DE2114289A1

DE2114289A1 - In schichtschaltungstechnik realisierter elektrischer kondensator

Info

Publication number: DE2114289A1
Application number: DE19712114289
Authority: DE
Inventors: Franz Altmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-03-24
Filing date: 1971-03-24
Publication date: 1973-05-24
Also published as: DE2114289C3; DE2114289B2

Description

In Schichtschaltungstechnik realisierter elektrischer Kondensator Die Erfindung betrifft einen in Schichtschaltungstechnik realisierten elektrischen Kondensator, bei dem eine elektrisch leitende Grundschicht auf einem isolierenden Substratkörper, auf der Grundschicht eine dielektrische Schicht und auf der dielektrischen Schicht eine leitende Deckschicht åufgebracht ist.
Da derartige Kondensatoren Bestandteile von elektrischen Schaltungen sind, die beispielsweise mit auf dem Substratkörper angeordnet sein können, besteht im Regelfalle die Notwendigkeit eines Kapazitätsabgleichs. Ein solcher Abgleich ist beispielsweise durch Abtragen der Deckelektrode des jeweiligen Kondensators durchführbar, wobei das Abtragen auf mechanischem Wege, mittels Elektronen-, Laserstrahlen oder Funkerosion erfolgen kann. Treten jedoch innerhalb einer auf einem Substratkörper aufgebauten Schaltung, die z.B. in Dunm- oder Diokschichttechnik ausgefUhrt ist, Schichtkondensatoren mit sehr lmterachiedlichen Kapazitätswerten auf, die in enger Toleranz. ausgeführt werden sollen, ergibt sich der Nachteil, daß ein Kapazitätsabgleich bei den kleinen Kondensatoren, die dementsprechend geringe äußere Abmessungen aufweisen, erheblich erschwert oder sogar ganz ausgeschlossen ist.
er Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Kondensator der eingangs genannten Art zu schaffen, der unabhängig von seinem Kapazitätswert und der GröBe seiner spezifischen Kapazität mit geringem Aufwand und problemlos in einer industriellen Massenfertigung in engen Toleranzen realisierbar ist.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Grundschicht in nebeneinander angeordnete, ungleich große, mit Anschlußelektroden versehene Flächenabschnitte unterteilt ist, daß sich die Flächenabschnitte in ihrer Ausdehnung mindestens im Verhältnis eins zu zwei voneinander unterscheiden und daß die Deckschicht jeweils zwei Flächenabschnitten der Grundschicht zugeordnet ist oder beim Vorhandensein mehrerer Flächenabschnitte derart in nebeneinander angeordnete Teilflächen'unterteilt ist, daß.
jede Teilfläche jeweils zwei Flächenabschnitten der Grundschicht zugeordnet ist.
Durch diese Maßnahmen wird der Kondensator in eine Reihenschaltung von wenigstens zwei Teilkondensatoren unterschiedlicher Kapazität aufgeteilt, wodurch eine Vergrößerung der Deckschicht, die jeweils zwei Teiikondensatoren gemein-8tm ist, erreicht wirde Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß durch die Vergrößerung des für den einen Teilkondensator wirksamen Teils der Deckschicht in Kapazitätsabgleich durch Abtragen erheblich erleichtert und somit die Realisierung eines Kondensators innerhalb enger Toleranzen gewährleistet ist. Insbesondere ist vorteilhaft, daß innerhalb eines Schaltkreises genau abgleichbare Kondensatoren mit extrem auseinanderliegenden Kapazitätawerten anfertigbar sind, ohne für die Kondensatoren mit kleinen Kapazitätswerten eine gesonderte Struktur, Technologie oder ein anderes Dielektrikum, was einer Veränderung der spezifischen Kapazität entspricht, zur Anwendung kommen muß. Ferner ist durch die Vergrdßerung der Deckschicht der weitere Vorteil gegeben, daß vollkommene Freizügigkeit in der Wahl des Abtrageverfahrens besteht. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da sich, die verschiedeneg Abtrageverfahren, beispielsweise mechanische oder solche, die mit Elektronen- oder Laserstrahlen arbeiten oder auf Funkerosion beruhen, sowohl im erforderlichen --nufwand als auch in der Präzision des Abtragens voneinander unterscheiden,- Der gewünschte genaue Abgleich ist dann bei einem relativ groben und dementsprechend weniger aufwendigen Abtrageverfahren wieder dadurch erzielbar, daß die Flächenabschnitte der Grundschicht derart ausgebildet werden, daß sie in ihrer Ausdehnung in einem größeren Verhältnis als eins zu zwei zueinander stehen, wobei die gemeinsame Deckschicht in ihrer Ausdehnung. entsprechend vergrößert wird..
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels na"her erläutert ohne jedoch auf dieses Ausführungsbeispiel und die daraus ersichtliche Technologie beschränkt zu sein.
Im einzelnen zeigt Fig. 1 einen in Dünnechichttechnik realisierten Kondensator nach der Erfindung in Aufsicht und Fig. 2 einen Schnitt durch den in Fig 1 dargestellten Kondensator gemäß der Linie A-A in Fig. 1 In den Figuren ist auf einem isolierenden Substratkörper 1 ein in DUnnschichttechnik realisierter aus einer in ungleich große Flächenabschnitte 4, 5 unterteilten, elektrisch leitenden Grundschicht, beispielsweise aus Aluminium, einer dielektrischen Schicht, beispielsweise aus Siliziur.-monoxid und einer elektrisch leitenden, beispielsweise aus Aluminium bestehenden Deckschicht 7 gebildeter Kondensator aufgebaut. Die Flächenabschnitte 4, 5 der elektrisch leitenden Grundschicht des Kondensators ruhen dabei auf dem Substratkörper 1, sind nebeneinander angeordnet, mit Anschlußelektroden 2, 3 versehen, die beispielsweise aus Gold bestehen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, unterscheiden sich die Flächenabschnitte 4, 5 der Grundelektrode in ihrer Ausdehnung mindestensim Verhältnis eins zu zwei voneinander. Auf der unterteilten Grundschicht ist ferner die dielektrische Schicht 6 und darauf die leitende Deckschicht 7 aufgebracht. Die Deckschicht 7 ist dabei den beiden Flächenabschnitten 4, 5 der Grundschicht derart zugeordnet, daß sie diese Flächenabschnitt 4, 5 teilweise überdeckt. Die Anschlußelektroden 2, 3 des Kondensators sind an einem Teil -des Randes der Flächenabschnitte.4, 5 der Grundschicht unterlegt, wodurch eine sichere elektrische Kontaktierung zwischen den Anschlußelektroden 2, 3 und den Flächenabschnitten 4, 5 gewährleistet ist. Außerdem sind zwischen den Anschlußelektroden 2, 3 und dem Substratkörper 1 Haftschichten 8, 9, beispielsweise aus Chrom-Nickel angeordnet,-die für eine sichere Haftung der Anschlußelektr,oden 2, 3 sorgen.
Durch diese Ausgestaltung des Kondensators entsteht eine Reihenschaltung von zwei Teilkondensatoren Ca Ob unterschiedlicher Kapazität, wobei die Deckschicht 7 als gemeinsame Deckelektrode der Teilkondensatoren Ca Ub dient. Der Kapazitätswert dieser Teilkondensatoren Ca, Cb ergibtisich, wenn man von Streukapazitäten absieht, aus den Flächen auf denen die Ylächenabschnitte 4, 5 der Grundschicht åevils von der gemeinsamen, kapazitätsbestimmten Deckschicht 7 überdeckt werden. Begrenzungen dieser Flächen sind in Xig: > durch Pfeile 10 angedeutet.
Durch die Aufteilung des Kondensators in eine Reihenschaltung von zwei Teilkondensatoren Ca Cb, , die eine als gemeinsame Deckelektrode wirkende Deckschicht 7 aufweisen, wird die Deckschicht 7 im Vergleich zu einem einfachen Schichtkondensator gleicher Kapazität erheblich vergrößert und somit die Abgleichbarkeit des Kondensators durch Abtragen der Deckschicht, beispielsweise durch die bereits erwähnten Abtrageverfahren, in großem Umfang verbessert.
Dazu kommt noch, daß vollkommene Freizügigkeit in der Wahl des Abtrageverfahrens besteht. Insbesondere ist der Vorteil gegeben, daß bei einer starken Vergrößerung der Deckschicht 7 im Bereich des Teilkondensators Ca gröbere, dafür aber auch weniger aufwendige und problemlosere Abtrageverfahren zum genauen Kapazitätsabgleich des Kondensators anwendbar sind. Somit ist durch die Erfindung gewährleistet, daß innerhalb eines Schaltkreises genau abgleichbare Kondensatoren auch bei weit auseinanderliegenden Kapazitätswerten realisierbar sind, wobei zusätzlich die Vorteile gegeben sind, daß für die Kondensatoren mit kleinen Kapazitätswerten keine besonderen Strukturen, keine anderen Technologien und keine anderen Dielektrikas erforderlich sind.
3 Patentansprüche 2 Figuren

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. In Schiehtschaltungstechnik realisierter elektrischer Kondensator, bei dem eine elektrisch leitende Grundschicht auf einem isolierenden Substratkörper, auf der Grndschicht eine dielektrische Schicht und auf der dielektrischen Schicht eine leitende Deckschicht aufgebracht ist, d- a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Grundschicht in nebeneinander angeordnete, ungleich große, mit Anschlußelektroden versehene Flächenabschnitte unterteilt ist, daß sich die Flächenab schnitte in ihrer Ausdehnung mindestens im Verhältnis eins zu zvzei voneinander unterscheiden und daß die Deckschicht jeweils zwei Flächenabsohnitten der-Grundschicht zugeordnet ist oder beim Vorhandensein mehrerer Flächenabschnitte derart in nebeneinander angeordnete Teilflächen unterteilt ist, daß jede Teilfläche jeweils zwei Flächenabschnitten der Grundschicht zugeordnet ist.
2. In Schichtschaltungstechnik realisierter elektrischer Kondensator nach Anspruch 1 d a d-u r c h g e -k e n.n z e ich n t , daß die Anschlußelektroden an einem Teil des Randes der äußersten Flächenabschnitte der Grundschicht unterlegt sind.
3. In Schichtschaltungstechni realisierter elektrischer Kondensator nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k q n n z e i c h n: e t , daß zwischen den Anschlußelektroden und dem Substratkörper Haftschichten angeordnet sind.