DE1615010C - Mit dünnen Filmen mehrlagig beschich tete Unterlage - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine mit dünnen blättern und dadurch den derzeit aufgestäubten Film

Filmen mehrlagig beschichtete Unterlage zur Her- verunreinigen.

stellung integrierter Dünnfilmschaltungen im Rahmen Demgemäß wird zur Behebung dieser ganzen Schwieeiner selektiven Ätzbehandlung, bei der die Wider- rigkeiten von einer Unterlage der einleitend beschriestandsschicht dem Angriff eines die Kondensator- 5 benen Art ausgegangen, bei der also alle Schichten elektrodenschicht angreifenden Ätzmittels ausgesetzt ohne Unterbrechung des Vakuums nacheinander nieist, mit einer Mehrzahl auf der Unterlage in gleicher . dergeschlagen werden, und erst danach die selektive Ausdehnung niedergeschlagener Schichten einschließ- Ätzbehandlung ausgeführt wird (vgl. hierzu die franlich zumindest einer Art der Unterlagen niederge- zösische Patentschrift 1 300 771). Hier ergeben sich schlagenen Widerstandsschicht und einer leitenden io aber die Schwierigkeiten, daß — weil man aus den Kondensatorelektrodenschicht, wobei die Widerstands- oben erläuterten Gründen nicht frei in der Materialschicht und die 'Kondensatorelektrodenschicht auf wahl für die einzelnen Schichten ist — in vielen Fällen einem filmbildenden anodisierbaren Metall oder aus kein vernünftiges Ätzmittel existiert, das nur die eine einer Verbindung eines solchen Metalls bestehen. Schicht angreift,, die andere aber unbehelligt läßt,

In Dünnfilmschaltungen empfiehlt sich Tantalnitrid 15 und umgekehrt. Es tritt also die Aufgabe auf, was zu für Widerstandsstrecken, insbesondere wenn hohe tun ist, wenn sowohl die Widerstandsschicht als auch Stabilität gefordert wird. Es ist aber für Kondensator- die Kondensatorelektrodenschicht einem Ätzmitteldielektrika nicht so gut geeignet. Andererseits ist Tan- angriff bei der Erzeugung der Kondensatorelektrode tal wegen seiner Anodisierbarkeit zur Bildung von unterliegen.

Tantaloxyd-Kondensatordielektrika geeigneter, es ist 20 Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung in voll-

aber weniger geeignet für Widerstände, wenn hohe ständig neuartiger Weise für eine mit dünnen Filmen

Stabilität gefordert wird. Deshalb empfehlen sich mehrlagig beschichtete Unterlage der einleitend be-

sowohl Tantal als auch Tantalnitrid für integrierte schriebenen Art dadurch gelöst, daß eine Ätzschutz-

/?C-Tantaldünnfilmschaltungen. schicht zwischen der Widerstandsschicht und der

Dünnfilmwiderstands- und Dünnfilmkondensator- 25 Kondensatorelektrodenschicht gelegen ist, die
Bauteile sind allgemein bekannt, und sie sind schon _a) entweder anodisierbar ist oder durch eine Anhäufig in integrierten ÄCL-Schaltungen kombiniert odisierung unbeeinflußt bleibt,
worden. Die bekannten Herstellungsverfahren erfor- ,. . ■ ^ . ,? .· _. . · . . ^r-j
dem erstens ein in mehreren Schritten erfolgendes· ^b> ™ Tt ^Ver.^bm.^dunS ^zw!^sche" ^df^r._t ^Wlder-Niederschlagen der Filme auf der Unterlage, wobei 30 "TÄIS?* ^ ^der ^^ondensatorelektroden-• j -ι -M-J ui , ·„ · j. η schicht bildet und
jedem einzelnen Niederschlagsschritt ein Atzprozeß

folgt, und/oder zweitens erfordern sie, daß die Filme ^c) ^{durch die d}..^ie Kondensatorelektrodenschicht an-

in bestimmter geometrischer Form niedergeschlagen greifenden Atzmittel unbeeinflußt bleibt oder von

werden, d. h. es müssen Masken verwendet werden. diesen mit wesentlich geringerer Atzgeschwindig-

Beim ersterwähnten Verfahren muß zur Ätzung die 35 ^keit *^{ls di}* Kondensatorelektrodenschicht an-

beschichtete Unterlage jedesmal aus dem Vakuum gegntien wird.

entfernt werden, um danach erneulf wieder in die Die erfindungsgemäße Unterlage kann daher in Vakuumkammer zum Niederschlagen des nächsten einer beispielsweise kontinuierlich arbeitenden Va-Films eingebracht zu werden. Dabei wird die Ober- kuumanlage hergestellt worden sein, in der sie zufläche der teilweise beschichteten Unterlage im Regel- 4° nächst eine Widerstandsschicht, ζ. B. eine Tantalfall jedesmal verunreinigt, wenn diese aus dem Vakuum nitridschicht, aufgestäubt erhält, dann eine Ätzschutzzu Ätzzwecken entnommen wird. Vor dem nächsten schicht, z.B. eine Tantalpentoxidschicht, gefolgt von Beschichtungsvorgang im Vakuum ist daher eine einer Kondensatorelektrodenschicht, z. B. einer Tanerneute Reinigung notwendig. Die extremen Rein- talschicht, wonach sich Schichten anschließen, die heitforderungen an die Oberfläche der Unterlage 45 für die Bildung von Verbindungsleitern, Induktivikönrten häufig nur unter den schwierigsten Umstän- täten und Anschlüssen sich eignen, z. B. Gold-, den erfüllt werden, insbesondere wenn man sich ver- Kupfer- und Palladiumschichten usw. Sämtliche gegenwärtigt, daß absorbierte Gase nicht nur die Schichten können ohne Zuhilfenahme von Masken Eigenschaften insbesondere metallischer Schichten auf der gesamten Unterlage niedergeschlagen werden; wegen ihrer Verunreinigungswirkung beeinflussen, 5° sie haben daher gleiche Ausdehnung, können aber auf sondern auch zur Bildung dünner, unerwünschter verschiedene Dicken eingestellt sein; jegliches Verun-Oxydschichten führen können, die die Filmadhäsion reinigungsproblem ist dabei vermieden, und zugleich herabsetzen und unerwünscht hohe Kontaktwider- kann wegen der Gegenwart der erfindungsgemäß stände erzeugen können. vorgesehenen Ätzschutzschicht die sich anschließende

Das zweite bekannte Verfahren hat gleichfalls 55 selektive Ätzbehandlung ohne Schwierigkeiten durchNachteile, die teilweise darin begründet sind, daß es geführt werden.

schwierig ist, die erforderlichen Masken unter Vakuum Hierbei ist ein bevorzugtes Verfahren zur Herstel-

so zu handhaben, daß genaue Ausrichtung der Mas- lung einer integrierten Dünnfilmschaltung aus der

ken erhalten wird, wenn es notwendig ist, bestimmte mehrlagig beschichteten Unterlage durch formgeben-

geometrische Formen und Abmessungen einzuhalten. 60 des Ätzen der Kondensatorelektrodenschicht zum

Weitere Schwierigkeiten sind bei der Verwendung Erhalt einer Kondensatorelektrode, durch formgeben-

mechanischer Masken darin zu sehen, daß diese dazu des Ätzen der Widerstandsschicht zum Erhalt einer

neigen, einen im Aufstäubeverfahren aufgebrachten Widerstandsstrecke und durch Erzeugen einer di-

FiIm zu verunreinigen, sich unter Einwirkung der beim elektrischen Beschichtung und einer Gegenelektrode

Aufstäuben frei werdenden Wärme zu verwerfen, 65 auf der Kondensatorelektrode ist in Weiterbildung

sowie dazu neigen, daß wenn eine Wiederverwendung der Erfindung gekennzeichnet durch Ausführen des

ohne vorherige Reinigung erfolgt, von ihnen früheren formgebenden Ätzens der Kondensatorelektrode mit

Aufstäubevorgängen herrührende Niederschläge ab- einem Ätzmittel, das die Ätzschutzschicht Vergleichs-

weise langsam gegenüber der Kondensatorelektrodenschicht angreift, so daß während der Erzeugung der ■ Kondensatorelektrode die Widerstandsschicht intakt bleibt, und durch Ätzen der Ätzschutzschicht mit einem Ätzmittel, das entweder nur dieses oder diese und die Widerstandsschicht angreift..

Hierdurch ist es auf sehr einfache Weise möglich, die gewünschte selektive Ätzung durchzuführen. So wird beim angenommenen Beispiel die Tantalpentoxidschicht (die Ätzschutzschicht) mit kleinerer Ätzgeschwindigkeit als die darüberliegende Tantalschicht (die Kondensatorelektrodenschicht) angegriffen, letztere kann daher der gewünschten formgebenden Ätzung unterzogen werden, ohne daß die unter der Trenn-.1 schutzschicht liegenden Tantalnitridschicht (die Wi-

ι derstandsschicht) angegriffen wird.

. Die elektrische Verbindung zwischen der als Beispiel angenommenen Tantalnitrid-Widerstandsschicht und den darüberliegenden, besser leitenden Schichten erfolgt also über eine Tantalpentoxidschicht, die normalerweise als Isolator betrachtet wird. Wird jedoch die Tantal-Kondensatorschicht auf die Tantalpentoxid-Ätzschutzschicht durch Aufstäuben niedergeschlagen, so werden die energiereichen Tantalatome während des Aufstäubens den Oxydfilm durchdringen, so daß dieser von leitenden Material durchsetzt ist. Folglich ist der elektrische Widerstand dieses Oxydfilms zwischen der darunterliegenden Tantalnitrid-Widerstandsschicht und der darüberliegenden Tantal Kondensatorschicht.auf einen vernachlässigbaren Wert reduziert.

In folgendem ist die Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben; es zeigt

Fig. IA eine Schrägansicht einer mit dünnen Filmen mehrlagig beschichteten Unterlage,

Fig. IB eine Schnittansicht in Richtung der Pfeile 15-15 der Fig. IA,

F i g. 2A eine Draufsicht zur Darstellung der auf den für die Anschlüsse und Zwischenverbindungen vorgesehenen Gebieten aufgebrachten ersten ätzbeständigen Abdeckung und zur Darstellung der resultierenden Gestalt der beschichteten Unterlage nach Einwirkung des ersten Ätzmittels,

Fig. 2 B eine Schnittansicht längs der Pfeile 2B-2B'in Fig. 2A,

Fig. 3 A eine Draufsicht zur Darstellung der zweiten ätzbeständigen Abdeckung, die auf den Anschluß- und Zwischenverbindungsgebieten sowie auf den Gebieten, die die untere Elektrode des Kondensators bilden, aufgebracht ist, und zur Darstellung der resultierenden Form der beschichteten Unterlage nach Einwirkung des zweiten Ätzmittels,

F i g. 3 B eine Schnittansicht der beschichteten Unterlage in Richtung der Pfeile 3 fl-3 B der F i g. 3 A,

Fig. 4A eine Draufsicht auf die beschichtete Unterlage zur Darstellung der dritten ätzbeständigen Abdeckung, die auf den Gebieten der Anschlüsse und Zwischenverbindungen, dem Gebiet der unteren Kondensatorelektrode sowie auf den Gebieten aufgebracht ist, die für die Widerstandsstrecken vorge- 60' sehen sind, und zur Darstellung der resultierenden Form der beschichteten Unterlage nach Einwirkung des dritten Ätzmittels,

Fig. 4B eine Schnittansicht in Richtung der Pfeile 4B-4B der F i g. 4 A,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die beschichtete Unterlage nach den Fig. 4A und 4B, nachdem sämtliche fit7beständiee Abdeckung entfernt worden ist,

F i g. 6 eine Schnittansicht der beschichteten Unterlage nach F i g. 5 zur Darstellung der Teile, die anodisiert worden sind,

Fig. 7A eine Draufsicht auf die beschichtete Unterlage nach Fig. 6, nachdem eine Gegenelektrode niedergeschlagen worden ist, und

Fig. 7B eine Schnittansicht in Richtung der Pfeile 7B-IB der Fig. 7A.

Die Unterlage 11 der Fig. IA kann durch eine flache Scheibe aus Glas gebildet sein, oder aus Keramik, glasierter Keramik, kristallinem anorganischen Material oder irgendeinem anderen für einen Abscheidungsvorgang unter Vakuum geeigneten Material. Die Unterlage 11 muß vor dem Niederschlagen der Schichten in der richtigen Weise präpariert werden. Methoden und Verfahren zur richtigen Präparierung der Unterlage 11 sind allgemein bekannt und beispielsweise in »The Western Electric Engineer«, April 1963, S. 5, beschrieben.

Nachdem die Unterlage zur Entfernung sämtlicher organischer Verunreinigungen richtig gereinigt worden ist, kann sie in eine kontinuierlich arbeitende Vakuumanlage der in der vorstehenden Literaturstelle auf S. 9 bis 17 beschriebenen Art eingebracht werden. Die verschiedenen Schichten können dann entsprechend irgendeiner bekannten Niederschlagsmethode, z. B. mittels kathodischen Aufstäubens oder Aufdampfens im Vakuum usw. niedergeschlagen werden. Sämtliche senkrechten Abmessungen der Schichten sind in den Figuren stark vergrößert dargestellt.

I. Reihenfolge des Niederschiagens der einzelnen Schichten auf der Unterlage

Vorab sei bemerkt, daß jede der Schichten 12, 13, 14 und 15 (F i g. IA und IB) auf der ganzen oberen Fläche der Unterlage 11 niedergeschlagen sind. Das heißt, die Filmniederschläge können sogenannte Vollflächenbeschichtungen sein, so daß Masken nicht benötigt werden. Die Unterlage wird deshalb am besten in einer kontinuierlich arbeitenden Vakuumanlage beschichtet, da es nicht notwendig ist, das Vakuum zwischen dem Niederschlagen der einzelnen Schichten zu unterbrechen. Andere Beschichtungsmethoden sind gleichfalls möglich.

Zuerst wird eine Schicht 12 auf die Unterlage 11 niedergeschlagen. Diese Schicht ist die Widerstandsschicht und besteht vorzugsweise aus Tantalnitrid. Die kann durch Aufstäuben niedergeschlagen werden. Im Falle einer Tantalnitridschicht wird diese bis zu einer Dicke von etwa 1.200 Angström niedergeschlagen.

Danach wird eine leitende Ätzschutzschicht 13, bestehend aus einem Metalloxyd, auf die Widerstandsschicht 12 niedergeschlagen. Die Ätzschutzschicht 13 kann mit Hilfe reaktiven Aufstäubens niedergeschlagenen Tantalpentoxid sein. Das Tantalpentoxid kann von hoher Reinheit sein und folglich hohen Widerstand besitzen; die Ätzschutzschicht 13 kann aber auch eine Mischung aus Tantal, Tantalnitrid und Tantaloxyd sein, die beträchtliche leitende Eigenschaften besitzen. Die Wahl des speziellen Materials für die Metalloxyd-Ätzschutzschicht 13 kann entsprechend den Erfordernissen des Einzelfalls dem Fachmann überlassen bleiben. Eine Tantalpentoxyd-Ätzschutzschicht 13 würde bis zu einer Dicke von etwa 1.000 Angström aufgestäubt werden und verhindert, daß ein Ätzmittel die Tantalnitrid-Widerstandsschicht 12 erreicht. Die Tantalpentoxydschicht 13 ist jedoch ausreichend dünn, daß sie zum Teil von den Metallatomer

der nächsten Schicht 14 durchsetzt wird und später ein Stromfluß hierüber stattfinden kann. Die Verwendung der Metalloxydschicht 13 als eine Ätzschutzschicht gestattet die selektive Ätzfolgebehandlung der mit dünnen Filmen mehrlagig beschichteten Unterlage.

Die Metall-Kondensatorelektrodenschicht 14 wird dann auf das gesamte Gebiet der Metalloxyd-Ätzschutzschicht 13 niedergeschlagen. Sie kann eine Tantalschicht sein, die bis zu einer Dicke von etwa 3.500 Angstrom niedergeschlagen wird. Der untere Teil der Metall-Kondensatorelektrodenschicht 14 kann nachfolgend als Teil der unteren Elektroden für die , Kondensatoren der integrierten ÄC-Schaltungen die- . nen. während die obere Oberfläche der Schicht 14 nach einer Anodisierung das Dielektrikum für die Kondensatoren bilden kann. Alternativ zu einer Anodisierung können auch andere Kondensatordielektrika " nachfolgend auf der Metall-Kondensatorelektrodenschicht 14 niedergeschlagen werden, falls dies gewünscht ist. Die Metallschicht 14, z. B. eine Tantalschicht, kann daher als die Kondensatorelektrodenschicht oder als metallische Schicht bezeichnet werden.

Die elektrische Verbindung zwischen der Tantalnitrid-Widerstandsschicht 12 und der Tantal-Kondensatorelektrodenschicht 14 erfolgt über die Tantalpentoxyd-Ätzschutzschicht 13. Jedoch wird Tantalpentoxid üblicherweise als Isolator verwendet. Wird das Tantal der Kondensatorelektrodenschicht 14 im Rahmen eines Zerstäubevorgangs niedergeschlagen, so werden energiereiche Tantalatome die Trennschutzschicht 13 durchdringen, so daß der spezifische Flächenwiderstand der Schicht 13 in Richtung der Dickendimension auf einen vernachlässigbaren Wert von weniger als 1 Ohm pro Quadrat reduziert.

Ist es erwünscht, daß die Tantal-Kondensatorelektrodenschicht 14 als Anschlußgebiet dient, also direkte Stromkreisverbindungen mit der Tantal-Kondensätorelektrodenschicht 14 hergestellt werden, dann werden nur drei Schichten von der mit dünnen Filmen mehrlagig beschichteten Unterlage erforderlich sein, um integrierte ÄC-Schaltungen zu bilden, nämlich die Widerstandsschicht 12, die Ätzschutzschicht 13 und die Kondensatorelektrodenschicht 14. Für Zwischenverbindungen,'ebenso für die Anschlußgebiete ist es jedoch wünschenswert. Schichten zu haben, die hohe Leitfähigkeit besitzen, gut lötbar sowie gegen Oxydation beständig sind. Dies wird üblicherweise erreicht durch Metallniederschläge aus Kupfer, Gold, Palladium u. dgl. Das Haftungsvermögen diesen Schichten auf einer Tantalschicht war aber bisher ein Problem, da das Vakuum zwischen dem Niederschlagen der einzelnen Schichten unterbrochen werden mußte, und zusätzliche Schichten zur Verbesserung des Schichtenverbands waren notwendig. Bei der Herstellung integrierter Dünniilmschaltungen mit der erfindungsgemäßen Unterlage können jedoch auch die Schichten, die für die Anschlußgebiete benötigt werden, in einer kontinuierlich arbeitenden Vakuumanlage ohne Unterbrechen des Vakuums niedergeschlagen werden, nachdem die Tantalschicht 14 niedergeschlagen worden ist. Die Schicht, die für gute Haftung bisher erforderlich war, z. B. eine Nickel-Chrom-Schicht (NlCr), kann daher entfallen. Die auf die Oberseite der Tantal-Kondensatorelektrodenschicht 14 niederzuschlagenden Schichten müssen sich daher lediglich für die Anschlußgebiete, die Induktivitätsgebietc und die Zwischenvcrbindungsgcbiete eignen, und es kann Gold, Kupfer, Palladium usw. verwendet werden. Der Einfachheit halber sind die Niederschläge, die für die Anschlüsse und Zwi-selenverbindungen benötigt werden, in der Zeichnung als eine einzige hochleitende Schicht 15 dargestellt, die neben der hohen Leitfähigkeit gute Lötbarkeit besitzt und gegenüber atmosphärischen Einflüssen beständig ist.

Daher ist die Möglichkeit einer Verunreinigung zwischen den aufeinanderfolgenden Niederschlägen weitgehend reduziert, und es ist eine wirtschaftliche Massenproduktion an einem Ort möglich. Im Einzelfall können die Schichten 12, 13, 14 und 15 auch nur auf begrenzte Gebiete, also nicht auf der ganzen Oberfläche der Unterlage niedergeschlagen werden.

II. Behandlung der mehrlagig beschichteten Unterlage im Rahmen einer selektiven Ätzschrittfolge

Die mehrlagig beschichtete Unterlage der Fig. IA und 1B erhält anfänglich eine erste ätzbeständige Abdeckung, die auf denjenigen Gebieten aufgebracht wird, die für die Anschlüsse, Kontakte, Induktivitäten, Brücken und Zwischenverbindungen usw. der fertigen integrierten Schaltung vorgesehen sind. Obgleich zahlreiche Kombinationen aus Widerständen, Induktivitäten und Kondensatoren untereinander oder miteinander möglich sind, die im Rahmen einer selektiven Ätzschrittfolge in der mehrlagig beschichteten Unterlage hergestellt werden können, sollen nachfolgend an Hand der Zeichnung diejenigen Schritte beschrieben werden, die zur Herstellung einer Schaltung, bestehend aus einem ÄC-Parallelglied in Serie mit einem Widerstand, erforderlich sind. In den Fig. 2A und 2B ist daher eine erste ätzbeständige Abdeckung 21a, 21b und 21c dargestellt, die zum Erzeugen dieser Schaltung aufgebracht worden ist.

Obgleich nicht dargestellt, versteht es sich für den Fachmann, daß Induktivitäten in gleicher Weise wie die Zwischenverbindungswege hergestellt werden können, wenn die erste ätzbeständige Abdeckung in einer Konfiguration aufgetragen wird, die als Induktivität wirkt.

Die Kondensatorelektrodenschicht 14, die aus Tantal besteht, ist gegenüber zahlreichen üblichen Ätzmitteln höchst beständig, die die hochleitende Schicht 15 angreifen. Typische erste Ätzmittel würden eine Kombination aus Salpetersäure und Salzsäure (Königswasser) oder Ferrichlorid (Fe₂Cl₃) sein. Das erste Ätzmittel wird aus der Ätzmittelskala so ausgewählt, daß es die hochleitende Schicht 15 entfernt, aber nicht die Kondensatorelektrodenschicht 14 angreift. Das Ergebnis dieses Ätzvorganges ist in F i g. 2 B dargestellt, in der das nichtabgedeckte Gebiet der hochleitenden Schicht 15 entfernt worden ist.

Es ist schwierig, eine einzige ätzbeständige Abdeckung zu finden, die auch gegenüber mehreren Anwendungen verschiedener Ätzmittel beständig ist. Ferner ist es die übliche· Praxis, die beste ätzbeständige Abdeckung für das jeweils zu verwendende Ätzmittel unter Berücksichtigung der geforderten Wiederablösbarkejt herauszusuchen. Deshalb ist hier für das erste Ätzmittel eine erste ätzbeständige Abdekkung 21 verwendet, das, nachdem die frei liegenden Teile der hochleitenden Schicht 15 abgeätzt worden sind, wieder entfernt wird. Vor dem nächsten Ätzschritt (Fig. 3A und 3B) muß daher eine zweite ätzbeständige Abdeckung 22«, 22/;. 22<·· auf die gleichen Gebiete, die vorher von der ersten ätzbe-

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ständigen Abdeckung abgedeckt waren, wieder auf- schicht 12 angreift, sondern auch schnell und befrie-

gebracht werden. Die zweite ätzbeständige Abdeckung digend den restlichen, nicht abgedeckten Teil der

maskiert nun aber auch noch diejenigen Teile der Tantalpentoxid-Ätzschutzschicht 13. Ein typisches

Tantal-Kondensatorelektrodenschicht 14, die später Beispiel für das dritte Ätzmittel ist eine starke Base,

als die unteren Elektroden der Kondensatoren der 5 z.B. heiße 10- bis 12normale Natronlauge. Das

integrierten /?C-Schaltungen vorgesehen sind. In freiliegende Tantalpentoxid der Ätzschutzschicht 13

F i g. 3 A und 3 B repräsentiert der Flächenteil 22d der kann durch diese Base rasch abgeätzt werden, wodurch

zweiten ätzbeständigen Abdeckung die .untere Elek- das Problem einer möglichen Hinterschneidung ver-

trode des Kondensators. . ' mieden wird. Die nach diesem Ätzschritt erhaltene

Ein zweites Ätzmittel wird so ausgewählt, daß es io Form der mehrlagig beschichteten Unterlage ist in

die frei liegenden Teile der Tantal-Kondensatorelek- den Fig. 4A und 4B dargestellt,
trodenschicht 14 abätzt, aber nicht die darunterlie-

gende Tantaloxid-Ätzschutzschicht 13 angreift. Ein ^IH· ^Weitere Verfahrensschritte im Anschluß an die

mögliches zweites Ätzmittel könnte eine Mischung . selektive Atzschrittfolge

aus Fluorwasserstoffsäure. Salpetersäure und Wasser 15 Die, wie unter 1 angegeben, mit dünnen Filmen

(HF; HNO_;1; H₂O) in einem Verhältnis 1: 1: 2 sein, mehrlagig beschichtete Unterlage ist anschließend,

Die Ätzgeschwindigkeit von Tantal beträgt bei diesem wie unter II angegeben, einer selektiven Ätzschritt-

ÄtziniUel etwa 200 Angström pro Sekunde, so daß folge unterworfen worden, um einen Aufbau zu er-

die Entfernung einer 3.500 Angstrom dicken Schicht 14 halten, wie dieser in den Fig. 4 A und 4B dargestellt

in etwa 15 bis 20 Sekunden erwartet werden kann. 20 ist. Dienachfolgenden Verfahrensschritte, das Anodi-

Die Ätzgeschwindigkeit von Tantalpentoxid bei Ver- sieren. das Abscheiden der oberen Elektroden usw.

•wendiing dieses Ätzmittels liegt bei etwa 20 Angström sind sämtlich allgemein bekannt und werden daher

pro Sekunde. Da die Tantalpentoxid-Ätzschutzschicht nur kurz beschrieben.

13 etwa 1.000 Angstrom dick ist. kann diese das zweite Die dritte ätzbeständige Abdeckung 23a, 236, 23c,

Ätzmittel etwa 30 bis 50 Sekunden lang hindern, die 25 23</, 23p, 23/wird nunmehr entfernt, so daß sich der

.Tantalnitrid-Widerstandsschicht 12 zu erreichen, eine in F i g. 5 dargestellte Aufbau ergibt.

Zeitspanne also, die mehr als ausreichend ist, die Diejenigen Teile der mehrlagig beschichteten Un-

cxponierten Teile der Tantal-Kondensatorelektroden- . terlage, die die Widerstände repräsentieren, es sind

schicht 14 durch das zweite Ätzmittel vollständig"zu diejenigen, wo sich die- Teile 21 e und 23/der dritten

entfernen. . 30 ätzbeständigen Abdeckung befunden haben, können

Wenn andere Dicken für die Tantal-Kondensator- nunmehr im Wege einer üblichen Trimm-Anodisieelektrodenschicht 14 und für die Tantalpentoxid- rung auf den Sollwert eingestellt werden, wie dies durch Ätzschutzschieht 13. oder andere Metalle und Metall- die Bezugsziffern 31a und 316 in F i g. 6 und 7A oxide für die Kondensatorelektrodenschicht 14 und dargestellt ist. Ebenso können diejenigen Teile der Ätzschutzschicht 13 verwendet werden, können andere 35 mehrlagig beschichteten Unterlage, die die untere geeignete Ätzmittel unter Beachtung des vorstehend Kondensatorelektrode repräsentieren, also im beangegebenen Prinzips als zweites Ätzmittel ausgewählt schriebenen Beispiel derjenige Teil, auf den sich der werden. Im beschriebenen Beispiel dient das Tantal- Teil 23a¹ der dritten ätzbeständigen Abdeckung bepentoxid als Ätzschutzschicht, die es ermöglicht, daß funden hat, zur Bildung eines Kondensatordielektridie mit dünnen Filmen mehrlagig beschichtete Unter- 40 kums in bekannter Weise anodisiert werden, wie dies lage einer selektiven Ätzschrittfolge unterworfen durch die Bezugsziffer 32 in den F i g. 6 und 7 A darwerden kann. Wie vorstehend erwähnt, ist die Tantal- gestellt ist. Falls gewünscht, kann an Stelle einer pentoxid-Ätzschutzschicht 13 ausreichend vom hier- Anodisierung ein Kondensatordielektrikum auch diauf aufgestäubten Tantal durchdrungen, so daß ein rekt auf dem Kondensatorelektrodengebiet nieder-Weg niedrigen Widerstandes zwischen der Tantal- 45 geschlagen werden; das Kondensatordielektrikum Kondensatorelektrodenschicht 14 und der Tantal- würde sich daher im gleichen Gebiet befinden, das nitrid-Widerstandsschicht 12 erzeugt wird. Besteht nunmehr mit der Bezugsziffer 32 bezeichnet ist.
jedoch die Ätzschutzschicht 13 aus einer Mischung Anschließend wird eine obere Elektrode und eine von Tantal und Tantalnitrid durchsetzten Tantal- Zuleitung zu einem der Kontaktgebiete in üblicher oxidschicht, so wird ihr von vornherein eine gute 50 Weise niedergeschlagen, wie dies durch das Bezugs-Leitfähigkeit eigen sein, obgleich sie nicht während zeichen 40 in den Fig.. 7A und 7B dargestellt ist. der Abscheidung von Metall der Kondensatorelek- Für den Niederschlag 40 wird häufig Gold verwendet, trodenschicht 14 durchdrungen wird. Die resultierende es können aber auch andere leitende Materialien verForm der mehrlagig beschichteten Unterlage nach wendet werden.

dem zweiten Ätzschritt ist die in den Fig. 3 A und 55 Die integrierte ÄC-Dünnfilmschaltung der F i g. 7 A

3 B dargestellte. . und 7 B hat linke und rechte Anschlüsse 15, und die

Die zweite ätzbeständige Abdeckung 22a, 226, elektrische Schaltung ist die folgende: Von linker 22c, 22(/ wird nun wieder im wesentlichen aus den Anschlußschicht 15 durch die obere Kondensatorgleichen Gründen wie vorher die erste ätzbeständige elektrode 14, 13, 12, durch Widerstandsstrecke, die Abdeckung entfernt und durch eine dritte ätzbestän- 60 sich unter dem Oxyd 31a befindet, hoch durch die dige Abdeckung "23a, 236, 23c, 23t/ ersetzt (F.i g. 4 A Schichten 12, 13, 14 zum rechten Anschluß 15. Ein und 4B). Zusätzlich hierzu wird die dritte ätzbestän- Widerstand unter der Oxydschicht 316 liegt parallel dige Abdeckung auch auf diejenigen Gebiete aufge- zum Kondensator, der Stromweg ist dabei vom lin bracht, die für die Widerstandsstrecken der integrier- ken Anschluß 15 herab durch die Schichten 14, 13, 12 ten Schaltung vorgesehen sind. In den F i g. 4A 65 durch die Widerstandsstrecke unter dem Oxyd 13/; und 4 B sind diese Gebiete mit 23t' und 23/ bezeichnet.. hoch durch die Schichten des Gebietes hindurch, da

Ein drittes Ätzmittel wird dahingehend ausgewählt, anfänglich durch die ätzbeständige Abdeckung "2Ii

daß es nicht nur das Tuntalnitrid der Widerstands- 22c, 23c bedeckt war, und herab zur Widerstand-

strecke unter dem Oxyd 31a in der vorstehend beschriebenen Weise. . Demgemäß liefert die Erfindung eine neue, mit dünnen Filmen mehrlagig beschichtete Unterlage, die ohne Maskierung im Rahmen eines in einem kontinuierlichen, unter Vakuum in einem einzigen Durchgang durchgeführten Prozeß hergestellt werden kann, wonach diese Unterlage einer selektiven 'Ätzschrittfolge zur Bildung integrierter Dünnfilmschaltungen unterworfen wird.·

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Mit dünnen Filmen mehrlagig beschichtete Unterlage zur Herstellung integrierter Dünnfilmschaltungen im Rahmen einer selektiven Ätzbehandlung, bei der die Widerstandsschicht dem Angriff eines die Kondensatorelektrodenschicht angreifenden Ätzmittels ausgesetzt ist, mit einer Mehrzahl auf der Unterlage in gleicher Ausdehnung niedergeschlagener Schichten einschließlich zumindest einer auf der Unterlage niedergeschlagenen Widerstandsschicht und einer leitenden Kondensatorelektrodenschicht, wobei die Widerstandsschicht und die Kondensatorelektrodenschicht aus einem filmbildenden änodisierbaren Metall oder aus einer Verbindung eines solchen Metalls bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ätzschutzschicht (13) zwischen der •Widerstandsschicht (12) und der Kondensatorelektrodenschicht (14) gelegen ist, die

a) entweder anodisierbar ist oder durch eine Anodisierung unbeeinflußt bleibt,

b) eine leitende Verbindung zwischen der Wider-Standsschicht (12) und der Kondensatorelektrodenschicht (14) bildet und

c) durch die die Kondensatorelektrodenschicht (14) angreifenden Ätzmittel unbeeinflußt bleibt oder von diesen mit wesentlich geringerer

Ätzgeschwindigkeit als die Kondensatorelektrodenschicht (14) angegriffen wird.

2. Mehrlagig beschichtete Unterlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,' daß die •Ätzschutzschicht (13) aus einem von leitender Substanz durchsetzten Metalloxyd besteht, das ein Oxyd des für die Widerstandsschicht (12) und die Kondensatorelektrodenschicht (14) verwendeten Materials ist.

3. Mehrlagig beschichtete Unterlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsschicht (12) aus Tantalnitrid, die Kondensatorelektrodenschicht (14) aus Tantal und die Ätzschutzschicht (13) aus Tantalpentoxyd aufgebaut sind.

4. Mehrlagig beschichtete Unterlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ätzschutzschicht (13) aus einer Mischung von Tantal und Tantalnitrid durchsetzten Tantalpentoxyd aufgebaut ist.

5. Verfahren zur Herstellung einer integrierten Dünnfilmschaltung aus der mehrlagig beschichteten Unterlage nach den Ansprüchen 1 bis 4 durch formgebendes Ätzen der Kondensatorelektrodenschicht zum Erhalt einer Kondensatorelektrode durch formgebendes Ätzen der Widerstandsschicht zum Erhalt einer Widerstandsstrecke und durch Erzeugen einer dielektrischen Beschichtung und einer Gegenelektrode auf der Kondensatorelektrode, gekennzeichnet durch Ausführen des formgebenden Ätzens der Kondensatorelektrode mit einem Ätzmittel, das die Ätzschutzschicht (13) vergleichsweise langsam gegenüber der Kondensatorelektrodenschicht'(14) angreift, so daß während der Erzeugung der Kondensatorelektrode die Widerstandsschicht (12) intakt bleibt, und durch Ätzen der Ätzschutzschicht (13) mit einem Ätzmittel, das entweder nur diese oder diese und die Widerstandsschicht (12) angreift.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen