DE2257287A1 - Verfahren zur herstellung von integrierten speicherelementen und dabei erhaltene speicherebene - Google Patents

Description

173, Bd. Haussmann
Paris 8e/Frankreich

Unser Zeichen: T 1299

Verfahren zur Herstellung von integrierten Speicherelementen

und dabei erhaltene Speicherebene

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung integrierter Magnetkreise; sie umfaßt auch die so erhaltenen Schaltungen.

Insbesondere betrifft die Erfindung die Herstellung einer Ganzheit aus integrierten magnetischen Elementen mit einem Laminat aus dünnen Schichten aus ferromagnetischer Legierung oder "Permalloy", die voneinander durch Isolierschichten elektrisch isoliert sind. Diese dünnen Schichten werden im allgemeinen durch Elektrolyse auf einem sogenannten "Puffer"-Metall abgeschieden, das dann durch chemischen ' Angriff herausgelöst und in einer späteren Verfahrensstufe durch die Isolierschichten ersetzt wird.

Dr.Ha/Mk

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Eines bei der Durchführung dieser Herstellungsmethode auftretenden Probleme ist die Bildung von für die verschiedenen Leiter vorgesehenen Durchlässen, die meistens durch einen lokalisierten chemischen Angriff des Laminats erhalten v/erden. Es handelt sich dabei um einen delikaten Vorgang, da die verwendeten Reagenzien und die Reaktionsgeschwindigkeiten für das Puffer-Metall, beispielsv/eise Kupfer, und für das ferromagnetische Material verschieden sind.

Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Nachteile und betrifft ein neues Herstellungsverfahren integrierter Magnetkreise, wobei der Verfahrensablauf so ist, daß die Durchlässe vor Abscheidung des magnetischen Laminats geschaffen werden.

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung integrierter magnetischer Elemente, die ein Laminat aus ferromagnetisehen Schichten und elektrisch isolierendem Material aufweisen und mit Durchlässen für die Verbindungsleiter versehen sind; die Erfindung kennzeichnet sich im wesentlichen dadurch, daß vor der Bildung dieser Durchlässe die folgenden Verfahrensstufen durchgeführt werden:

Abscheidung einer lichtempfindlichen Harzschicht auf einem provisorischen Metallsubstrat; erste Belichtung dieses Harzes durch eine erste geeignete Maske und Freilegung erster Bereiche dieses Substrats; Abscheidung einer ersten Schicht aus einem durch ein chemisches Reagens leicht angreifbaren Metall und einer ferromagnetischen Schicht auf diesen ersten Zonen; zweite Belichtung des Harzes durch eine zweite Maske und Freilegung zweiter Zonen des Substrats, wo später die Durchlässe gebildet werden sollen; Abscheidung einer zweiten

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Schicht aus dem Metall auf diesen zweiten freigelegten Zonen; Abtrennung des Substrats des Elements, das aus den Schichten des Metalls und des ferromagnetisehen Materials besteht.

Der dann folgende Verfahrensablauf ist beispielsweise der gleiche wie er in der deutschen Patentanmeldung P 17 64 611.6 beschrieben ist.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Erläuterungen in Verbindung mit der Zeichnung besser verständlich.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine schematische Darstellung eines gewünschten magnetischen Elements und auf die "bei der Belichtung während der in der Zeichnung erläuterten verschiedenen Verfahrensstufen verwendeten Masken aus lichtempfindlichem Harz und

Fig. 2 bis 6 eine Darstellung der verschiedenen für die Erfindung charakteristischen Verfahrensstufen.

In der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Maske, die ein Gegenstück der Oberfläche einer Speicherebene darstellt. Diese umfaßt in Wirklichkeit sehr viele Elemente,' beispielsweise mit drei Durchlässen, ähnlich dem in der Figur nur dargestellten Element A; die benachbarten Elemente sind lediglich angedeutet. Das Element A besitzt

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drei Fenster 10, 11 und 12. Die das Element A von seinen Nachbarn trennenden Zwischenräume sind mit 13 und 14 bezeichnet.

Nach Fertigstellung der Speicherebene trägt sie überall ein nicht dargestelltes Netz von Leiteranschlüssen, bestehend aus Leiterfilmen, welche durch die Durchlässe durch die verschiedenen Elemente durch die Fenster 10, und 12 geführt sind. Diese Leiter dienen im Falle von Magnetspeichern zum Schreiben und Lesen der in den verschiedenen Elementen gespeicherten Informationen.

Eine erfindungsgemässe Folge von Verfahrensstufen ermöglicht die Festlegung dieser Fenster und Leiterdurchlässe vor Herstellung der Elemente selbst, was die Herstellung von Magnetspeichern dieser Art wesentlich vereinfacht.

Diese Folge von Verfahrensstufen ist in Fig. 2 bis 6 dargestellt, wobei jede dieser Figuren einer Stufe des erfindungsgemässen Verfahrens entspricht. Diese Stufenfolge fügt sich in die Herstellungsweise integrierter Speicher nach der eingang genannten deutschen Patentanmeldung ein, jedoch unter Ersatz einer gewissen Anzahl delikater und schwierig durchzuführender Verfahrensstufen und hört in einem Herstellungsstadium auf, von dem an dann der bekannte Verfahrensablauf stattfinden kann.

Die erste Stufe ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Ein provisorisches Metallsubstrat 1 aus geeignetem Material, z.B. rostfreiem Stahl, wird auf seiner ganzen Oberfläche mit einer ersten Schicht 2 aus lichtempfindlichem

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Harz, das nach der Belichtung entfernbar ist, bedeckt.

Die zweite Stufe ist schematisch in Fig. 3 dargestellt. Die Harzschicht ist dort durch eine Fig. 1 entsprechende Maske belichtet worden. Die Umrisse der Fenster 10, 1T, 12 und der Durchgänge 13 und 14 begrenzen die undurchsichtigen Zonen dieser Maske. Das Harz verbleibt somit in den in der Figur schraffiert dargestellten Bereichen.

Die dritte Stufe ist schematisch in Fig. 4 dargestellt. Auf dem ersten, während der vorhergehenden Stufe freigelegten Bereichen des Substrats 1 werden nacheinander eine erste Schicht 3 aus durch ein chemisches Reagens leicht angreifbarem.Metall, beispielsweise Kupfer, und eine Schicht 4 aus ferromagnetischem Material, beispielsweise Permalloy, abgeschieden.

Die vierte Stufe ist schematisch in Fig. 5 dargestellt. Eine zweite Belichtung der nach der zweiten Stufe verbliebenen Schicht 2 erfolgt durch eine zweite Maske mit etwa dem Muster der Maske von Fig. 1, die komplementär zu der ersten Maske ist. Die Fenster 10, 11 und 12 stellen dieses Mal die undurchsichtigen Teile dar und die Teile 13 und 14 sind dieses Mal strahlungsdurchlässig. In der Praxis können die Fenster 10, 11, 12 wesentlich grosser sein als die der ersten Maske, so daß die fotografische Einstellung ohne grosse Genauigkeit erfolgen kann.

Es genügt, daß die in dieser Verfahrensstufe.verwendete zweite Maske die Fenster 10, 11, 12 verbirgt,·ohne auf die Durchgänge 13» 14 überzugreifen, was leicht zu erreichen ist. Das Harz wird dann auf Höhe der Durchgänge

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13 und 14 entfernt, wo dann das Substrat freigelegt ist. Die Maske verbleibt in den Fenstern 10, 11 und 12,

Die fünfte Stufe ist schematisch in Fig. 6 dargestellt. Eine zweite Kupferschicht 5 wird auf den zweiten freigelegten Bereichen des Substrats abgeschieden. Diese Schicht soll als Träger für Leiterbahnen dienen, die später während des Verfahrens abgeschieden werden, wie dies in der vorstehend angegebenen deutschen Patentanmeldung beschrieben ist.

Nach Durchführung dieser fünften Stufe ist das erfindungsgemässe Verfahren beendet. Die Stellen für die Leiterdurchlässe sind vorhanden. Sie wurden ohne chemischen Angriff mittels einer einzigen Harzaufbringung und mit einer Vorrichtung zur Belichtung dieses Harzes erhalten, die keiner hohen Präzision der Einstellung bedarf.

Das aus den Metallschichten und Schichten aus magnetischem Material bestehende Element ist nach Ablösung von dem Substrat 1 für die Anbringung der Leiteranschlüsse nach bekannten Verfahren bereit: Doppelseitige Abscheidung auf diesem Element einer Harzschicht, Einprägen in dieses Harz des Schemas der Leiteranschlüsse, Abscheidung leitender Filme, Entfernung des Kupfers und Auffüllen aller dadurch geschaffenen Hohlräume durch ein geschmeidiges isolierendes Harz. Man besitzt dann ein Laminat aus Schichten aus ferromagnetischem und isolierendem Material, das mit Durchlässen für die Anschlußleiter versehen ist.

Man kann natürlich auch, ohne den Rahmen der Erfindung zu

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verlassen, ein lichtempfindliches Harz verwenden, das nicht, wie in dem beschriebenen Beispiel, auf Höhe der belichteten Bereiche entfernt wird, sondern auf Höhe der nicht belichteten Bereiche.

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Claims (2)

1. Patentansprüche

   1/ Verfahren zur Herstellung eines integrierten magnetischen Elements mit einem Laminat aus Schichten aus ferromagnetischem und elektrisch isolierendem Material, das mit Durchlässen für die Leiteranschlüsse versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß vor Bildung der Durchlässe die folgenden Verfahrensstufen durchgeführt werden:

   Abscheidung einer Schicht aus lichtempfindlichen Harz auf einem provisorischen Metallsubstrat;

   erste Belichtung dieses Harzes durch eine erste Maske und Freilegung erster Bereiche dieses Substrats;

   Abscheidung auf diesen ersten Bereichen einer zweiten Schicht aus einem durch ein chemisches Reagens leicht angreifbaren Metall und einer Schicht aus ferromagnetischein Material;

   zweite Belichtung des Harzes durch eine zweite Maske und Freilegung zweiter Bereiche des Substrats, wo später die Durchlässe gebildet werden sollen; Abscheidung auf den zv/eiten freigelegten Bereichen einer zweiten Schicht aus dem Metall und

   Abtrennung des Substrats von dem aus den Schichten des Metalls und des ferromagnetisehen Materials aufgebauten Element.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Metall Kupfer verwendet wird.

   3- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Substrat ein rostfreier Stahl verwendet wird.

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   4, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als ferromagnetisches Material Permalloy verwendet wird.

   5· Nach dem Verfahren von Anspruch 1 erhaltenes integriertes magnetisches Element.

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