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"Verfahren zum Abgleichen von elektrischen Widerständen in Dünnf ilmschaltungen."
Die Erfindung besteht in einem Verfahren zum Abgleichen von elektrischen Widerständen
in Dünnfilmschaltungen, das sind Schaltungen, bei denen die elektrischen Verbindungsleitungen
und auch einige Bauelemente in Form von dünnen Schichten auf einem nichtleitenden
Träger angeordnet sind.
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Im Zuge der Verkleinerung von elektrischen Bauelementen und Schaltungen
ist man zu sogenannten Dünnfilmschaltungen gekommen, bei denen die nichtaktiven
Bauelemente, wie Widerstände und Kondensatoren, in Form von dünnen Schichten auf
einer nichtleitenden Unterlage angeordnet sind und dabei die Verbindungsleitungen
zwischen den Bauelementen ebenfalls in Form von dünnen Schichten vorhanden sind.
Solche Dünnfilmschaltungen werden in der Weise hergestellt, daß auf eine geeignete
nichtleitende Unterlage, z. B. aus Glas, Quarz oder Keramik, eine dünne Schicht
eines geeigneten leitenden oder schlecht leitenden Materials durch Aufdampfen oder
Kathodenzerstäubung aufgebracht und die Zeitungszüge sowie die Teile, welche Widerstände
und Kondensatoren bilden, durch Ätzen herausgearbeitet werden, so. das danach auf
der isolierenden Unterlage die vollständige Schaltung in Form einer dünnen Schicht
vorhanden ist. Als Material für die dünne Schicht können geeignete Metalle oder
Metallegierungen verwendet werden. Besonders geeignet sind dünne Schichten aus Tantal,
da auf diesen durch anodische Oxydation leicht eine dielektrische Schicht aus Tantaloxyd
erzeugt werden kann, welche sich vorzüglich als Dielektrikum für Dünnschichtkondensatoren
eignet.
Die Widerstände werden meist in Form einer mäanderförmig
verlaufenden Schicht oder eines Streifens aus Tantal erzeugt. Der Widerstands= wert
ergibt sich aus der Dicke und Struktur der Tantalschicht sowie aus der geometrischen
Form, d. h. aus der Länge und Breite des Widerstandastreifens.
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Bei der Herstellung solcher-Dünnfilmschaltungen ist es nun nicht immer
möglich, die Widerstände genau mit dem erforderlichen Wert herzustellen, da der
Widerstand der Tantalschicht in gewissen Grenzen schwankt und nicht mit der erforderlichen
Genauigkeit reproduzierbar ist. Es ist deshalb erforderlich, nach Fertigstellung
solcher Dünnfilmschaltungen die in der Schaltung enthaltenen Widerstände auf ihren
genauen Vlert abzugleichen. Dies kann bei Dünnfilmschaltungen auf der Grundlage
von Tantalschichten beispielsweise so geschehen, daß die den Widerstand bildende
Tantalschicht oberflächlich oxydiert wird, wodurch das Tantal teilweise in Tantaloxyd
umgewandelt wird. Da das Tantaloxyd praktisch ein Nichtldter ist, wird hierbei die
Dicke der Uliderstandsschicht aus Tantal verringert und der Wert des Widerstandes
erhöht.
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Elektrolytische Verfahren sind jedoch bei der Herstellung von elektrischen
Schaltungsanordnungen unerwünscht, da sie zeitraubende Reinigungs- und Trocknungsprozesse
erforderlich machen, um den Elektrolyten und die Feuchtigkeit wieder vollständig
zu entfernen.
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Gemäß der Erfindung wird nun vorgeschlagen, die Widerstände bei Dünnf
ilmschaltungen, insbesondere bei Tantaldünnfilmschaltungen in der Weise abzugleichen,
daß ein Teil der Widerstandsschicht anschließend an die Zuleitungen mit einem gut
leitenden Material überbrückt wird. Hierdurch ist es in einfacher Weise und ohne
Verwendung eines elektrolytischen Prozesses möglich, Widerstände in Dünnfilmschaltungen
auf ihren genauen Wert abzugleichen.
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Es ist zwar bekgnnt, bei gedruckten Schaltungen Flachwiderstände dadurch
in ihrem Wert zu verändern, daß ein Teil der parallel zueinander verlaufenden Widerstandsstreifen
durch Auftragen von leiten- ' dem Material kurzgeschlossen wird. Bei diesem bekannten
Verfahren
ist jedoch ein zweifacher Übergang vom Widerstandsmaterial
zu dem aufgetragenen Zeitmaterial vorhanden, wodurch die Gefahr eines unsicheren
Kontaktes gegeben ist, so daß die Werte solcher teilweise kurzgeschlossenen Widerstände
oftmals schwanken. Außerdem treten hierbei Spannungen in der Widerstandsschicht
auf. Schließlich wird bei teilweisem Kurzschluß innerhalb eines Widerstandes die
Wärmeverteilung im Widerstand ungleichmäßig, was zu weiteren Nachteilen führt.
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Hiergegen werden bei dem Verfahren gemäß der Erfindung die Widerstände
so abgeglichen, daß das leitende Material anschließend,an die Zuleitungen aufgebracht
wird. Es kommt daher nur auf einen guten Kontakt dieses Materials mit dem Widerstandsmaterial
an einer Stelle an, während das leitende Material am anderen Ende mit der an sich
gut leitenden Zuleitung verbunden ist. Dadurch,daß der Abgleich an den Enden des
Widerstandes erfolgt, wird die gleichmäßige Wärmeverteilung längs des Widerstandsstreifens
nicht gestört. Außerdem spielt die geometrische Form der Widerstandsschicht hierbei
keine Rolle.
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Da Dünnfilmschaltungen meist aus einer homogenen Schicht ein und desselben
Materials hergestellt werden, ist es üblich, die nur zur Verbindung der einzelnen
Bauelemente verwendeten Streifen durch,Aufbringen eines gut leitenden Materials
besser leitend zu machen. So wird beispielsweise bei Dünnfilmschaltungen auf der
Basis von Tantal meist eine dünne Goldschicht durch Aufdampfen auf die zur Verbindung
der einzelnen Bauelemente dienenden Tantalstreifen aufgebracht. Es ist also in diesem
Falle kein besonderer Verfahrensschritt bei der Herstellung der Dünnfilmschaltungen
erforderlich, um die Widerstände auf den genauen Wert abzugleichen. Es muß nur der
tatsächliche Wert jedes Widerstandes gemessen und dann beim Bedampfen mit Gold eine
entsprechende Abdeckung oder Schablone verwendet werden, so daß noch ein Teil des
Widerstandsstreifens anschließend an die Zuleitung mit Gold bedeckt wird. In diesem
Falle wird also zum Abgleichen der Widerstände ein leitendes Material verwendet,
das gleichzeitig das Material der Zuleitungen ist. Durch das Aufbringen des leitenden
Materials durch Aufdampfen im Vakuum wird in einfacher Weise ein besonders guter
Kontakt mit dem Widerstandsmaterial erzielt.
Anhand der Figur soll
das Verfahren gemäß der Erfindung näher erläutert werden.
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Auf einer nichtleitenden Unterlage, beispielsweise auf einem Glasplättchen
ist ein Widerstand 1 in Form eines mäanderförmigen Bandes aus Tantal angeordnet.
`Die Zuleitungen 2 und 3 bestehen ebenfalls aus Tantal und sind zur Verminderung
des Widerstandes .wesentlich breiter gehalten als der Widerstandsstreifen 1. Um
den Widerstand der Zuleitungen noch weiter zu vermindern, wurde auf diese unter
Verwendung entsprechender Abdeckungen eine Goldschicht aufgebracht, was durch die
Schraffierung bei 2 und 3 angedeutet wurde.
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Um den Widerstand 1 auf einen bestimmten Sollwert abzugleichen, wird
nun, nach Messung des Widerstandswertes, die Goldschicht auch auf den Bereich 4
ausgedehnt, wodurch der darunterliegende Teil des Tantalstreifens als Widerstand
überbrückt wird.
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Es muß natürlich hierbei der Wert des Widerstandes zunächst so bemessen
werden, daß er etwas größer ist als der Sollwert, da durch das teilweise Kurzschließen
des Widerstandes sein Wert verkleinert wird.
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So können die Widerstände in Dünnfilmschaltungen auf einfache Weise
abgeglichen werden, wobei, wie oben dargelegt wurde, meist auch ein zusätzlicher
Arbeitsgang vermieden wird.