DE1690521B2 - Loetbarer kontaktanschluss fuer einen tantalnitrid-schichtwiderstand - Google Patents

Loetbarer kontaktanschluss fuer einen tantalnitrid-schichtwiderstand

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DE1690521B2 DE19671690521 DE1690521A DE1690521B2 DE 1690521 B2 DE1690521 B2 DE 1690521B2 DE 19671690521 DE19671690521 DE 19671690521 DE 1690521 A DE1690521 A DE 1690521A DE 1690521 B2 DE1690521 B2 DE 1690521B2
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Description

Die Erfindung betrifft einen lö'.baren, eine GoIdschicht enthaltenden Kontaktan; .iiluß für einen Tantalnitrid-Schichtwiderstand, der einer Warmbehandlung bei verhältnismäßig hohen Temperaturen, z. B. in der Größenordnung von 475° C, zu unterziehen ist, wobei der Anschluß auch nach der Warmbehandlung lötbar sein soll und aus einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Metallschichten auf einem Teil der Tantalnitridschicht aufgebaut ist.
*.£ine derartige Anordnung zeigt z.B. Fig. 4 der USA.-Patentschrift 3 242 006.
Bei der Herstellung von Bauelementen mit Schichten, wie Tantalnitrid-Schichtwiderständen, wird eine metallische Schicht, z. B. eine Tantalnitridschicht auf eine Oberfläche einer Unterlage aufgestäubt. Dann werden durch Verdar.ipfen Anschlüsse auf die Endteile des metallischen Films aufgebracht. Bei der Herstellung von Tantalnitrid-Schichtwiderständen wird die Tantalnitridschicht dann in einer Atmosphäre, die Sauerstoff enthält, ein oder zwei Minuten lang auf 475° C erwärmt, um den Widerstandswert zu stabilisieren und eine schützende Oxidschicht auf der offen liegenden Tantalnitridschicht zu bilden. Dann wird ein Leiter an den Anschluß angelötet. Bei Verwendung von Anschlüssen bisheriger Art wurde festgestellt, daß die zur Stabilisierung des Widerstandswert zugeführte Wärme die Lötbarkeit dieser Anschlüsse bisheriger Art herabsetzte. Zum Beispiel bestand ein Anschluß der bisherigen Art aus aufeinanderfolgenden Schichten von Chrom und Gold. Ein weiterer Anschluß bestand aus aufeinanderfolgenden Schichten aus einer Legierung von 80 % Nickel und 20 % Chrom aus Kupfer und aus Palladium. Das Zuführen von Wärme zu den Anschlüssen während der Stabilisierung der metallischen Schicht ergab Anschlüsse, an denen das Lot nicht gut haftet, wobei die Ausübung einer Kraft an den Leitern, die an diese Anschlüsse angelötet waren, zur Abtrennung der angelöteten Leiter vom Anschluß führte. Solche zur Trennung des Leiters vom Anschluß führenden Kräfte treten aber oft schon dann auf, wenn die Anschlußleiter aus Gründen des räumlichen Aufbaus abgebogen werden, wobei dann eine Trennung zwischen den Anschlußschichten oder an der Anschlußoberfläche oder an der Anschluß-Tantiilnitnd-Grenzfläche auftrat.
Zur Vermeidung von Korrosion und um eine schnelle Eindiffusion von Gold einer Gold-Auflage in eine Kupfer-Grundlage beim Lötvorgang zu ver-
le meiden, ist es zwar bekannt, mittels eines chemischen Aufbringungsprozrsses Palladium als Diffusionssperre zwischen der Kupfer-Grundlage und der Gold-Auflage vorzusehen (USA.-Patentschrift 3 162 512), jedoch ist der so gebildete Anschluß nicht
1S für Tantalnitridschichten, die eine Warmbehandlung im Bereich von 475° C unterzogen werden müssen, geeignet.
Weiter ist auch eine Halbleiter-Vorrichtung mit aufeinanderfolgend niedergeschlagenen Schichten aus
so Chrom und Palladium, gefolgt von einer starken Goldoder Doppelschicht aus Silber, die mit Gold abgedeckt ist, bekannt (USA.-Patentschrift 3 290 127). Die Anordnung wird auf eine Temperatur oberhalb 400° C erhitzt, um eine Festkörperreaktion zwischen dem Palladium und dem Silizium-Halbleiiermaterial mit dem Ziel der Erzeugung einer Oberflächensperrschicht ablaufen zu lassen. Die resultierende Anordnung liefert eine sehr steile Strom/Sparnung-Kennlinie in Sperrichtung, wie diese auch bei anderen Halbleiterdioden zu finden ist. Für einen Anschluß an einen Tantalnitrid-Schichtwiderstand ist diese Anordnung ungeeignet, da ein solcher Anschluß notwendigerweise ohmisch sein muß. Ein gleichrichtender Kontakt würde bei einem Widerstand völlig un brauchbar sein. Außerdem liegen die bei der bekannten Halbleiter-Vorrichtung vorgeschlagenen Schichtdicken in Größenordnungen, die den während des Einbaues des Widerstands auf den Zuführleiter ausgeübten mechanischen Zug- und Druckbelastun gen nicht widerstehen wurden.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Anschluß für einen Tantalnitrid-Schichtwiderstand zu schaffen, der auch nach der Wärmebehandlung bei zumindest 475° C derart löt bar bleibt, daß haftfeste und einwandfreien elektri sche!. Kontakt herstellende Anschlüsse durch Löten möglich sind.
Ausgehend von einem Kontaktanschluß der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungs- gemäß gelöst durch eine auf der Tantalnitridschicht niedergeschlagene erste Schicht aus Chrom oder einer Nickel/Chrom-Legierung mit bis zu 80 % Nickel und einer Dicke zwischen 100 bis 800 A, eine auf der ersten Schicht niedergeschlagene zweite Schicht aus
Palladium, Platin, Ruthenium oder Rhodium mit einer
Dicke zwischen 2500 und 3500 A und einer auf der zweiten Schicht niedergeschlagenen dritten Schicht aus Gold mit einer Dicke zwischen 3200 und 4500 A.
Es hat sich gezeigt, daß ein derart aufgebauter Kontaktanschluß auch nach einer Wärmebehandlung im angegebenen Temperaturbereich einwandfreie, fest haftende Lötanschlüsse ermöglicht.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 in vergrößertem Maßstab ein typisches Bauelement mit Anschlüssen entsprechend der Erfindung,
Fig. 2 ein Gerät, das zur Herstellung von An-
I 690
Schlüssen gemäß der Erfindung benutzt werden kann. Bei der Herstellung eines Bauelements 10 mit metallischer Schicht (Fig. 1), z.B. eines bestimmten Tantalniirid-Schichtwiderstaiids, wird eine metallische Schicht 11 aus Tantalnitrid auf die obere Fläche
13 einer Unterlage 12 aufgebracht. Die Unterlage 12 kann aus einem keramischen Material sein, sie kann aus Glas oder einem anderen geeigneten nichtleitenden Material bestehen. In der oberen Fläche 13 können die Rillen 18 ausgebildet werden derart, daß die Widerslandsschicht 11 auf der oberen Fläche 13 nachfolgend abgeschliffen werden kann, wobei eine Widerstandsbahn der Schicht 11 in den Rillen 18 mit einem vorbestimmten Widerstandswert zurückbleibt.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird die Unterlage 12 1S mit der aufgebrachten metallischen Schicht 11, wie sie z. B. in F i g. 1 dargestellt ist, in eine Vakuumkammer 14 eingebracht und eine Abdeckung 15 auf die Unterlage 12 gelegt, so daß nur die n.ctallische Schicht 11 an den Endteilen 16 und 17 der Unterlage 12 of- »° fenliegt. Die Abdeckung 15 kann aus irgendeinem geeigneten Material, z. B. aus Metall bestehen, das die Aufbringung von verdampftem Metall auf den nicht offenliegenden Teilen der Unterlage 12 verhindert oder blockiert.
Schichten mit gewünschten Dicken können durch Verwenden abgemessener Metallmengen in einem geeigneten Verdampfungsgerät oder durch Ve-dampfung des Metalls durch eine zeitlich gesteuerte Einrichtung aufgebracht werden. Bei einer derartigen Zeitsteuereinriehtung wird eine Unterlage 20 mit den auf den Endteilen aufgebrachten leitenden Anschlüssen 21 und 22 verwendet, die in die Vakuumkammer
14 eingebracht wird. Auf die Unterlage 20 wird eine geeignete Abdeckung 23 gelegt derart, daß die Ansch!üs..e 21 und 22 sowie eine Fläche 24 der Unterlage offenliegen. Die Anschlüsse 21 und 22 sind so ange ordnet, daß die offeniiegende Fläche 24 etwa ein Quadrat darstellt. An den Anschlüssen 21 und 22 werden die Leiter 26 und 27 befestigt, um die Anschlüsse mit einer Widerstandsmeßeinrichtung 28 zu verbinden.
Dann wird die Vakuumkammer 14 durch Inbetriebsetzen eines Vakuumpumpsystems 30 evakuiert, sodaßinder Kammer 14ein Druck von etwa 10 6mm Hg entsteht. Das Vakuurnpumpsystem kann eine herkömmlichc Anordnung von Vorvakuum und Diffusionrpumpen sein, die durch geeignete Leitungen mit der Kammer 14 verbunden sind.
In der Kammer 14 befinden sich drei Wolfrain-Heizdrähte 31, 32 und 33, um nacheinander Chrom oder eine Nickel-Chromlegierung Palladium und Gold zu verdampfen. Die Schalter 35, 36 und 37 sind vorgesehen, um die Heizdrähte 31, 32 und 33 einzeln mit einer Energiequelle 38 zu verbinden.
Zunächst wird der Schalter 35 geschlossen, um den Heizdraht 31 zu erhitzen und Chrom oder die Nickel-Chromlegierung zu verdampfen, die in dem Heizdraht 31 angeordnet ist. Wenn Chrom verdampft wird, besteht der Heizdraht 31 vorzugsweise aus einem konischen Korb, der unmittelbar über der abgedeckten Unterlage 12 angebracht ist. Um eine Nickel-Chromlegierung zu verdampfen, kann der Heizdraht 31 spiralförmig sein und braucht nicht in der Mitte über der Unterlage 12 zu liegen. Das verdampfte Chrom oder die verdampfte Nickel-Chromlegierung wird auf '65 die offenliegende Oberfläche der Metall-Schicht 11 auf der Unterlage 12 und auf dem offenliegenden Quadrat 24 der Unterlage 20 aufgebracht. Der Widerstandswert des Quadrats wird überwacht, bis er einen vorbestimmten Wert erreicht, zu welcher Zeit die Energie für den Heizdraht 31 abgeschaltet und die Verdampfung des Chroms oder der Nickel-Chromlegierung beendet wird. Das aufgebrachte Chrom oder die Nickel-Chromlegierung bilden eine Schicht 41 auf dem offenen Endteil der Tantalnitridschicht 11, wie in Fig. 1 gezeigt.
Sowohl Chrom als auch die Nickcl-Chromlegierung sind für ihre Fähigkeit bekannt, gute Verbindungen mit Meiallschichten zu bilden.
Bei der Herstellung eines Anschlusses aus Chrom oder einer Nickel-Chromlegierung, aus Palladium und aus Gold bildet eine Schicht 41 aus Chrom oder aus der Nickel-Chromlegierung mit einer Dicke von weniger als 100 Ä keine sielige Schicht auf der Metallschicht 11, so daß eine schwache Verbindung mit der darunterliegenden Metai'schicht 11 entsteht. Eine Schicht 41, die dicker als 800 A ist, ergibt einen hohen spezifischen Widerstand und unerwünschtes Rauschen im Anschluß.
Die Nickel-Chromlegierung kann verschiedene Nickelmengen bis zu 80 Gewichtsprozent aufweisen. Chrom ist gegenüber dei Nickel-Chromlegierung vorzuziehen, weil es eine bessere Verbindung ergibt, die nicht schlechter wird, wen.ι sie hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Ferner sind Nickel-Chromlegierungen mit geringeren Nickelmengen gegenüber Legierungen mit größeren Nickelmengen wegen der geringeren Verschlechterung bei hohen Temperaturen vorzuziehen.
Dann wird der Schalter 36 geschlossen, um den Heizdraht 32 zu erwärmen und eine abgemessene Palladiummenge zu verdampfen, die im Heizdraht 32 angeordnet ist. Die Verdampfung des Palladiums ergibt eine Palladiumschicht 42 auf der Schicht 41.
Palladium, Platin, Ruthenium und Rhodium sind für ihre Fähigkeit bekannt, eine Sperre gegen die Diffusion gewisser Metalle, wie Kupfer, Gold und Silber zu bilden. Man hat festgestellt, daß eine Schicht aus Palladium mit einer größeren Dicke als 2500 A zwischen einer Chrom- oder Niekel-Chromlegierungsschicht und einer Goldschicht die Lotbarkeit der Goldschicht stark verbessert, indem die Diffusion des Chroms oder der Nickel-Chromlegierung in die Gold schicht verhindert wird. Wenn die Dicke des Palladiums über 3500 A erhöht wird, sinkt 'Me Festigkeit des Anschlusses ab. Palladium ist wegen seiner niedrigen Verdampfungstemperatur vorzuziehen.
Schließlich wird der Schalter 37 geschlossen, um den Heizdraht 33 zu erwärmen und eine abgemessene Goldmenge zu verdampfen, die im Heizdraht 33 angeordnet ist. Das Gold wird als Schicht 43 auf die Palladiu.nschicht 42 aufgebracht.
Um die gewünschte Lotbarkeit zu erhalten, wird eine Goldschicht von mehr als 3200 A benötigt. Wenn die Goldschicht mehr als 4500 A beträgt, nimmt die Festigung des Anschlusses ab.
Der Anschluß aus der Nickel-Chromlegierung, dem Palladium und dem Gold ergibt eine feste Verbindung mit angelöteten Leitern, solange der Anschluß nicht Temperaturen unterworfen wird, die wesentlich größer als 475° C sind oder Temperaturen von etwa 475° C für größere Zeiträume, wobei der Anschluß schwach und unlötbar wird. Der Anschluß aus Chrom, Palladium und Gold hat sich dem Anschluß aus einer Nickel-Chromlegierung, Palladium und Gold als überlegen erwiesen; er behält seine Lotbarkeit und
seine Festigkeit bei, auch wenn er höheren Temperaturen für längere Zeiträume ausgesetzt wird.
Beispie! 1
Eine Unterlage 12, auf der eine metallische Schicht
11 aufgebracht ist, wird in eine Verdampfungskammer 14 eingebracht und der Druck in der Kammer auf etwa 1O~6 mm Hg abgesenkt. Die Unterlage 12 wird so abgedeckt, daß nur die nichtabgedeckten Teile der Schicht 11 an den Enden 16 und 17 der Unterlage
12 offen liegen.
Ferner wird eine flache keramische Unterlage 20 in die Verdampfungskammer 14 eingebracht, auf deren Endteilen die metallischen Anschlüsse 21 und 22 aufgebracht sind. Die Unterlage 20 ist so abgedeckt, daß eine offenliegende keramische Oberfläche 24 zwischen den Anschlüssen 21 und 22 frei bleibt. Die Elektroden 26 und 27 verbinden die Anschlüsse 21 und 22 mit einer Widerstandsmeßschaltung 28.
In einem konischen Heizdraht 31 wird Chrom verdampft, um eine Chromschicht 41 auf der offenliegenden metallischen Schicht 11 aufzubringen. Wenn der spezifische Widerstand des auf der offenliegenden Oberfläche 24 der Unterlage 20 aufgebrachten Chroms einen vorbestimmten Wert erreicht, wird die Energie für den Heizdraht 31 abgeschaltet, um die Verdampfung des Chroms zu beenden. Der vorbestimmte spezifische Widerstand ist so berechnet, daß die aufgebrachte Schicht 41 aus Chrom eine Dicke von etwa 250 A aufweist.
Dann wird eine abgemessene Palladiummenge in einem spiralförmigen Heizdraht 32 vollständig verdampft, um eine Palladiumschicht 42 auf die Chromschicht 41 aufzubringen. Die abgemessene Palladiummenge ist so berechnet, daß eine etwa 2875 A dicke Schicht aufgebracht wird.
Nachdem die abgemessene Palladiummenge verdampft ist, wird eine abgemessene Goldmenge in einem spiralförmigen Heizdraht 33 vollständig verdampft, um eine Goldschicht 42 auf die Palladiumschicht 42 aufzubringen. Die Goldmenge ist so berechnet, daß eine Schicht 43 aus Gold mit einer Dicke von etwa 3500 A entsteht.
Der gebildete Anschluß aus Chrom, Palladium und Gold kann nachher für lange Zeiträume auf Temperaturen oberhalb 475° C erwärmt werden, ohne seine Benetzbarkeit für Lot zu zerstören. Ein an dem Anschluß angelöteter Leiter, der einer ausreichenden Kraft ausgesetzt wird, zerbricht die Unterlage, bevor der Anschluß von der Tantalnitrid-Schicht 11 getrennt wird.
to Beispiel 2
Eine Unterlage 12, auf der eine metallische Schicht
11 aufgebracht ist, wird in eine Verdampfungskammer 14 eingebracht und der Druck in der Kammer auf etwa 10" mm Hg abgesenkt. Die Unterlage 12 wird dann
1S so abgedeckt, daß nur die nichtabgedeckten Teile der Schicht 11 auf den Enden 16 und 17 der Unterlage
12 frei bleiben.
Eine abgemessene Menge einer Legierung aus 80 % Nickel und 20 % Chrom wird in einem spin.lför migen Heizdraht 31 vollständig verdampft, um auf der offenliegenden Schicht 11 eine Schicht 41 aus 80% Nickel und 20 % Chrom aufzubringen. Die Menge der Legierung aus 80 % Nickel und 20 % Chrom im Heizdraht 31 ist so berechnet, daß eine Schicht 41 mit einer
3S Dicke von etwa 225 A aufgebracht wird.
Dann wire! eine abgemessene Palladiummenge in einem spiralförmigen Heizdraht 32 vollständig verdampft, um eine Palladiumschicht 42 auf der Schicht 41 aufzubringen. Die abgemessene Palladiummenge ist so berechnet, daß eine Dicke von etwa 2875 A entsteht.
Nachdem die abgemessene Palladiummenge verdampft ist, wird eine abgemessene Goldmenge in einem spiralförmigen Heizdraht 33 vollständig ver- dampft. Die Goldmenge ist so berechnet, daß eine Goldschicht 43 von etwa 3500 A auf der Palladiumschicht 42 entsteht.
Der gebildete Anschluß kann nachfolgend ein oder zwei Minuten lang auf 475° C erwärmt werden, ohne seine Benetzbarkeit für Lot zu zerstören. Ein am Anschluß angelöteter, einer Kraft ausgesetzter Leiter kann nur schwer von dem Anschluß auf der Tantalnitrid-Schicht 11 getrennt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Lötbarer, eine Goldschicht enthaltender Kontaktanschluß für einen Tanlalnitrid-SchichtwiiVrstand, der einer Warmbehandlung bei verhäliiiismüßig hohen Temperaturen, z. B. in der Größenordnung von 475° C, zu unterziehen ist, wobei der Anschluß auch nach der Warmbehandlung lötbar sein soll und aus einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Metallschichten auf einem Teil der Tantalnilridschieht aufgebaut ist, ge-KL-iiiizc chnet durch die Gesamtheit der folgenden Merkmale, einer auf der Tantalnitridschicht CH) niedergeschlagenen ersten Schicht (41) aus Chrom oder einer Nickel/Chrom Legie rung mit Vs zu 80 r'c Nickel und einer Dicke zwischen 100 bis 800 A, einer auf der ersten Schicht (41) niedergeschlagenen zweiten Schicht (42) aus Palladium, Platin, Ruthenium oder Rhodium mit einer D.cke zwischen 2500 und 3500 A und einer auf der zweiten Schicht (42) niedcrgeschlagerien dritten Schicht (43) aus Gold mit einer Dicke zwischen 3200 und 4500 A.
DE1690521A 1967-03-09 1967-12-07 Loetbarer Kontaktanschluss fuer einen Tantalnitrid-Schichtwiderstand Expired DE1690521C3 (de)

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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1118040B (de) * 1959-12-21 1961-11-23 Phoenix Gummiwerke Ag Scheuerleiste fuer Schiffe, Dalben, Hafenanlagen od. dgl.
US3629776A (en) * 1967-10-24 1971-12-21 Nippon Kogaku Kk Sliding thin film resistance for measuring instruments
DE2409312C3 (de) * 1974-02-27 1981-01-08 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Halbleiteranordnung mit einer auf der Halbleiteroberfläche angeordneten Metallschicht und Verfahren zu ihrer Herstellung
US4226932A (en) * 1979-07-05 1980-10-07 Gte Automatic Electric Laboratories Incorporated Titanium nitride as one layer of a multi-layered coating intended to be etched
DE2952161A1 (de) * 1979-12-22 1981-06-25 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Duennfilmschaltung
US4396900A (en) * 1982-03-08 1983-08-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Thin film microstrip circuits
JPS59167096A (ja) * 1983-03-11 1984-09-20 日本電気株式会社 回路基板
DE3416122A1 (de) * 1984-04-30 1985-10-31 Inovan-Stroebe GmbH & Co KG, 7534 Birkenfeld Verfahren zum herstellen eines kontaktwerkstoffes
DE3638342A1 (de) * 1986-11-10 1988-05-19 Siemens Ag Elektrisches bauelement aus keramik mit mehrlagenmetallisierung und verfahren zu seiner herstellung

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3162512A (en) * 1961-03-21 1964-12-22 Engelhard Ind Inc Immersion plating with noble metals and the product thereof
US3178270A (en) * 1962-05-15 1965-04-13 Bell Telephone Labor Inc Contact structure
US3290127A (en) * 1964-03-30 1966-12-06 Bell Telephone Labor Inc Barrier diode with metal contact and method of making
US3409809A (en) * 1966-04-06 1968-11-05 Irc Inc Semiconductor or write tri-layered metal contact
US3413711A (en) * 1966-09-07 1968-12-03 Western Electric Co Method of making palladium copper contact for soldering

Also Published As

Publication number Publication date
DE1690521C3 (de) 1974-03-28
GB1220184A (en) 1971-01-20
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IL28947A (en) 1971-01-28
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US3495959A (en) 1970-02-17
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CH489097A (de) 1970-04-15
AT277390B (de) 1969-12-29
NL149029B (nl) 1976-03-15
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ES349879A1 (es) 1969-04-16
NL6801209A (de) 1968-09-10

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