DE2041872C3 - Verfahren zum Abgleich vorzugsweise in Dünnschichttechnik hergestellter Widerstandsnetzwerke - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abgleich vorzugsweise in Dünnschichttechnik hergestellter Widerstandsnetzwerke durch programmierte Abtragung von Teilen der Widerstandsschicht.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DT-AS 12 92 418 bekannt

Bei bekannten Verfahren zum programmierten Abgleich von in Dünnschichttechnik hergestellten Widerstandsnetzwerken werden beispielsweise mittels eines Elektronenstrahls Teile der homogenen Widerstandsschicht herausgetrennt, bis eine an zwei Kontaktpunkten anliegende Meßvorrichtung das Erreichen des programmierten Widerstandswertes signalisiert und den Elektronenstrahl abschaltet. Dieses Verfahren ist geeignet, Präzisionswiderstandsnetzwerke mit sehr hoher Genauigkeit abzugleichen. Es können jedoch nur solche Widerstandsnetzwerke aus diskreten Widerständen abgeglichen werden, die durch einen Graphen mit baumartigem Charakter repräsentiert werden oder solche, deren sämtliche Widerstände in eine einzige, entsprechend kontaktierte Widerstandsfläche integriert sind. Die letztgenannte Ausführung ermöglicht nur einen Abgleich der Dämpfungs- und Wellenleiter-Parameter, nicht aber der einzelnen Widerstände an sich; sie ist also auf Dämpfungsvierpole beschränkt Widerstandsnetzwerke, die eine Widerstandsmasche aus drei oder mehr diskreten Widerständen aufweisen, können nach diesen Verfahren nicht abgeglichen werden. Ein Notbehelf besteht darin, die Widerstandsmasche aufzutrennen, was jedoch zu einer Erhöhung der Anzahl der Anschlußkontakte führt und daher nicht in jedem Fall durchführbar ist. Die Ursache für diese Beschränkung ist folgende: Bei einer Masche von η (η δ; 3) Einzelwiderständen ivi.. .ivn liegt anfangs parallel zu dem beispielsweise zuerst abgeglichenen Einzelwiderstand wi die Reihenschaltung der η - 1 unabgeglichenen Einzel widerstände m...wn. die ihrem Werte nach nicht bekannt sind. Es läßt sich somit auch kein berechenbarer Wert programmieren, auf den der Abgleich von m zu erfolgen hätte.

Weiter ist es bekannt, jeweils nur einen Widerstand eines Widerstandsnetzwerkes iterativ oder pulsierend abzugleichen. Dadurch schränkt man Ungerauigkeiten ein, die aus irreversiblen Änderungen der entscheidenden Schichteigenschaften bei der Hitzeeinwirkung des Abgleichverfahrens entstehen. Man könnte damit also sehr genaue Werte des resultierenden Widerstandes einer Masche erreichen, aber keine vermaschten Netzwerke, deren sämtliche Widerstände geringste Abweichungen vom Sollwert aufweisea

Schließlich ist es bekannt, unvermaschte T-Schaltungen von Widerständen in unsymmetrischer topologischer Anordnung der Widerstandsschicht abzugleichea Zu solchen T-Schaltungen lassen sich zwar nach den bekannten Vierpol-Transformationsformeln entsprechende ji-Schaltungen berechnen, aber für bestimmte Fälle, wie kleinen Serienwiderstand des Netzwerkes oder Aufteilung großer Dämpfungswerte in sogenannte Kettenleiter läßt es sich nicht vermeiden, ausdrücklich vermaschte π -Schaltungen abzugleichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Abgleich vorzugsweise in Dünnschichttechnik hergestellter Widerstandsnetzwerke durch programmierte Abtragung von Teilen der Widerstandsschicht ohne Auftrennung von Maschen der Widerstandsnetzwerke anzugeben.

Diese Aufgabe wird gelöst indem die vermaschten, in symmetrischer bzw. asymmetrischer π-Schaltung vor liegenden Einzelwiderstände iterativ, mehrfach nachein ander nach Art der zyklischen Vertauschung auf durch ein Programm vorgegebene, von Iterationsschritt zu Iterationsschritt zunehmende Werte des resultierenden Widerstandes zwischen den Maschenanschlußpunkten abgeglichen werden.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn Einzelwiderstände in symmetrischer Anordnung gleichzeitig abgeglichen werden.

Schließlich ist es zweckmäßig, wenn vor dem ersten Abgleichschritt eine Messung der Werte des resultierenden Widerstandes zwischen den Maschenanschlußpunkten durchgeführt wird und danach eine Entscheidung zwischen mehreren Programmen oder mehreren Anfangspunkten eines Programms erfolgt

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, Netzwerke mit Widerstandsmaschen in beliebiger Genauigkeit abzugleichen.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine Dreieckschaltung, deren Abgleich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren im einzelnen beschrieben wird, sowie die dazu notwendigen Definitionen.

Auf einem Substrat soll eine Dreieckschaltung der drei Einzelwiderstände wa, ws und m abgeglichen werden. Im Endzustand sollen dann an den drei Maschenanschlußpunkten 1, 2 und 3 die Widerstandswerte

W₁₂ =

W₄ W₅ + W„

ι

W₄ + W„

«31 =

— Γ

>v₄

erreicht sein. Die entsprechenden Wirlerstandswerte im unbearbeiteten Zustand seien ίο, uo und vo. Der Abgleich erfolgt nun nach dem folgenden Schema:

Abgleich von w\2	auf ίι
W23	Ul
ws\	Vl
W\2	b
TV23	ID
Wi\	V2
W12	ti
W23	Ui
Wl\	Vi

wobei die Werte t:, w und v/ folgenden Bedingungen genügen:

ίο min < η < ö < ... < ti < ... uo min < m < ui < ... < ui < ... vo min < vi < vi < ... < vi < ...

und tomin, uo min und vo min die bei der Gesamtheit der zu bearbeitenden Substrate zu erwartenden Minimalwerte von to, uo und vo sind.

Damit unter diesen Bedingungen keine Programmschritte umsonst abgefahren werden, wenn im Einzelfall ίο, uo und vo größer als ii, ui und vi eines bestimmten Programms sind, ist es zweckmäßig, jene Werte vor dem ersten Abgleichschritt zu messen und manuell oder automatisch entweder ein anderes Programm auszuwählen, dessen ft, in und η größer sind oder aber andere Anfangspunkte ti, w und v·, die dieser Bedingung genügen, im gleichen Programm auszuwählen.

Die erste wirkliche Bearbeitung erfolgt naturgemäß erst dann, wenn erstmalig ύ > to bzv. w > uo usw. ist. Die Werte von ti, w und v> werden zweckmäßigerweise so gestaffelt, daß, nachdem die Bearbeitung erstmalig eingesetzt hat, durch jeden weiteren Iterationsschritt eine weitere Bearbeitung erfolgt, daß also gilt:

f, > H_12l„, USW.

Modifizierungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind dadurch möglich, daß nicht jeder Einzelwiderstand in jedem Iterationszyklus bearbeitet werden muß. Desgleichen können durch Ausnutzung geometrischer Gegebenheiten, wie symmetrische Anordnung, Iterationsschritte eingespart werden.

Nach diesem Verfahren können Dämpfungsglieder in symmetrischer bzw. asymmetrischer jr-Schaltung auf Dünnschichtschaltkreisen mit beliebiger, nur durch das Abgleichgerät begrenzter Genauigkeit hergestellt werden. Weitere Anwendungsfälle sind Dünnschichthybridschaltkreise, wie Flip-Flops, welche Widerstandsmaschen enthalten.

Denkbar, wenn auch nicht so vorteilhaft, ist auch die Anwendung dieses Verfahrens auf Widerstandsnetzwerke in Dickschichttechnik oder aus zusammengebauten diskreten Schichtwiderständen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abgleich vorzugsweise in Dünnschichttechnik hergestellter Widerstandsnetzwerke durch programmierte Abtragung von Teilen der Widerstandsschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die vermaschten, in symmetrischer bzw. asymmetrischer jr-Schaltung vorliegenden Einzelwiderstände (w; ws; m) iterativ, mehrfach nacheinander nach Art der zyklischen Vertauschung auf durch ein Programm vorgegebene, von Iterationsschritt zu Iterationsschritt zunehmende Werte des resultierenden Widerstandes zwischen den Maschenanschlußpunkten (1; 2; 3} abgeglichen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einzelwiderstände (ws; Wb) in symmetrischer Anordnung gleichzeitig abgeglichen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem ersten Abgleichschritt eine Messung der Werte des resultierenden Widerstandes zwischen den Maschenanschlußpunkten (1; 2; 3) durchgeführt wird und danach eine Entscheidung zwischen mehreren Programmen oder mehreren Anfangspunkten eines Programms erfolgt.