

Allgemein und fUr die Zwecke der folgenden Beschreibung kann man als sogenannte Cryogenschaltungen solche Schaltungen bezeichnen, die bei so tiefen Temperaturen betrieben werden, daß die aus Metall bestehenden ^eiter supraleitfähig werden und keinen Widerstand zeigen, bis der durch die leiter fließende Strom einen kritischen Grenzwert überschreitet, bei dem das Metall plötzlich wieder seinen normalen Zustand annimmt, in d·* ea einen Widerstand aufweist. Verschiedene Metalle haben verschiedene krJLtische Stroapegel für verschiedene gemeinsam· Supraleitfah^gkeiteteaperaturen und verschiedene gemeinsam· Wrte der magnetischen ield.tärke. Bei einem Cryotron wird di... Erscheinung »utzbar gemacht, um Mitt·! zu schaffen, die e. ._ Möglichen, e^nen bestimmten stromführenden Leiter aus d·» Zu-•tand der Supraleitfähigkeit in d.n Wid.retandssustand «u ub_frfUto.n, Bin bryotron wird in d.r f.i.· hergestellt, daß «an

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einen.zur Steuerung dienenden Leiter aus Metall mit einem relativ hohen kritischen Strom bei der Betriebstemperatur in unmittelbarer Nähe eines eine Sperre bildenden Leiters aus Metall anordnet, der durch einen relativ schwachen kritischen • Strom gekennzeichnet ist. Ein durch den Steuerleiter fließender Strom, dessen Stärke unter dem kritischen Stromwert für diesen Leiter liegt, erzeugt jedoch trotzdem in der Nähe des stromführenden Leiters ein Hagnetfeld, durch das der stromführende Leiter aus den Zustand der Supraleitfähigkeit in den normalen

Widerstandszustand überführt wird· t

Sie Werte für die Breite der benachbarten Leiter eines Cryotrons stellen wichtige konstruktive Merkmale dar, durch die das Fließen eines Stroms beim Zustand der Supraleitfähigkeit gewährleistet wird, und durch die ferner gewährleistet wird, daß ein Strom induziert wird, dessen Stärke ausreicht, um ein , Umschalten des Cryotrons zu bewirken. Die Leiter müssen über ihre ganze Breite eine ausreichende Dicke erhalten, damit sie die erforderlichen diamagnetischen Eigenschaften zeigen· Ferner \

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ι ist es außerordentlich wichtig, daß die Kanten der Leiter, |

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, insbesondere desjenigen Abschnitts des Steuerleiters, welcher den stromführenden Leiter überschattet, sehr scharf und glatt ausgebildet sind, und daß sie in wesentlichen rechtwinklig zueinander verlaufen· Verlaufen die Kanten der Leiter nioht unter rechten Winkeln zueinander, erstreckt sich die Kurve des Umschaltens vom Zustand der Supraleitfähigkeit zum normalen Widerstandszustand über einen erheblichen Bereich der Stromstärke· Andererseits hat es sich gezeigt, daß dann, wenn es möglich ist, die Leiter genau rechtwinklig auszubilden, die

Umsohaltkurv· sehr weitgehend einem völlig plötzliohen übergang

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vom Zustand der Supraleitfähigkeit zum normalen Widerstandszustand angenähert wird, wenn der kritische Strompegel für die betreffende Betriebstemperatur erreicht wird·

Eine besonders vorteilhafte Anwendungsmöglichkeit für Cryogenschaltungen ergibt sich auf dem Gebiet der Rechengeräte, und es sind umfängreiche Bemühungen unternommen worden, um geeignete Schaltungen zu entwickeln, und um insbesondere geeignete Verfahren zum Herstellen solcher Schaltungen in Form relativ dünner Filme zu entwickeln. Bei fast allen bis jetzt gebräuchlichen Verfahren wird eine geeignete mechanische Schablone benutzt, um die erforderlichen Metalle und Isolierstoffe entsprechend den erforderlichen Mustern aufzubringen und so die gewünschten Schaltungen auf einer geeigneten Unterlage zu erzeugen. Alle diese Bemühungen haben jedoch nicht zu brauchbaren Ergebnissen geführt. Bei dem Schablonen- oder Abdeckverfahren verwendet man gewähnlich eine relativ große Zahl von Masken mit sehr feinen Schlitzen, durch die hindurch die Leitungswege aus Metall im Wege des Aufdampfens oder mit Hilfe anderer geeigneter Verfahren zum Erzeugen von Niederschlägen erzeugt werden. Bei diesen Abdeckverfahren ergeben sich sehr schwerwiegende Einschränkungen infolge der Tatsache, daß die Schablonen genügend steif sein müssen, um in der Ftaxis benutzt werden zu können, und um fest gegen die Oberfläche der Unterlage gedrückt werden zu können, damit ein Eindringen der niederzuschlagenden Metalle auf der Unterseite der Schablone möglichst vermieden wird· Ferner macht es erhebliche Schwierigkeiten, die Schablone richtig anzuordnen, insbesondere wenn man berücksichtigt, daß dieser Arbeitsgang gewöhnlich im Wege der Fernbetätigung in einer Vakuumkammer durchgeführt werden muß. Nachdem die Schablone

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fest mit der Unterlage verspannt worden ist, muß sie hohen Temperaturen standhalten und darf sich nicht verziehen. Hieraus folgt, daß die Schablonen übermäßig groß und relativ dick ausgebildet werden müssen. Bei größerer Dicke der Schablonen ergeben sich größere Schwierigkeiten aus der Schattenwirkung, die darauf zurückzuführen sind, daß die Materialquelle nicht genau rechtwinklig zu der Unterlage angeordnet ist. Ferner umfassen die Schablonenverfahren notwendigerweise zahlreiche photographische Schritte zur Herstellung der Schablonen, wodurch die Schärfe der Kanten der Schlitze verringert und die gesamte Genauigkeit der Schablone herabgesetzt wird. Wie schon erwähnt, ist die scharfe Ausbildung der Umrißlinien von sehr großer' Bedeutung, denn sie beeinflußt direkt den Übergang aus dem Zustand der Supraleitfähigkeit in den Widerstandszustand. Die erforderliche Schärfe der Ausbildung der Umrißform und die mechanischen Grenzen, die sich bei der Herstellung einer großen Zahl von durch kleine Abstände getrennten Schlitzen ergeben, führen ebenfalls zu einer unerwünschten Beschränkung bezüglich der Wahl der Abmessungen der Schaltungselemente, woraus sich wiederum eine Beschränkung bezüglich der Dichte der Anordnung · der Schaltungselemente ergibt; alternativ kann es erforderlich werden, eine erhebliche größere Zahl von Arbeitsschritten durchzuführen und eine größere Zahl von Masken zu benutzen.

Die Erfindung sieht nunmehr ein neuartiges Verfahren zum Herstellen mehrschichtiger Schaltungen nach der Pilmbauweise vor. Dieses Verfahren wurde insbesondere für die Herstellung komplizierter Cryogenschaltungen entwickelt, bei denen eine ungewöhnlich große Dichte der Schaltungselemente gegeben ist. Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung werden nacheinander miteinander

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abwechselnde Filme aus Metall bzw. Isoliermaterial auf einer · Unterlage angeordnet, vorbestimittte Flächen jedes Metallfilms werden vor dem Aufbringen des nächsten Films entfernt, um bestimmte Teile der Schaltung auszubilden, und vorbestimmte Flächen jedes isolierenden Films werden dort entfernt, wo ein elektrischer Kontakt zwischen Flächen benachbarter Metallfilme herbeigeführt werden muß, um die Schaltung zu vervollständigen.

Gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung werden die betreffenden Flächen der Metallfilme in der Weise entfernt, daß zuerst die Flächen des Metallfilms, die erhalten bleiben sollen, durch einen Film geschützt werden, der einem Ätzmittel standhält, und daß dann die ungeschützten Flächen des Metallfilms mit einem geeigneten, selektiv wirkenden Ätzmittel abgetragen werden. Genauer gesagt wird der Metallfilm mit einem lichtempfindlichen Abdeckmaterial überzogen, das dann belichtet und entwickelt wird, um den Abdeckfilm von denjenigen Flächen des Metallfilms zu entfernen, die beseitigt werden sollen·

Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung besteht da- T

n_t daß die isolierenden Filme in der Weise erzeugt werden,

daß ein lichtempfindliches Material auf die Unterlage aufgebracht wird, daß das lichtempfindliche Material einer es aktivierenden strahlenden Energie ausgesetzt wird,Eua den chemischen Zustand des Materials innerhalb der belichteten Flächen so zu verändern, daß entweder die belichteten oder die nicht belichteten Flächen solche Eigenschaften annehmen, daß sie durch den danaoh zur Wirkung gebrachten Entwickler nicht entfernt werden. Der Film, der durch das auf den übrigen Flächen zurückgebliebene Material gebildet wird, dient dann als isolierender Film.

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Weiterhin sieht die Erfindung eine neuartige, sich aus mehreren Schichten zusammensetzende Cryogenschaltung sowie eine neuartige Cryotronkonstruktion vor; hierauf wird im folgenden näher eingegangen.

Ein wichtiges Ziel der Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren der genannten Art vorzusehen, das relativ einfach ist und sich wirtschaftlich durchführen läßt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung _t eines Verfahrens der erwähnten Art, bei dem photographische Techniken angewendet werden, und das zur Erzeugung einer bestimmten komplizierten Schaltung nur die Durchführung einer sehr kleinen Zahl von Arbeitsschritten erfordert.

Ferner sieht die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von Cryotronschaltungen vor, die sich durch ihre besseren Betriebseigenschaften auszeichnen.

Weiterhin sieht die Erfindung ein Verfahren der genannten Art vor, das es ermöglicht, eine sehr hohe Dichte der Schal- K tungselemente zu erzielen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens der erwähnten Art, das angewendet werden kann, um Schaltungen herzustellen, die praktisch eine beliebig große Zahl von Schichten umfassen, und bei denen die Zahl der Kreuzungsstellen zwischen Leitern beliebig groß sein kann.

Ferner sieht die Erfindung ein Verfahren der genannten Art vor, das nur einen minimalen Kapitalaufwand für die Fertigungsmittel erfordert.

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Weiterhin sieht die Erfindung ein Verfahren vor, das die schnelle Herstellung praktisch jeder beliebigen Schaltung nach einer minimalen Vorbereitungszeit ermöglicht, so daß Brettschaltungen schnell und mit geringen Kosten hergestellt werden können.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens der erwähnten Art, bei dem die Schwierigkeiten, die sich aus der Aufgabe ergeben, Teile aufeinander folgender Schichten aufeinander auszurichten, auf ein Minimum verringert sind.

Ferner sieht die Erfindung eine verbesserte Cryotronkonstruktion vor, die sich mit sehr geringen Kosten herstellen läßt, jedoch ohne schädliche Wirkungen wiederholt von der Raumtemperatur auf sehr tiefe Temperatureil gebracht werden kann.

Ferner sieht die Erfindung ein Verfahren der genannten Art vor, das es ermöglicht, die Kanten der Leiter und anderer Schaltungselemente sehr scharf auszubilden und sie genau in der gewünschten Lage anzuordnen, so daß eine Verbesserung des Betriebsverhaltens der Teile erzielt wird und man die Dichte der Anordnung der Schaltungselemente erheblich steigern kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen.

Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer einfachen Flip-Flop-Schaltung, bei der die Abstände zwischen den Schaltungselementen und die Dicke der Elemente übertrieben wiedergegeben ist und die isolierenden Schichten fortgelassen

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Bind, um das erfindungsgemäße Verfahren zu veranschaulichen, fig. 2 iat ein Schnitt länge der linie 2-2 in Fig. 1. Pig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1.

Fig. 4 ist ein Fig. 2 und 3 ähnelnder Schnitt durch eine andere Schaltungskonetruktion, der eine Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht.

In Fig. 1 erkennt man eine insgesamt mit 10 bezeichnete einfache Flip-Flop-Schaltung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Die Schaltung 10 setzt sich aus einem ersten Schleifensegment 30 aus Blei mit einem Leiterabschnitt 24» einem zweiten Schleifeneegment 32 aus Blei mit einem Leiterabschnitt 26 und den Sperren- oder Stromtorstreifen 34 xmd aus Zinn zusammen. Ferner ist ein Steuerleiter 38 aus Blei vorgesehen, der schmalere Abschnitte 38a und 38b umfaßt, welche die aus Zinn bestehenden Sperrenstreifen 34 und 36 kreuzen, um Schaltcryotrone 12 und 18 zu bilden. Der mittlere Teil des Steuerleiters 38 ist über geeignete Leitermittel 54 geerdert· Ein Kreis zum Fühlen eines Stroms wird durch streifenf b'rmige Leiter 40, 42 und 44 aus Blei gebildet, die durch Sperrenstrei-

fen 46 und 48 aus Zinn miteinander verbunden sind« Die Sperrenstreifen 46 und 48 aus Zinn sind unter schmaleren Abschnitten und 52 dee Schleifensegments 32 angeordnet, um Flihlcryotron· 14 und 20 zu bilden. Der mittlere Teil des streifenfureigen Leiters 42 aus Blei ißt Über geeignete Leitemittel 56 geerdet« Die isolierenden Schichten zwischen den Streifen am Zinn und Blei sind in Fig. 1 fortgelassen, um die Darstellung eu vereinfachen und die eigentlichen Schaltungselemente besser erkennbar* BU machen. Es sei äedooh bemerkt, daß die ate Zinn bestehenden. '*

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Sperrenetreifen 34, 36, 46 und 48 gegenüber den sie Überschatten·; den schmalen Abschnitten 38a, 381), 50 und 52 aus Blei isoliert sind.

Während des betriebs der Anordnung wird ein Strom über den Leiter 24 in die parallelen Leitungewege 16 und 22 eingeleitet* _m Nimmt man an, daß die Oryotrone 12 und 18 beide supraleitend sind, verteilt sich der Strom auf die parallelen Leitungewege 16 und 22 umgekehrt proportional zur Induktivität der betreffen» den Leitungswege. Wenn man einen Strom einer ausreichenden Stärke duroh den sohmaleren Abschnitt 38a ssum Erdungsanschluß 54 leitet, nimmt die Sperre 34 aus Zinn erneut ihren Widerstandszustand an, und das Cryotron 12 wird abgeschaltet· Der gesamt· Strom fließt dann durch den supraleitenden Leitungsweg 22, der die Sperre 36 aus Zinn und den sohaaleren Abschnitt 52 aus Blei umfaßt. Wenn ein Strom einer ausreichenden Stärke duroh den schmaleren Abschnitt 52 aus Blei fließt, wird das FUhI-oryotron 20 abgeschaltet, so daß die Sperre 48 aus Zinn ihren normalen Widerstand aufweist, woduroh angezeigt wird, daß ein Strom duroh den Leitungsweg 22 fließt.

Wird dagegen ein Strom in den schmaleren Abschnitt 38b

eingeleitet,
Cryotron 18

der su dem ErdungsanBohluß 54 fließt, wird da· abgeschaltet, und der Strom fließt duroh den Leitunge-16« Der jduroh den schmaleren Abaohnitt 50 fließend· Strom •ehaltet da·¹ Cryotron 14 ab und dient daeu, amuaeigen, daß ein ätrom durch,den L«itungaweg 16 fließt.

Da· •jrfindungegemiß· Verfahren läßt «loh mit Hilf· weiterer D»*etellungen d*r Sohaltung 10 leiohter veritändlioh maοhen· D·· V«rfehren ua*«lt allgtmein MaImOMita, urn

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abwechselnde Filme aus einen leitfähigen bzw. einem nicht leitfähigen Material la wesentlichen auf die ganze Fläche einer Unterlage aufzubringen. Wenn jeweils ein leitfähiger Film aufgebraoht worden let, werden bestimmte flächen des Filme entfernt, • um Teile der Schaltung auszubilden. Nachdem ein isolierender film aufgebracht worden ist, werden ferner bestimmte Flächen des isolierenden Films dort entfernt, wo ein elektrischer Kontakt zwischen aufeinander folgenden, elektrisch leitenden Schichten hergestellt werden soll.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus Fig. 2 und 3 hervor, die die Anordnung nach *ig. 1 in einem Schnitt längs der Linie 2-2 bzw. in einem Schnitt längs der MnIe 3-3 wiedergeben, wobei jedoch auch die verschiedenen, in Fig. 1 fortgelas· senen isolierenden Schichten dargestellt sind. Zuerst wird eine geeignete Unterlage 60, vorzugsweise eine quadratische Platte mit den Abmessungen von etwa 50 χ 50 am aus Soda-Kalk-Glas in ein Vakuumsystem gebracht, das dann bis auf einen Druok von etwa 10°~⁵ mm Quecksilbersäule evakuiert wird. Es sei jedoch ; bemerkt, daß man im Rahmen der Erfindung auch andere Unterlagen ·'■ verwenden könnte, z.B. flexible Unterlagen aus dem unter der gesetslioh gesohtttzten Bezeichnung Mylar erhältlichen Material« Das Vakuumsystem wird dann bis auf einen Druck von etwa 10' * mm Queokeilbereäule mit Argon oder Sauerstoff aufgefüllt, und ein· Weohselspannungs-CHimmentladung wird an einer solchen Stell· hervorgerufen, daß aioh die Unterlage in der dunklen Säule befindet. Sie Glimmentladung wird etwa 5 Mb 15 min lan« aufrechterhalten, us eine bessere Haftung der nacheinander aufzubringenden Schienten an der Unterlage su erzielen.

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Nach dieser -Behandlung mit Hilfe der Glimmentladung wird das Vakuumsystem erneut auf einen Druck von etwa 10 nun Quecksilbersäule evakuiert, und ein Film 62 aus Bleifc wird auf " die gesamte Oberseite der Unterlage 60 aufgebracht· Dies kann mit Hilfe der gebräuchlichen Aufdampfverfahren geschehen, wobei eine Bleiquelle in der Vakuumkammer in einem Abstand unterhalb der Unterlage erhitzt wird, und wobei die Dämpfe Über einen Kamin nach oben geleitet werden, sjo daß sie auf die Oberseite der Unterlage auftreffen und kondensieren. Die Dicke des Bleifilma 62 kann je nach der Konstruktion der herzustellenden Schaltung zwischen 1000 und 10 000 Ängatrömeinheiten liegen.

Hierauf werden vorbestimmte Teile des Bleifilms 62 auf eine noch zu erläuternde Weise entfernt, um Teile der Schaltung auszubilden. Dies kann mit Hilfe des nachstehend beschriebenen Verfahrens geschehen. Die Unterlage 60 mit dem Bleifilm 62 wird aus dem Vakuumsystem in einen Trockenkasten überführt, in dem sich eine geregelte Atmosphäre befindet, um Staub, Feuchtigkeit, oxydierende Stoffe und andere schädliche Materialien fernzuhalten« Dann wird ein Überzug aus einem lichtempfindlichen Abdeckmaterial, z.B. aus dem Material, das unter der Bezeichnung Azoplate AZ-17 von der Shipley Manufacturing Company of Wellesley, Massachusetts, U.S.A., auf den Markt gebracht wird, so auf die Oberseite des Bleifilms 62 aufgebracht, daß er die gesamte Fläche der Unterlage überdeckti Bei dem Material Azoplate AZ-17 handelt es sich um ein positives lichtempfindliches Abdeckmaterial, und wenn man dieses Material einer ultravioletten Strahlung aussetzt, wird es in eine Verbindung verwandelt, dl· mit Hilfe eines Entwicklers entfernt werden kann,'der vom gleichen Hersteller bezogen werden kann. Nach dem Entwickeln -

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dee Azoplate-Überzugs bleiben nur die nicht belichteten Flächen zurück· Diese nicht belichteten Flächen können dann mit Hilfe eines geeigneten Materials, z.B. Aceton, entfernt werden· Nachdem der gesamte Bleifilm 62 mit Azoplate AZ-17 überzogen und in einer geeigneten unschädlichen Atmosphäre, ζ·Β. in Stickstoff oder Argon, getrocknet worden ist, kann der überzug bei einer niedrigen Temperatur von etwa 95° C eingebrannt werden, um seine Haftung an dem Bleifilm zu verbessern.

Nach dieser behandlung des Azoplate-Überzugs wird eine Photomaske, die an vorbestimmten Stellen dort, wo der Bleifilm 62 entfernt werden soll, durchsichtige Teile aufweist, während sie dort, wo der Bleifilm erhalten bleiben boII, undurchlässig ist, auf der Unterlage 60 angeordnet und dann in unmittelbare Nähe des Bleifilms 62 gebracht, um Schatteneffekte möglichst zu vermeiden. Die so maskierte oder abgedeckte Unterlage wird dann während einer geeigneten Zeitspanne der Strahlung einer Ultraviolettq,uelle ausgesetzt. Hierauf wird die Unterlage in den Azoplate-Entwickler eingetaucht, um die belichteten Flächen des Azoplate-Überzugs zu entfernen; dann wird die Unterlage in entionisiertes Wasser eingetaucht, um die Wirkung des Entwicklers aufzuheben.

Als nächstes wird die den Bleifilm 62 tragende Unterlage 60 mit den noch verbliebenen Teilen des Azoplate-Überzugs in ein selektiv wirkendes Ätzmittel eingetaucht, das den Schutzüberzug aus Azoplate AZ-17 nicht angreift, jedoch mit den belichteten Flächen dee Bleifilms reagiert. Eine HNOj-Lösung mit einer Konzentration von 10 bis 50 Volumenprozent bildet ein sehr brauchbares selektives Ätzmittel für diesen Zweck. Nach Ablauf der erforderlichen Zeit wird die Unterlage erneut in entioni-

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siebtes Wasser gebracht, um das Ätzmittel wirkungslos zu machen; dann wird die Unterlage in einer unschädlichen Atmosphäre getrocknet, um eine Oxydation der Oberfläche des Bleifilms zu vermeiden. Der verbliebene Azoplate-Überzug wird dann dadurch entfernt, daß man die Unterlage in ein geeignetes Lösungsmittel, z.B. Aeeton, eintaucht, woraufhin die Unterlage * mit einem inerten Gas getrocknet wird. Auch hierbei ist es zweckmäßig, den Bleifilm in einer unschädlichen Atmosphäre zu halten, um eine Oxydation oder eine andere Verunreinigung der Oberfläche zu verhindern· In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß der erste Bleifilm 62 eine in Fig. 1 nicht gezeigte Erdungsfläche für die Flip-Flop-Schaltung 10 bildet, die sich normalerweise Über die Unterseite sämtlicher Schaltungselemente und Leiter der Schaltung 10 erstreokt. Die Erdungsfläche ist gewöhnlich mit geeigneten freiliegenden Anschlußabschnitten versehen, damit sie in einen Stromkreis eingeschaltet werden kann·

Als nächstes wird mit Hilfe eines geeigneten Verfahrene ein isolierender Film 64 auf die Oberseite des Bleifilme 62 bzw. der Unterlage 60 aufgebracht· Gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung besteht der isolierende Film 64 aus einem lichtempfindlichen Material, wie es z.B. von der Firma Kodak unter der Handelsbezeichnung KPR auf den Markt gebracht wird· Bei dem KPR-Material handelt es sich um ein negatives lichtempfindliches Abdeckmaterial, das mit Hilfe von ultraviolettem Licht polymerisiert werden kann. Die nicht belichteten Flächen des KPR-Filma können denn Bit Hilfe eines einfachen Entwicklungsverfahrens entfernt werden, bei den ein KPR-Entwiokler verwendet wird, der zu diesen Zweok von der Firma Kodak bezogen werden kann.

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Nach dem Trocknen des KPR-Überzugs wird eine zweite, teilweise undurchsichtige und teilweise durchsichtige Photomaske in genaue Deckung mit dem vorher aus dem Bleifilm 62 herausgeätzten Huster gebracht und an die Unterlage angedrückt. Der KFR-FiIm .wird dem Ultravioletten Licht überall dort ausgesetzt, wo ein elektrischer Kontakt zwischen der später aufzubringenden filmförmigen Schaltung und der durch den Bleifilm 62 gebildeten Erdungsfläche hergestellt werden soll, was z.B. gemäß Fig. 2 und für die beiden Flächen 66 und 68 gilt. Wenn man dann die Unterlage 60 mit dem Bleifilm in den Entwickler für den KPR-Oberzug eintaucht, werden die nicht belichteten Teile 66 und 68 durch den Entwickler entfernt, so daß Fenster 66 und 68 in dem polymerisierten isolierenden Film 64 entstehen und sich der als nächstes aufgebrachte Metallfilm durch diese Fenster nach unten erstreckt, um einen elektrischen Kontakt mit der Erdungsfläche 62 aus Blei herzustellen, wie es in Fig. 2 und 3 bei 54 und 56 dargestellt ist·

Die Unterlage 60 mit dem Bleifilm 62 und dem isolierenden KPR-FiIm 64, der die Fenster 66 und 68 aufweist, wird dann erneut in das Vakuumsystem gebracht. Hierbei ist daruaf zu achten, daß die an den Fenstern 66 und 68 freiliegende Fläche des Bleifilms 62 möglichst wenig oxydiert wird. Das Vakuumsys-

—5 tem wird dann auf einen Druck von etwa 10 mm Quecksilbersäule evakuiert, und die freiliegenden Flächen des Bleifilms 62 werden in der weiter oben beschriebenen Weise mit Hilfe einer Glimmentladung gereinigt. Dann wird ein Film aus Zinn auf die gesamt· Fläohe der Unterlage und des isolierenden Films 64 aufgebracht, um die Herstellung der Sperrenatrelfen 34, 36, 46 und 48 aus Zinn vorzubereiten. Der Zinnfila erstreokt sioh duroh di·

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fenster 66 und 68 des isolierenden Films 64 und tritt in leitende Berührung mit der Oberseite der Erdungefläche 62 aus Bleiι so daß die ErdungsanschlUsse 54 und 56 entstehen.

Die Unterlage wird dann aus dem Vakuumsystem entfernt, und vorbestimmte Flächen des Zinnfilme werden in der gleichen Weise entfernt, wie es weiter oben bezüglich der Erdungsfläche 62 aus Blei beschrieben wurde. Zuerst wird auf die Oberseite der Unterlage ein Überzug aus Azoplate. aufgebracht und in der beschriebenen Weise getrocknet. Hierauf wird eine dritte Photomaske mit den erforderlichen undurchsichtigen bzw. durchsichtigen Flächen in genaue Deckung mit dem Bleifilm und dem isolierenden Film auf der Unterlage gebracht, und der Azoplate-Überzug wird dort, wo der Zinnfilm entfernt werden soll, einer ultravioletten Strahlung ausgesetzt. Der Zinnfilm wird von allen Flächen mit Ausnahme der in Fig. 1 und 2 gezeigten Sperrenstreifen 46 und 48 und der. aus Fig. 1 und 3 ersichtlichen Sperrenstreifen 34 und 36 entfernt. Außerdem bleibt der Azoplate-Überzug innerhalb einer Fläche unbelichtet, der die Fenster und 68 in dem isolierenden Film 64 überschattet, so daß "Sockel? aus Zinn zurückbleiben, die die ErdungsanschlUsee 54 und 56 bilden. Der Azoplate-Überzug wird dann entwickelt, um die belichteten Teile zu entfernen, während die nicht belichteten Teile zurückbleiben, um die Flächen 46, 48, 34, 36, 54 und 56 des Zinnfilms zu schützen.

Die Unterlage 60 wird dann in ein geeignetes selektiv wirkendes Ätzmittel, z.B. die schon erwähnte HNO,-Lösung, eingetaucht, um alle nicht geschützten Teile des Zinnfilme zu entfernen. Während dieses Ätzvorgangs schützt der polymerisierte isolierende PiIm 64 den Erdungsfilm 62 aus Blei gegen das ÄtzmitteL

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In diesem Zusammenhang eel bemerkt, daß die gleitenden Sockel und 54 aus Zinn vorzugsweise die Kanten der fenster 66 und 68 des isolierenden films 64 überlappen» um zu gewährleisten, daß das Ätzmittel nicht zu dem Bleifilm 62 gelangt. Nach dem Wegätzen des Zinns werden die Reste des Azoplate-Überzugs von der Oberseite der erhalten gebliebenen Filmstreifen aus Zinn entfernt.

Nach der Herstellung des die Flächen 34, 36, 46, 48, 54 und 56 bildenden Zinnfilms wird ein zweiter isolierender Film 70 auf die Oberseite der Unterlage aufgebracht; zu diesem Zweck wird die Unterlage mit dem erwähnten KPR-Material überzogen, das in der beschriebenen Weise getrocknet wird. Als nächstes wird eine vierte Photomaske in genaue Deckung mit der Unterlage gebracht. Diese Photomaske ist in Flächenteilen undurchlässig! die den Fenstern 72 und 74 entsprechen, welche über den Sockeln 54 und-56 aus Zinn liegen. Ferner ist die Fhotomaske innerhalb von Flächenteilen undurchlässig, die den Fenstern 76 und 78 entsprechen, welche die Enden des Sperrenstreifens aus Zinn überschatten; ferner sind die Flächen 80 und 82 undurchlässig, die über den Enden des Sperrenstreifens 48 aus Zinn liegen; außerdem sind die hier nicht gezeigten Flächen über den Enden der Sperrenstreifen 34 und 36uaus Zinn undurchlässig. Der so abgedeckte KPR-Überzug wird dann dem ultravioletten Licht ausgesetzt, um das KPR-Material innerhalb der belichteten Flächen zu polymerisieren. Wird das KPR-Material entwickelt, verbleibt ein lückenloser polymerisierter isolierender Film auf der Oberfläche der Unterlage mit Ausnahme derjenigen Flächen, innerhalb deren ein elektrischer Kontakt durch den isolierenden Film 70 hinduroh hergestellt werden soll.

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Die Unterlage wird jetzt wieder in die Vakuumkammer gebracht, wobei die Unterlage in einer geregelten Atmosphäre gehalten wird, um eine Oxydation oder Verunreinigung der belichteten Flächen des Zinnfilms zu verhindern. Der Zinnfilm ist für eine Oxydation bzw. Verunreinigung besondere empfindlich und muß daher in der beschriebenen V/eise mit Hilfe einer Wechselspannungs-Filmentladung gründlich gereinigt werden. Wenn die Oberfläche des Zinnfilms nicht völlig sauber ist, können Verunreinigungen die Supraleitfähigkeit der Verbindung zu dem nunmehr aufzubringenden Bleifilm stören. Als nächstes wird ein zweiter Bleifilm in der beschriebenen Weise auf die Unterlage aufgedampft. Dann werden Teile des zweiten Bleifilms entfernt, um mit Hilfe der schon beschriebenen photographischen Verfahren weitere Schaltungselemente herzustellen. Zuerst wird der Bleifilm mit Azoplate überzogen, mit einer geeigneten Photomaske abgedeckt und dann mit ultraviolettem Licht dort behandelt, wo der Bleifilm entfernt werden soll, um die nachstehend beschriebenen Schaltungeelemente zu erzeugen. Die Unterlage wird hierauf in der beschriebenen Weise in eine Ätzlösung aus HNO, eingetaucht, um die belichteten Flächen des Bleifilms wegzuätzen, so daß die Schleifenabschnitte 30 und 32 der parallelen Leitungswege 16 und 22, die streifenförmigen Abschnitte 40, 42 und 44 der Fühlschaltung und der Streifen 38 der Steuerschaltung nach Pig. 3 entstehen.

Gemäß Pig. 2 erstreokt sich der streifenförmige Teil 42 des Bleifilme durch das Fenster 74 des isolierenden Filme und wird mit dem Sockel 56 aus Zinn verbunden, um eine elektrische Verbindung au dtr Erdungefläche 62 herzustellen. Entsprechend erstreckt sich der die Leiter 40 und 42 bildende Bleifilm durch die Fenster 76 und 78 des isolierenden Filme 70 und verbindet

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eich mit den Enden des Sperrenstreifens 46 aus Zinn. Bas andere Ende des streifenförmigen Leiters 42 aus Blei und das Ende des streifenförmigen Leiters 44 aus Blei erstrecken sich durch die Fenster 80 und 82 des isolierenden Films 70 und verbinden sich mit dem Sperrenetreifen 48 aus Zinn. Es sei bemerkt, daß die schmaleren Teile 50 und 52 der Cryotrone 14 und 20 von den Zinnstreifen 46 und 48 durch Teile des isolierenden Films 70 getrennt sind. Entsprechend sind die schmaleren Teile 38a und 38b von den Sperrenstreifen 34 und 36 aus Zinn, die zu den Cryotronen und 18 gehören, durch den isolierenden Film 70 getrennt, wie es in Fig. 3 gezeigt ist»

Schließlich wird ein isolierender Film 80 auf die ganze Fläche der Unterlage aufgebracht; zu diesem Zweck wird die Unterlage mit dem KPR-Material überzogen, wobei die gesamte Oberfläche mit Ausnahme derjenigen Flächenteile belichtet wird, innerhalb deren ein elektrischer Kontakt zwischen der Schaltung .und einer äußeren Stromquelle hergestellt werden soll, z.B. an den Enden der streifenförmigen Leiter 24, 38, 40 und 44. Nunmehr ist die Schaltung im wesentlichen fertiggestellt.

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht in der Leichtigkeit und Schnelligkeit, mit der sich das Verfahren durchführen läßt. Die beim Belichten der verschiedenen lichtempfindlichen Abdeckfilme zu benutzenden Photomasken können mit Hilfe einfacher Zeichen- und Lichtbildverfahren hergestellt werden. Die komplizierten Schaltungen können zunächst aus Gründen der Genauigkeit in einem erheblich größeren Maßstab aufgezeichnet und dann photographisch verkleinert werden, um die teilweise durchlässigen und teilweise undurchlässigen Masken zu erzeugen, die auf die

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relativ kleinen Unterlagen aufgelegt werden müssen. Dieses Verfahren ist erheblich einfacher als die bis Jetzt bekannten Verfahren zum Herstellen von Schablonen, und es läßt sich innerhalb weniger Stunden durchführen, so daß es die Erfindung ermöglicht, Brettschaltungen oder andere Schaltungen nach Wünschen eines Kunden herzustellen·

Ferner bedingt das erfindungsgemäße Verfahren nur einen relativ kleinen apparativen Aufwand· Man kann ein einfaches Vakuumsystem benutzen, um die Metallfilme zu erzeugen. Es sei bemerkt, daß man die Metallfilme im Rahmen der Erfindung auch mit Hilfe anderer geeigneter Verfahren aufbringen kann, ζ·Β· durch Verspritzen des betreffenden Materials. Die photographischen Schritte und die Ätzvorgänge des Verfahrens nach der Erfindung können mit Hilfe sehr einfacher Kammern mit geregelter Atmosphäre sowie einfacher photographischer Vorrichtungen durchgeführt werden. Zwar besteht ein sehr wichtiges Merkmal der Erfindung in der Verwendung eines photographisch sensibilisierten Polymers zur Herstellung der beschriebenen isolierenden Filme, doch sei bemerkt, daß man auch jedes andere geeignete isolierende Material verwenden kann, das nach dem gewünschten Muster selektiv geätzt werden kann und dem Ätzmittel für die betreffenden Metalle standhält. Ferner ist es möglich, das Azoplate AZ-17 zu diesem Zweck zu verwenden, da es sich durch eine Wärmebehandlung widerstandsfähig machen läßt und dann den Lösungsmitteln und den Ätzmitteln für die Metalle standhält. Es hat sich jedoch gezeigt, daß das bei der Belichtung und Entwicklung des KPR-Materials entstehende Polymer für Cryogenschaltungen besonders geeignet ist, da es bei den tiefen Temperaturen nicht zusammenbricht oder zerspringt, und da sich seine

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Eigenschaften nicht verschlechtern, wenn es wiederholt von der Raumtemperatur auf sehr tiefe Temperaturen gebracht wird, ■fe'erner hat sich die Verwendung von Blei und Zinn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen von Cryogenschaltungen und Cryotronen als besonders zweckmäßig erwiesen; jedoch beschränkt sich die Anwendbarkeit des Verfahrens nicht auf Blei und Zinn, sondern es läßt sich auch bei anderen, auf geeignete Weise gewählten Metallen anwenden. Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung besteht somit darin, daß die Erfindung eine neuartige Cryottronkonstruktion vorsieht, bei dem ein Polymermaterial eine Isolierung zwischen unähnlichen Cryogenmetallen bildet.

Ein weiteres wichtiges iw-erkmal der Erfindung besteht in der Schärfe, mit der die Kanten der streifenförmigen Leiter mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahren ausgebildet werden können. Die Kanten der Leiter sind in so gleichmäßiger Weise rechtwinklig, daß die Übergangskurven der erfindungsgemäß hergestellten Cryotrone eine vollkommen plötzliche Umschaltung aus dem Zustand der Supraleitfähigkeit in den Widerstandszustand anzeigen, wenn die Stromstärke den kritiscnen Strompegel für den Supraleiter bei der Betriebstemperatur erreicht. Soweit sich die Stromstärken und Widerstandswerte mit Hilfe der meisten Laboratoriumsgeräte messen lassen, stimmen die für erfindungsgemäß hergestellte Cryotrone aufgetragenen Kurven mit den idealen theoretischen Kurven überein. Die sehr scharf ausgebildeten Kantenlinien der Leiterteile der Schaltungen ermöglichen es in Verbindung mit dem Erdungsfilm 62, die streifenförmigen Leiter in eehr geringen Abständen voneinander anzuordnen, wobei sich diese Abstände der Dicke des Metallfilms nähern. Diese Tatsache

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ermöglicht es, eine außerordentlich hohe Dichte der Schaltungs,-elemente zu erzielen, ohne daß ein "Nebensprechen" zwischen benachbarten Schaltungselementen und benachbarten leitern auftritt. Es ist z.B. möglich, bis zu 1000 Assoziative Speicherzellen auf einer einzigen Glasunterlage von etwa 50 χ 50 mm anzuordnen, wobei jede Speicherzelle 12 Cryotrone umfaßt, und wobei immer noch die Randabschnitte der Unterlage zur Verfügung stehen, um Anschlüsse herzustellen. Ferner sei bemerkt, daß man derart komplizierte Schaltungen herstellen kann, bei denen drei oder mehr Metallfilme übereinander angeordnet und durch isolierende Filme voneinander getrennt sind·

Man kann die Reihenfolge, in der die leitfähigen Schichten aufgebracht werden, nach Bedarf variieren, so daß sich praktisch jede gewünschte Schaltung herstellen läßt. Beispielsweise kann man die in Fig. 1 gezeigte Schaltung in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise umgekehrt anordnen. In diesem Falle wird ein Bieifilm auf die Glasunterlage 130 aufgebracht und so geätzt, daß die streifenförmigen Leiter 132 und 134 und der schmalere Steuerleiter 136 eines Cryotrons entstehen. Als nächstes wird ein isolierender Film 138 hergestellt, indem man die Unterlage mit dem KPE-Material überzieht. Während des Belichtungs- und Entwicklungsvorgangs entsteht ein Fenster 140 dort, wo später ein elektrischer Kontakt zwischen dem Leiter 132 und der Erdungsfläche hergestellt werden soll. Ferner werden Fenster und 144 in dem isolierenden Film 138 über den benachbarten Enden der streifenförmigen Leiter 132 und 134 aue Blei erzeugt. Dann wird ein Film aus Zinn auf die Unterlage aufgebracht und danach derart weggeätzt, daß der streifenförmige Sperrenleiter

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aus Zinn für das Cryotron und ein Sockel 148 aus Zinn entstehen, wobei dieser Sockel in elektrischer Berührung mit dem streifenförmigen Leiter 132 steht· Ein zweiter isolierender Film 150 wird dann auf die Unterlage aufgebracht, indem man die Unter-'. lage mit dem KPR-Materials überzieht und den Überzug entwickelt, um das gewünschte Polymer zu erzeugen. Während des Entwicklungsvorgangs entsteht jedoch ein fenster 152 über dem Sockel 148 aus Zinn. Numehr wird ein zweiter Bleifilm 154 auf die Unterlage aufgebracht, um den Erdungsfilm zu erzeugen, der durch das Fenster 152 ragt und mit dem Sockel 148 aus Zinn verbunden wird, um die elektrische Verbindung zwischen dem streifenförmigen Leiter 132 und dem Erdungsfilm 154 herzustellen. Der Erdungsfilm 154 wird entsprechend dem gewünschten Muster geätzt. Schließlich wird ein isolierender Film 156 aufgebracht, indem man die Un_ terlage mit dem KPR-Material überzieht, das so entwickelt wird, daß die gewünschten Anschlußfahnen entstehen, damit man die Schaltung in der erforderlichen Weise mit anderen Stromkreisen verbinden kann.

Bei einer anderen Form des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die isolierende Schicht zwischen aufeinander folgenden leitfähigen Filmen auf dem positiven lichtempfindlichen Material, z.B. Azoplate AZ-17, hergestellt werden, das auch dazu dient, in der beschriebenen Weise ein Muster auf dem vorher aufgebrachten Metallfilm zu erzeugen. Dieses positive lichtempfindliche Material wird durch den Entwicklungsvorgang innerhalb derjenigen Flächen entfernt, welche dem Licht oder einer anderen Strahlung ausgesetzt wurden·

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Bei dem alternativen Verfahren wird das Azoplate AZ-17 oder ein anderes positives lichtempfindliches Abdeckmaterial auf den Metallfilm aufgebracht, dort, wo der Metallfilm beseitigt werden soll, ultraviolettem Licht ausgesetzt und dann entwickelt, um das Abdeckmaterial innerhalb der belichteten Flächen zu entfernen, so daß das Metall an diesen Stellen nicht mehr geschützt ist. Hierauf wird das ungeschützte Metall mit Hilfe eines selektiv wirkenden Ätzmittels entfernt. Das Abdeckmaterial, das innerhalb der noch verbliebenen Flächen nicht belichtet wurde, wird dann erneut dort dem ultravioletten Licht ausgesetzt, wo ein elektrischer Kontakt zwischen dem jetzt gemusterten Metallfilm und dem danach aufzubringenden Metallfilm hergestellt werden soll. Wenn das Abdeckmaterial dann erneut entwickelt wird, werden die zum zweitenmal belichteten Flächen entfernt, so daß fenster entstehen, in die hinein sich der nächste Metallfilm erstreckt, um einen elektrischen Kontakt mit dem vorher aufgeorachten Film herzustellen. Die nicht belichteten Teile des Abdeckmaterials werden dann mittels Wärme gehärtet, so daß sie bei einer nachfolgenden Belichtung mit ultraviolettem Licht oder beim nachfolgenden Eintauchen in einen Entwickler, ein Lösemittel oder eine Ätzflüssigkeit unbeeinflußt bleiben.

Wenn der ^etalli'ilm mit Hilfe des Ätzmittels entfernt wird, trägt das Ätzmittel die Kante des Metalls bis zu einem Punkt ab, der etwas unterhalb der Kante des Abdeckmaterials liegt, so daß der danach aufgebrachte Metallfilm nicht mit dem schon vorhandenen Metalliilm in Berührung kommt und daher kein elektrischer Kurzschluß entsteht. Bei dieser Variante des Verfahrens ist es nicht erforderlich, das negative lichtem- ' pfindliche Abdeckmaterial KPR aufzubringen, so daß sich die

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Zahl der ^verfahrensschritte verringert.

Aus der vorstehenden Beschreibung verschiedener Formen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist für den Fachmann ersichtlich, daß die Erfindung ein neuartiges und sehr zweckmäßiges Verfahren zum Herstellen mehrschichtiger Filmschaltungen vorsieht. Das Verfahren eignet sich insbesondere zum Herstellen äußerst kleiner und komplizierter Cryogenschaltungen mit hoher Dichte der Schaltungselemente. Ferner ermöglicht das Verfahren die Herstellung von Cryotronen mit besseren Betriebseigenschaften« Ferner wurde vorstehend ein neuartiges Cryotron beschrieben, das mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden kann· Die .erfindungsgemäße Cryotronkonstruktion kann ,wiederholt von der Raumtemperatur auf eine sehr tiefe temperatur gebracht werden, ohne das schädliche Wirkungen eintreten. Ferner wurde eine neuartige Cryotronschaltung beschrieben, bei der sehr zweckmäßige Metalle und Isolierstoffe verwendet weraen. ^war wurden bestimmte Metalle erwähnt, doch sei bemerkt, daß man im Rahmen der Erfindung auch verschiedene andere elektrisch leitende Materialien verwenden kann, bei denen es sich nicht um Metalle handelt. Zwar wurde das erfindungsgemäße Verfahren ferner bezüglich dünner filmförmiger Cryogenschaltungen beschrieben, für deren herstellung das Verfahren besonders geeignet ist, doch sei bemerkt, daß sich das Verfahren auch anwenden läßt, um die verschiedensten mehrschichtigen Schaltungen herzustellen, bei denen die Filmdicke innerhalb eines relativ großen Bereichs variiert, und bei denen eine relativ große Verschiedenheit zwischen aktiven und passiven Schaltungselementen vorhanden ist. Ferner ist zu bemerken,

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daß man jedes lichtempfindliche oder auf andere Weise mit einem Muster zu versehende Material verwenden kann, dai für Strahlungsenergie empfindlich ist, um die Schutzfilme und die isolierenden Filme zu erzeugen, vorausgesetzt, daß das betreffende Material auch die übrigen erforderlichen Eigenschaften besitzt.

Abschließend sei bemerkt, daß man bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die verschiedensten Abänderungen und Abwandlungen vorsehen kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

Ansprüche»

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Claims

ANSPfiÜCHE

1. Verfahren zum Herstellen mehrschichtiger Filmschaltungen auf einer Unterlage, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Unterlage nacheinander miteinander abwechselnde elektrisch leitende und isolierende Filme erzeugt werden, wobei bestimmte Flächen der elektrisch leitenden Filme entfernt werden, um die Schaltung auszubilden, und wobei bestimmte Flächen der isolierenden Filme dort entfernt werden, wo ein elektrischer -Kontakt zwischen Flächen benachbarter elektrisch leitfähiger Filme erforderlich ist, um die Schaltung zu vervollständigen.

2. Verfahren zum Herstellen mehrschichtiger Filmschaltungen auf einer Unterlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die betreffenden Flächen der elektrisch leitenden Filme dadurch entfernt werden, daß zuerst die Flächen der elektrisch leitenden Filme, die erhalten bleiben sollen, mit einem einem Ätzmittel standhaltenden Film geschützt werden, und daß die ungeschützten Flächen des elektrisch leitfähigen Films mit Hilfe eines Ätzmittels entfernt werden_e

3. Verfahren zum Herstellen mehrschichtiger Filmschaltungen auf einer Unterlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierenden Filme dadurch erzeugt werden, daß ein lichtempfindliches Material auf die Unterlage aufgebracht wird, und daß die betreffenden Flächen des isolierenden Materials dadurch entfernt werden, daß vorfrestimmte Flächen dieses Materials einer Strahlungsenergie ausgesetzt werden, um den chemischen

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Zustand des Materials innerhalb dieser Flächen derart zu verändern, daß die Flächen, die erhalten bleiben sollen, eine isolierende Schicht bilden, und daß die zu entfernenden Flächen mit Hilfe eines Entwicklers entfernt werden, der die chemisch veränderten bzw· polymerisieren Flächen nicht angreift.

4. Verfahren zum Herstellen mehrschichtiger Filmschaltungen auf einer Unterlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die betreffenden Flächen der elektrisch leitenden Filme dadurch entfernt werden, daß auf den elektrisch leitenden Film ein Film aus einem lichtempfindlichen Material aufgebracht wird, daß vorbestimmte Flächen des lichtempfindlichen Materials einer behandlung ausgesetzt werden, durch die der chemische Zustand der behandelten Flächen so verändert wird, daß das Material über den zu entfernenden Flächen des elektrisch leitfähigen Films mit Hilfe eines strömungsfähigen Mediums entfernt werden kann, während das Material über den Flächen des eiekttisch leitenden Films, die erhalten bleiben sollen, durch das strömungsfähige Medium nicht angegriffen wird, und daß ein strömungsfähiges Ätzmittel auf die Unterlage aufgebracht wird, durch das die behandelten Flächen des elektrisch leitenden Films selektiv entfernt werden, daß jedoch das lichtempfindliche Material nicht angreift.

5. Verfahren zum Herstellen mehrschichtiger Filmschaltungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Metallfilm auf eine Fläche einer Unterlage aufgebracht wird, daß auf den Metallfilm ein erster Überzug aus einem lichtempfindlichen Material aufgebracht wird, daß das lichtempfindliche Material innerhalb

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vorbestimmter Flächen belichtet wird, um die chemischen Eigenschaften des Materials innerhalb der belichteten Flächen zu verändern, daß das lichtempfindliche Material entwickelt wird, um entweder die belichteten oder die unbelichteten Flächen des Materials zu entfernen, daß die Unterlage der Wirkung eines selektiv wirkenden Ätzmittels ausgesetzt wird, um den Metallfilm innerhalb derjenigen Flächen zu entfernen, innerhalb deren das lichtempfindliche Material entfernt worden ist, daß der verbleibende Teil des Materials von den verbleibenden Flächen des ^Metallfilms entfernt wird, daß ein zweiter Überzug aus einem lichtempfindlichen Material auf den Metallfilm und die Unterlage aufgebracht wird, der eine isolierende Schicht bildet, wenn man ihn belichtet und entwickelt, daß der zweite Überzug aus dem lichtempfindlichen Material belichtet und entwickelt wird, um das Material innerhalb von Flächen über dem ersten Metallfilm dort zu entfernen, wo ein elektrischer Kontakt zwischen dem ersten Metallfilm und danach aufgebrachten Metallfilmen hergestellt werden soll, und daß die genannten Schritte in der angegebenen Reihenfolge nach Bedarf wiederholt werden.

6. Verfahren zum ^erstellen mehrschichtiger Schaltungen, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Fläche einer Unterlage ein erster Metallfilm aufgebracht wird, daß auf den ersten Metallfilm ein Überzug aus dem lichtempfindlichen Abdeckmaterial AZ-17 aufgebracht wird, daß der Überzug aus dem Material AZ-17 innerhalb von Flächen belichtet wird, innerhalb deren der Metall« film entfernt werden soll, um einen Teil einer Schaltung zu erzeugen, daß der Überzug aus dem Material AZ-17 entwickelt wird, um die belichteten Flächen zu entfernen, so daß der

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Hetallfilm innerhalb dieser Flächen ungeschützt bleibt, daß die Unterlage in ein selektiv wirkendes Ätzmittel eingetaucht wird, um nur die nicht geschützten Flächen des ^etallfilms zu entfernen, daß auf den verbleibenden Metallfilm und die Unterlage ein Überzug aus dem lichtempfindlichen Abdeckmaterial KPR aufgebracht wird, daß das Material KPR innerhalb der Flächen belichtet wird, innerhalb deren ein isolierender Film erhalten bleiben soll, daß das Material KPR entwickelt wird, um die nicht belichteten Flächen dieses Materials zu entfernen und einen Polymerfilm zu erzeugen, der sich über den ganzen Metallfilm erstreckt, abgesehen von Flächen, innerhalb deren ein elektrischer Kontakt zwischen dem ersten Metallfilm und danch aufgebrachten Metallfilmen hergestellt werden soll, und daß die genannten Schritte in der angegebenen Reihenfolge nach Bedarf wiederholt werden.

7. Verfahren zum Herstellen eines Cryotrons, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Unterlage ein erster Metallfilm aufgebracht wird, der erste Supraleitfähigkeitseigenschaften aufweist, daß ein Teil des ersten Metallfilms entfernt wird, so daß ein Leiter aus Metall entsteht, der einen Teil des Cryotrons bildet, daß auf den verbleibenden ^xeil des ersten Metallfilms und die Unterlage ein Überzug aus einem isolierenden Material aufgebracht wird, daß auf den isolierenden Film ein zweiter Metallfilm mit zweiten Supraleitfähigkeitseigenschaften aufgebracht wird, und daß ein Teil des zweiten Metallfilms entfernt wird, so daß ein Leiter aus Metall entsteht, der den aus dem ersten Metallfilm erzeugten Leiter hub Metall überschattete.

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- 30 θ. ■ ' Verfahren zum ^erstellen eines Cryotrons, dadurch ge-

kennzeichnet, daß auf eine Unterlage ein erster Metallfilm aufgebracht wird, daß auf den ersten Metallfilm ein Überzug aus einem lichtempfindlichen Material aufgebracht wird, daß das .lichtempfindliche Material innerhalb vorbestimmter Flächen belichtet wird, daß das lichtempfindliche Material entwickelt wird, um vorbestimmte Flächen, des Materials zu entfernen und entsprechende Flächen des ersten Metallfilms freizulegen, daß die Unterlage in ein selektiv wirkendes Ätzmittel eingetaucht wird, um nur diejenigen Flächen des Metallfilms zu entfernen, welche durch das entwickelte lichtempfindliche^ Material hindurch belichtet wurden, um einen Erdungsfilm zu erzeugen, daß ein zweiter Überzug aus einem lichtempfindlichen Material aufgebracht wird, daß das lichtempfindliche Material innerhalb vorbestimmter Flächen belichtet wird, daß das lichtempfindliche Material entwickelt wird, um einen aus einem Polymer bestehenden isolierenden Film über der Unterlage zu erzeugen, wobei dieser Film dort Öffnungen aufweist, wo ein elektrischer Kontakt zwischen dem Erdungsfilm und später aufgebrachten Metallfilmen hergestellt werden soll, daß ein zweiter Metallfilm auf die Unterlage und über den Öffnungen des ersten isolierenden Films derart aufgebracht wird, daß er den aus Metall bestehenden Erdungsfilm berührt, daß ein Überzug aus einem lichtempfindlichen Material auf den zweiten Metallfilm aufgebracht wird, daß vorbestimmte Flächen dieses Überzugs belichtet werden, daß das lichtempfindliche Material entwickelt wird, um es innerhalb vorbestimmter Flächen zu entfernen, so daß entsprechende vorbestimmte Flächen des zweiten Metallfilms ungeschützt bleiben, daß die Unterlage in ein selektiv wirkendes Ätzmittel eingetaucht wird, um den

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zweiten Metallfilra dort zu entfernen, wo dieser nicht geschützt ist, daß die verbleibenden Teile des belichteten und entwickelten lichtempfindlichen Materials entfernt werden, daß ein zweiter, aus einem Polymer bestehender isolierender PiIm auf die Unterlage aufgebracht wird, wobei dieser Film Öffnungen oberhalb derjenigen Flächen der vorher aufgebrachten Metallfilme aufweist, innerhalb der ein elektrischer Kontakt mit danach aufgebrachten Filmen hergestellt werden soll, daß ein dritter Metallfilm auf den zweiten isolierenden Film und über den belichteten Teilen der vorher aufgebrachten Metallfilme aufgebracht wird, um einen elektrischen Kontakt damit herzustellen, daß ein weiterer Überzug aus einem lichtempfindlichen Material auf den dritten Metallfilm aufgebracht wird, daß vorbestimmte Flächen dieses Überzugs belichtet werden, und daß das lichtempfindliche Material entwickelt wird, um vorbestimmte Flächen des Liaterials zu entfernen, so daß entsprechende vorbestimmte Flächen des zweiten Metallfilms ungeschützt bleiben, daß die Unterlage in ein selektiv wirkendes Ätzmittel eingetaucht wird, um die ungeschützten Teile des dritten Metallfilms zu entfernen, und daß ein schützender Film auf die Unterlage aufgebracht wird, wobei dieser Film dort mit Öffnungen versehen ist, wo ein elektrischer Kontakt mit vorher aufgebrachten Metallfilmen hergestellt werden soll.

9. Verfahren zum ⁿersteilen eines Cryotrons nach Anspruch 8., dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem lichtempfindlichen Material, das aufgebracht wird, um jeden der Metallfilme zu schützen, um das Material AZ-17 handelt, und daß die belichteten und entwickelten isolierenden Filme aus dem Material KPR bestehen.

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10. Verfahren zum Herstellen eines Cryotrons nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der dritte Metallfilm aus Blei bestehen und der zweite Metallfilm aus Zinn besteht·

11. Verfahren zum Herstellen eines Cryotrons, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Unterlage ein Steuerfilm aus Metall aufgebracht wird, daß auf den Steuerfilm aus Metall ein Überzug aus einem lichtempfindlichen Material aufgebracht wird, daß das lichtempfindliche Material innerhalb vorbestimmter Flächen belichtet wird, daß das lichtempfindliche Material entwickelt wird, um das Material innerhalb vorbestimmter Flächen zu entfernen und entsprechende Flächen, des Steuerfilms aus Metall freizulegen, daß die Unterlage in ein selektiv wirkendes Ätzmittel eingetaucht wird, um die freigelegten Teile des Steuerfilms aus Metall zu entfernen, daß ein aus einem Polymer bestehender isolierender Film auf den Steuerfilm aus Metall aufgebracht wird, wobei dieser Film Öffnungen aufweist, die über Teilen des Steuerfilms aus Metall angeordnet sind, an denen ein elektrischer Kontakt zwischen dem Steuerfilm aus Metall und danach aufgebrachten Metallfilmen hergestellt werden soll, daß ein Film aus einem eine Sperre bildenden Metall auf den ersten isolierenden iilm und die freigelegten Teile des ersten Metallfilms aufgebracht wird, um einen elektrischen Kontakt mit dem ersten Metallfilm herzustellen, daß ein Überzug aus einem lichtempfindlichen Material auf den Film aus einem eine Sperre bildenden Metall aufgebracht wird, daß vorbestimmte Flächen des lichtempfindlichen Materials belichtet werden, daß das lichtempfindliche Material entwickelt wird, um vorbeatimmte Flächen dee

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Materials zu entfernen und entsprechende Flächen des die Sperr'e bildenden Metallfilms freizulegen, daß die Unterlage in ein selektiv wirkendes Ätzmittel eingetaucht wird, um die freigelegten Teile des die Sperre bildenden Metallfilms zu entfernen, daß ein zweiter isolierender Überzug auf die Unterlage aufgebracht wird, wobei dieser Überzug dort mit öffnungen versehen ist, wo ein elektrischer Kontakt zwischen vorher aufgebrachten Metallfilmen und später aufzubringenden Metallfilmen hergestellt werden soll, und daß ein dritter Metallfilm auf die Unterlage aufgebracht wird, um einen Erdungsfilm zu erzeugen.

12. Verfahren zum Herstellen eines Cryotrons, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Unterlage ein langgestreckter, eine Sperre bildender Streifen aus Metall erzeugt wird, daß eine isolierende Schicht, die über den Enden der streifenförmigen Sperre liegende Öffnungen aufweist, auf der Unterlage erzeugt wird, daß auf der isolierenden Schicht stromführende Leiter erzeugt werden, deren Enden sich durch die öffnungen der isolierenden Schicht erstrecken und die Enden der streifenförmigen Sperre berühren, so daß ein als Sperre zu betreibender Leiter entsteht, und daß auf der isolierenden Schicht ein Steuerleiter erzeugt wird, der die streifenförmige Sperre überschattet, so daß ein Cryotron entsteht.

13. Verfahren zum Herstellen eines Cryotrons, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Unterlage eine langgestreckte streifenförmige Sperre aus Metall dadurch erzeugt wird, daß zuerst auf die gesamte Unterlage ein Metallfilm aufgebracht wird, und daß dann selektiv Teile des ^metallfilms entfernt werden, um die streifenförmige Sperre auszubilden, daß auf der Unterlage

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eine isolierende Schicht erzeugt wird, die über den Enden der streifenförmigen Sperre liegende öffnungen aufweist, und daß auf dem isolierenden Film stromführende Leiter erzeugt werden, .. die mit jedem Ende der streifenförmigen Sperre verbunden sind, da sie sich durch die Öffnungen der isolierenden Schicht erstrekken, und daß ein Steuerleiter erzeugt wird, der die streifenförmige Sperre überschattet, zu welchem Zweck ein Metallfilm auf den isolierenden Film aufgebracht wird, woraufhin Teile des ^Metallfilms entfernt werden, um die Leiter auszubilden.

14. Verfahren zum ^erstellen eines Cryotrons, dadurch gekennzeichnet, daß zwei stromführende Leiter hergestellt werden, deren Enden durch Abstände getrennt sind, daß ein sich zwischen diesen Enden erstreckender Steuerleiter hergestellt wird, daß eine isolierende Schicht erzeugt wird, die sich oberhalb der ^eiter erstreckt und oberhalb der durch Abstände getrennten Enden der stromführenden Leiter mit Öffnungen versehen ist, und daß auf der isolierenden Schicht eine streifenförmige Sperre aus Metall erzeugt wird, die den Steuerleiter überschattet und sich durch die öffnungen der isolierenden Schicht erstreckt, so daß der die Enden der stromführenden Leiter berührt, um einen als Sperre zu betreibenden stromführenden Leiter zu bilden·

:_: 15. Verfahren zum Herstellen eines Cryotrons, dadurch gekennzeichnet, daß zwei stromführende Leiter mit durch Abstände getrennten Enden und ein Steuerleiter hergestellt werden, wobei sich der Steuerleiter zwischen den finden der stromfühienden Leiter erstreckt, zu welchem Zweck ein Metallfilm auf eine Unterlage aufgebracht wird, wobei Teile des Metallfilms entfernt

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werden, um die -Leiter auszubilden, daß eine isolierende Schicht auf der Unterlage erzeugt wird, wobei diese Schicht über den Enden einer streifenförmigen Sperre liegende Öffnungen aufweist, und daß auf der isolierenden Schicht eine streifenförmige Sperre aus Metall erzeugt wird, die den Steuerleiter überschattet und sich durch die Öffnungen der isolierenden Schicht erstreckt, so daß sie die Enden der stromführenden Leiter berührt, um tinen als Sperre zu betreibenden Leiter zu bilden, zu welchem Zweck ein Metallfilm auf die Unterlage aufgebracht wird und ^xeile des ^wetallfilms entfernt werden, um die streifenförmige Sperre auszubilden.

16. Verfahren zum Herstellen mehrschichtiger Filmschaltungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Metallfilm auf eine Fläche einer Unterlage aufgebracht wird, daß auf den ~etallfilm ein Überzug aus einem positiven lichtempfindlichen Material aufgebracht wird, daß das lichtempfindliche Material innerhalb vorbestimmter Flächen, innerhalb deren der Metallfilm entfernt werden soll, belichtet wird, daß das lichtempfindliche Material entwickelt wird, um es innerhalb der belichteten Flächen zu entfernen, so daß entsprechende vorbestimmte Flächen des Metallfilms ungeschützt bleiben, daß die Unterlage der Wirkung eines selektiv wirkenden Ätzmittels ausgesetzt wird, um den Metallfilm innerhalb der ungeschützten Flächen zu entfernen, daß das lichtempfindliche Material innerhalb zweiter vorbestimm-

O ter Flächen belichtet wird, innerhalb deren ein elektrischer

to Kontakt zwischen dem ersten Metallfilm und einem später aufzu-

°* bringenden Metallfilm hergestellt werden soll, daß das lichtemcn pfindliche Material entwickelt wird, um es innerhalb der zweiten

cn ·

W vorbestimmten Flächen zu entfernen, und daß die genannten

Schritte in der angegebenen *eifeenfolge nach Bedarf wiederholt werden.

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17· Cryotron, gekennzeichnet durch einen ersten supraleitfähigen Film, einen elektrisch isolierenden Film, der über dem ersten supraleitfähigen Film angeordnet ist und über durch Abstände getrennten 'i-'eilen des ersten supraleitfähigen Filme mit Öffnungen versehen ist, einen über dem isolierenden Film angeordneten zweiten streifenförmigen supraleitfähigen Film, der sich durch eine der Öffnungen erstreckt und den ersten supraleitfähigen Film berührt, einen über dem isolierenden Film angeordneten dritten streifenförmigen supraleitfähigen Film, der sich durch die andere Öffnung erstreckt und den ersten supraleitfähigen Film berührt und in einem Abstand von dem ersten Streifen angeordnet ist, sowie einen über dem isolierenden Film angeordneten vierten streifenförmigen supraleitfähigen Film, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Streifen und über den ersten supraleitfähigen Film hinweg erstreckt.

18. Cryotron nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der erste supraleitfähige Film aus Zinn besteht, daß der zweite, der dritte und der vierte Streifen aus Blei bestehen, und daß der isolierende Film aus einem Polymer besteht·

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