DE2123283A1

DE2123283A1 - Verfahren zum Abgleichen von Dünnschichtwiderständen und -kondensatoren

Info

Publication number: DE2123283A1
Application number: DE19712123283
Authority: DE
Inventors: Axel 8000 München Steigert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-05-11
Filing date: 1971-05-11
Publication date: 1972-11-23

Description

Verfahren zum Abgleichen von Dünnschichtwiderständen und -kondensatoren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abgleichen von iünnschichtwiderständen und -kondensatoren mit Hilfe eines gebündelten Laserstrahls.
nie Konfiguration eines DUnnschicht-Netzwerkes wird entsprechend den geforderten Bedingungen, wie Strombelastbarkeit, Flächenwiderstand, Widerstandswert und Substratgröße, ausgelegt. Dabei erhalten die Widerstände möglichst einfache geometrische Formen. Üblich sind Rechtecke und wander.
Werden an die Widerstandstoleranzen höhere Anforderungen gestellt, als sie mit den bekannten Abscheide- und Ätzverfahren zu erzielen sind, so müssen die Widerstände nachträglich abgeglichen werden. Die bekannten Abgleichverfahren arbeiten mit einer Abtragung von Widerstandsmaterial, d.h. der Widerstandswert wird vergrößert. Bei mäanderförmigen Widerständen geschieht dies z.B. durch Verlängerung der Mäandrierung und bei rechteckigen Widerständen durch Anbringen einer leichten Mäandrierung.
Dünnschichtkondensatoren bestehen im allgemeinen aus zwei flächenhaften Elektroden mit einer zwischenliegenden Dielektrikumsschicht. Zum Abgleichen des Kapazitätswertes werden Teile wenigstens einer der beiden Elektroden entfernt. Hierbei wird also der Kapazitätswert verkleinert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es unbefriedigend ist, die Widerstandswerte von Dünnschichtwiderständen nachträglich nur erhöhen und die Kapazitätswerte nachträglich nur erniedrigen zu können.
In einer älteren Anmeldung vmrde bereits vorgeschlagen, zum nachträglichen Verkleinern der Widerstandswerte von iü'nnschichtwiderständen niederohmiges Material mit Hilfe der Nail-Head-Thermokompression auf die Widerstandsschicht aufzutragen. Dieses Verfahren ist jedoch nicht geeignet zum Abgleichen von Dunnschichtkondensatoren, da bei diesem älteren Verfahren die empfindliche Dielektrikumsschicht zerstört würde.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Abgleichen von iünnschichtwiderständen und -kondensatoren anzugeben, das eine nachträgliche Erniedrigung der Widerstandswerte und eine Erhöhung der Kapazitätswerte erlaubt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Brennpunkt eines gebündelten Laserstrahls verschoben wird in eine Ebene oberhalb der Ebene der Schichtbauelemente und daß in den Brenn punkt eine Folie aus relativ niedrohmigem Material gebracht wird, so daß die Folie verdampft bzw. versprüht und sich auf der Oberfläche der Schichtbauelemente ablagert.
Damit ergeben sich die Vorteile, daß die Werte von Dünnschichtbauelementen in großen Grenzen verändert werden können, daß ganze Schaltkreise, die sonst wegen eines einzelnen nicht die Toleranzen einhaltenden Bauelementes verworfen werden müßten, wieder benutzt werden können, daß das Verfahren einfach und schnell durchzuführen ist, keine großen Investitionen benötigt und daß sich elektrisch und mechanisch einwandfreie Kontakte ergeben.
Vorteilhaft erfolgt der erfindungsgemäße Abgleich in luft; es ist jedoch auch möglich, bei besonderen Anlassen auch unter.Schutzgas oder im Vakuum zu arbeiten.
Als niederohmiges Material wird vorzugsweise Gold aufgetragen, da sich Gold mit den üblichen Schichtmaterialien ausgezeichnet verbindet, sehr niederohmig ist und praktisch nicht oxydiert.
Als Lasertyp eignet sich besonders ein YAG-Riesenimpulslaser.
Die Energie dieses Lasers ist so groß, daß auch relativ dicke und thermisch gut leitende Metallfolien verdampft werden können.
Während bei rechteckigen Widerstandskonfigurationen Teile der Widerstandsschicht durch dosiert aufgebrachtes niederohmiges Material überbrückt werden, werden bei mäandrierten Schichtwiderständen vorteilhaft einzelne Mäanderschleifen ganz oder teilweise überbrückt und kurzgeschlossen. Bei Kondensatoren wird mit Hilfe des aufgestäubten Materials die obere Kondensatorelektrode vergrößert. Wird zuviel niederohmiges Material aufgebracht, so kann es mit den üblichen Trimmverfahren wieder entfernt werden.
Anhand der Zeichnungen soll die Erfindung näher erläutert werden.
Die Figuren 1 und 2 zeigen in Seitenansicht bzw. Draufsicht ein herkömmliches Abgleichverfahren für Dünnschichtwiderstände unter Verwendung eines Laserstrahls. Auf einem isolierenden Substrat 1 ist ein rechteckiger D9nnschichtwiderstand 3 mit Anschlußkontakten 2 aufgebracht. Mit Hilfe eines ObJektivs 6 wird ein Laserstrahl 5 auf der zu bearbeitenden Widerstandsschicht 3 fokussiert. Durch eine entsprechende Bewegung des Laserstrahls relativ zu der Widerstandsschicht wird eine nichtleitende Nut 4 aus der Schicht 3 hereusge schnitten, wodurch sich der Wert des Widerstandes erhöht.
Wird die Nut 4 zu tief eingeschnitten, so wird der gesamte Widerstand unbrauchbar, so daß der ganze Schaltkreis verworfen werden muß. Selbstverständlich kann anstelle des fokussierten Laserstrahls auch ein Elektronenstrahl verwendet werden.
Die Piguren 3 und 4 zeigen das erfindungsgemäße Verfahren zum nachträglichen Erniedrigen des Widerstandswertes von Dünnschichtwiderständen. Der Brennpunkt des LaserstrahLs 5 ist nach oben verschoben. In den Brennpunkt des Laserstrahls 5 wird eine Folie aus einem niederohmigen Material, z.B.
eine 6/u starke Goldfolie, aufgebracht. Dabei verdampft bzw.
versprüht das Folienmaterial und lagert sich auf der Oberfläche der Widerstandsschicht 3 ab, wie es in Figur 4 dargestellt ist, wo ein Teil der isolierenden Trennut 4 mit Hilfe des niederohmigen Materials 8 überbrückt ist. Dabei kann in normaler luft gearbeitet werden. Es ist also im Gegensatz zu den bekannten Aufdampf- oder Aufstäubverfahren ein Vakuum nicht unbedingt nötig.
Selbstverständlich können nicht nur eingeschnittene Trennnuten wieder aufgefüllt werden. Es ist durchaus Jnöglich, auch Teile der hochohmigen Widerstandsschicht mit Hilfe von niederohmigem Material direkt zu überbrücken.
Figur 5 zeigt das erfindungsgemße Verfahren bei seiner Anwendung zum Abgleichen von Kondensatoren in Richtung zu höheren Kapazitätswerten. Man erkennt einen Dünnschichtkondensator, bestehend aus einer ersten Elektrode 10, liner Dielektrilrusschicht 11 und einer Deckelektrode 12. Zur Erhöhung der Kapazität wird in dem schraffiert gezeichneten Bereich 13 niederohmiges Material aufgebracht. Form und Größe der aufgestäubten Metallfläche richten sich dabei nach den jeweiligen Erfordernissen.
6 Patentansprüche 5 Figuren

Claims

Patenlansprüche 1. Verfahren zum Abgleichen von Dünnschichtwiderständen und -kondensatoren, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Brennpunkt eines gebündelten Laserstrahls (5) verschoben wird in eine Ebene oberhalb der Ebene der Schichtbauelemente (3,12) und daß in den Brennpunkt eine Folie (7) aus relativ niederohmigem Material gebracht wird, so daß die Folie (7) verdampft bzw. versprüht und sich auf der Oberfläche der Schichtbauelemente (3,12) ablagert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c Ii g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Abgleich in luft erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t-, daß der Abgleich in Schutzgas erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Abgleich in Vakuum erfolgt.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Goldfolie verwendet wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein YAG-Riesenimpulslaser verwendet wird.