DE2346669C3

DE2346669C3 - Verfahren zur Herstellung einer integrierten Dünnfilmanordnung mit abgleichbaren Widerständen

Info

Publication number: DE2346669C3
Application number: DE19732346669
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr.Rer.Nat. 8031 Hochstadt Kraus; Manfred Dipl.-Phys. Krems; Roland Dipl.-Phys. Ressel; Werner Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-09-17
Filing date: 1973-09-17
Publication date: 1978-04-13
Also published as: DE2346669B2; DE2346669A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer integrierten Dünnfilmanordnung mit abgleichbaren Widerständen und mit einem Substrat, auf das unmittelbar eine Nickel-Chrom-Schicht aufgebracht ist, ss bei dem die Nickel Chrom-Schicht zumindest teilweise eine erste Titanschicht trägt, auf die Schichten aus Kupfer und Gold aufgebracht sind.

Ein derartiges Verfahren zeigt die GB-PS 12 48 142. Bei diesem Verfahren wird eine Nickelchrom-Schicht ι«, als Widerstandsschicht auf ein Substrat aufgebracht und auf dieser Widerstandsschicht weitere Schichten aus Chrom bzw. Titan und Kupfer sowie schließlich eine aus Gold bestehende Kontaktschicht erzeugt. Die als Kontaktschicht vorgesehene Goldschicht bedeckt dabei die Kupferzwischenschicht so vollständig, daß diese nicht für Kontaktzwteke ausgenutzt werden kann.

Ein Verfahren zur Herstellung von abgleichbaren Dünnfilmwiderständen ist auch aus der US-Patentschrift 33 11 546 bekannt. Bei diesem Verfahren werden auf ein nichtleitendes Substrat nacheinander Tantal- und Aluminiuroschichien abgeschieden, die durch Nickelchrom-Goldschichten kontaktiert werden. Der Wider· standsabgleich der Tantal-Aluminiumschichten erfolgt durch elektrolytisches Abätzen dieser Schichten. Wegen des Fehlens von Kupferschichten ist die Anwendung von Lötverfahren bei den erzeugten Dünnfilmwidersiänden nicht ohne weiteres möglich.

Schließlich ist aus der US-PS 37 00 445 ein Verfahren zur Herstellung geätzter Dünnfilm-Mikroschaltungen bekannt, bei dem durch Anwendung von Fotolackverfahren in mehreren Fertigungsschritten ein Widerstandsabgleich erfolgt.

Integrierte Dünnfilmanordnungen werden häufig in Hybrid-Technik ausgeführt, dabei werden aktive und passive Bauelemente, beispielsweise Transistoren, Dioden, Kondensatoren und ggf. auch Widerstände mit Hilfe der Kiroschweißtechnik oder Löttechnik mit den Le'tschichhin verbunden. Besondere Bedeutung haben derartige integrierte Dünnfilmscliaitungen in der Mikrowellentechnik erlangt. In der Mikrowellentechnik werden an die Hochfrequenzeigenschaften der Widerstände besondere Anforderungen gestellt, so daß diese im allgemeinen in den Schaltungen integriert und in Dünnfilmtechnik ausgeführt werden. Um die Langzeitstabilität dieser Widerstände zu erhöhen, ist bei verschiedenen Dünnfilmwiderstandsmaterialien ein Temperprozeß bei erhöhter Temperatur und oxidierender Atmosphäre notwendig.

Weitere, beispielsweise aus der DE-AS 17 90013 bekannte Dünnfilmanordnungen sind so aufgebaut, daß auf einem isolierenden Substrat Schichten aus Nickel, Chrom oder Titan als Haft- und Widerstandsschichten und entweder Kupfer oder Gold als Leitschichten aufgebracht worden sind. Zusätzliche Bauelemente werden bei der Verwendung von Kupfer als Leitschicht aufgelötet und bei der Verwendung von Gold als Leitschicht durch die Mikroschweißtechnik mit der Leitschicht verbunden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Leitschichten aus Gold nicht mit den allgemein üblichen Blei-Zinnloter gelötet werden können, da das in dem Biei-Zinnlot sich lösende Gold zu einer spröden intermetallischen Verbindung führt, die keine sichere Lötverbindung gewährleistet. Während bsi der Verwendung von Gold nach der Herstellung der Dünnfiimanordnung ein Temperprozeß an oxidierender Atmosphäre durchgeführt werden kann, ist dies bei der Verwendung von Kupfer als Material für die Leitschicht nicht möglich, da das Kupfer bei den zur Temperung notwendigen Temperaturen an Luft stark oxidiert.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, des eingangs genannte Ver/ahren dahingehend weiterzuentv* !ekeln, daß mit der Leitungsführung der integrierten Dünnfilmanordnungen aktive und passive Bauelemente wahlweise durch die Mikroschweißttchnik und die Löttechnik verbunden werden können und außerdem ein zur Stabilisierung der Widerstände notwendiger Temperprozeß an oxidierender Atmosphäre durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,

daß nach dem Aufbringen der Nickelchromschicht auf das Substrat der Widerstand der Nickelchromschicht gemessen wird.

daß auf die Nickelchromschicht eine erste Photolackschicht aufgebracht wird,

daß in der ersten f'hotolaekschicht durch Belichten, durch eine Maske und Entwickeln Öffnungen erzeugt werden und die erste l'hotolackschichi nur auf den Teilen der Nickclchroinschichi verbleibt, aus denen Widerstandsstrukturen erzeug! werden sollen.

daß die freigelegten Teile der Nickelchromscliicht abgeschätzt werden,

daß die Dünnfilmanordnung getempert wird, daß auf die teilweise mit einer Nickelchromscliicht bedeckte Obcrflächenscite der Dünnfilmanord niing nacheinander eine erste Titanschicht, eine Kupierschicht und eine /weite Titanschicht aufgebracht werden.

daL! die /weite Titanschicht mit einer /weilen Photolacksehicht liber/ogen wird, daß durch Belichten durch eine Maske und Entwickeln in der /weilen f'hotolackschicht fen sieranige Öffnungen ci/eugi weiden, liiircii die feile der darunterliegenden /weiten I itanschicht freigelegt werden, die sich liber den für Koniakte vorgesehenen flachen der Widerstandsstrukttir befinden.

daß durch Al/en in einer Losung aus Salzsäure. Ammonuimfluorid und Wasser in der /weiten Iitanschuli fensterartige Öffnungen erzeugt wer ilen, durch die Teile der darunterliegenden Kupferschicht freigelegt werden, daß in die Öffnungen auf die freigelegten Teile der Kupferschicht eine Goldschicht abgeschieden wird, dall die verbleibenen Teile der /weiten Photolackschicht abgelöst werden.

(.laß die bearbeitete Oberflächcnseiie der Diinnfilmanordnung mit einer dritten f'hololackschicht überzogen wird.

daß durch Belichten durch eine Maske und [Entwickeln in der neuaufgebrachien dritten Photolackschicht fenMerähnlichc Öffnungen er/eugl werden, die Sich über einem Teil der vorher abgeschiedenen Goldschicht befinden und sich weiterhin uber cncn äußeren Teil der benachbarten /weiten fitanschicht erstrecken, daß in einem anschließenden Ät/prozeß die durch die fensterartigen Öffnungen freigelegten Teile der /weilen Tnanschicht entfernt werden und dadurch Teile der darunterliegenden Kupferschicht freigelegt werden.

daß die freigelegten Teile der Kupferschicht verstärkt werden.

daß auf die verstärkten Teile der Kupierschicht eine Blei-Zir..;-Schicht aufgebracht wird, daß die verbliebenen Teile der dritten Photolackschicht entfernt werden.

daß die nicht von der Blei-Zinn- bzw. Goldschicht bedeckten Teile der ersten Titanschicht, der Kupferschichi und der zweiten Titanschicht abgeätzt werden und

daß der freiliegende Teil der Nickelchromschicht auf einen festgelegten Widerstandswert abgeglichen wird.

Der Vorteil dieses ersten erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die aktiven und die passiven Bauelemente wahlweise durch die Mikroschweißtechnik oder durch die Löttechnik aufgebracht werden können und dadurch insbesondere die Verwendung von durch Löten zu befestigende Kondensatorchips in einer Dünnfilmanordnung mit Leitschichten aus Gold ermöglicht wird und außerdem eine Temperung und damit Stabilisierung der in Dünnfilmtechnik ausgeführten Widerstände möglich ist.

Die Aufgabe kann erfindungsgemäß aber auch

dadurch gelost werden.

daß auf ein Substrat eine Niekelehromschicht aufgebracht wird.

daß der Widerstand der Nickelchromschichl gemessen wird.

daß auf die Nickelchromschichl nacheinander eine erste Titanschicht. eine Goklschicht und eine zweite T itanschicht aufgebracht werden, daß die zweite I itanschicht mit einer ersten Phololackschicht überzogen wird, daß die erste l'hololackschicht durch cmc Maske belichtet und anschließend entwickelt wird und dadurch fensleiähnliche Öffnungen erzeugt wer den. durch the Teile der darunterliegenden zweiten T itanschicht freigelegt werden.

diiö diiicii Ai/en in cinci Lösung ans Salzsäure. Ainmoniiimfluond und W,isser in der /weilen Tilanschicht fensterarlige Öffnungen er/eugl weiden, iliircli die Teile der darunterliegenden Goldschicht freigelegt werden, daß in die Öffnungen auf der freigelegten Goldschichl zusätzlich Gold abgeschieden wird, daß die verbliebenen Teile der ersten Photolack schicht abgelöst werden.

dh.'-die bearbeitete Oberflächenseite der Dünnfilmanordnung mil einer zweiten Phololackschicht überzogen wird.

daß durch Belichten durch eine Maske und Entwickeln die zweite Photolackschicht bis aiii einen Bereich abgelöst wird, der die durch die zusätzliche Abscheidung verstärkten Teile dei Goklschicht und das Oberflächengebiet /wischer diesen Teilen umfaßt.

daß nacheinander die freigelegten Teile dei zweiten Titanschicht. der Goldschicht, der Titan schicht und der Niekelehromschicht abgeätzi werden.

daß die verbliebenen Teile der Photolackschichi abgelöst werden.

daß die an der Oberfläche zwischen den verstärk ten Teilen der Goldschicht befindlichen Teile dei zweiten Titanschicht der Goldschicht und der ersten Titanschicht abgeät/t werden, daß der freiliegende Widerstandsteil der Nickel chromschicht auf einen festgelegten Widerstands wert abgeglichen wird.

daß die Dünnfümanordnungen getempert werden, daß auf die behandelte Oberflächenseile dei Dünnfilmanordnungen nacheinander eine dritte Titansthicht, eine Kupferschicht und eine viert« Titanschicht aufgebracht werden, daß die vierte Titanschicht mit einer dritter Photolackschicht überzogen wird, daß durch Belichten durch eine Maske unc Entwickeln in der neuaufgebrachten dritten Photo lackschicht fensterartige Öffnungen erzeugt wer den. die sich über einem Teil des vorher zusätzlich abgeschiedenen Goldes befinden, das durch die dritte Titanschicht, die Kupferschicht und die vierte Titanschicht bedeckt ist und
daß die öffnungen sich weiterhin über einer anschließenden äußeren Teil der vierten Titanschicht erstrecken.

daß in einem anschließenden Ätzprozeß die durch die fensterartigen Öffnungen freigelegten Teile dei

vierten I iUnsihiihl entfernt werden iinil dadurch Teile· der it.irtnili.-r liegenden Kupfcrschichl freigelegt werden.

d;il! durch Abscheidung von Kupier und die freigelegten I eile die Kiipferschichi verstärkt wird, daß iitlf das vorher abgeschiedene Kupfer eine Hlei /inn-Schii hl abgeschieden wird,
(ill! die restlichen 'teile der dritten l'hololack schicht abgelöst werden und

daß die nicht von der lilei/innSchichl bedeckten 'teile der vierten Titansehicht, der Kupferschicht und der drillen Titanschicht abgcätzl werden

Dieses /weile erfindungsgemiiße Verführen weisl neben ilen Vorteilen des ersten erfindiingsgemiißen Verfiihrens noch den Vorteil ;iuf. dall der Abgleich der Dünnschichtwiderstiinde vor dem Tempern vorgcnoin men wird, so daß die beim Abgleich freigeleglen 'teile des Dunnschichlwidersliindes beim Tempern wieder mit einer schul/enden Oxidschicht überzogen werden können.

Bei einer \orlcilh;i[lcn Ausführungsform der Verführen tiiieh der Frfindiing erfolgl die Temperung der Diinnfilmanordnungcn über eine /eil von 03 Stunden bei 3^r)() ( im l.ufi. Dadurch ergeben sich besondere Vorteile hinsichllich tier l.angzeitstabilität der Dünnfilniiinordnungen.

Weitere Vorteile hinsichllich einer Verringerung des Aufwandes bei tier Durchführung des /weilen erfindiingsgcmäUen Verfahrens ergeben sich dadurch, daß nach der Abscheidung von Gold /ur Verstärkung der GolHschicht der verbliebene l'hotolack erneut durch eine Maske belichtet und einwickelt wird. Voraussetzung dafür ist aber eine Durchführung tier vorangehenden Arbeitsgänge, insbesondere der (ioldabseheidung in einem schwach erleuchteten Raum, beispielsweise einem sogenannten Cielblichtraum.

Anhand von in der Zeichnung datgestellten Ausführungsbeispielen soll die Frfindung im folgenden noch naher erläutert werden.

Dabei zeigt

I i g. ! einen Ausschnitt aus einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Dünnfilmanordnung.

F i g. 2 einzelne Stufen bei der Herstellung einer Dunnfilmanorilnung nach dem ersten crfindungsgemä-(ten Verfahren und

Γ ig. 3 ein/eine Stufen bei der Herstellung einer Dünnfilmanordnung nach dem /weiten erfindungsgemäßen Verfahren.

Der in der F i g. I dargestellte Ausschnitt aus einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Dünnfilmanordnung besteht aus einzelnen mit Au bezeichneten und aus Gold bestehenden streifenförmigen Leitschichten, die an zwei Stellen unterbrochen sind. An der ersten Stelle ist in die Leitschicht ein mit NiCr bezeichneter und aus Nickelchrom bestehender streifenförmiger Dünnschichtwiderstand integriert, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammen mit den aus Gold bestehenden Leitschichten erzeugt wurde. An der zweiten Stelle ist zwischen die Leitschicht ein mit C bezeichneter Kondensatorchip eingefügt, der nach der Herstellung der Dünnfilmanordnung eingelötet wurde. Die Einlötung geschah mit PbSn-Lot auf die mit Cu bezeichneten auf den Gold-Leitschichten angeordneten Kupferflächen. Die Fig. 1 zeigt die vorteilhafte Verwendungsmöglichkeit für !ötbare Kondensatorchips, die etwa um den Faktor 50 billiger sind als gleichwertige Kondensatorchips mit Goldkontakten.

Die I ι g. 2 zeigt eine Diinnfilmanordnting einzelner llersielliingssiiifen. wobei tier Deutlichkeit halber die Dicken tier einzelnen Schichten gegenüber den Rreiien wesentlich vergrößert dargestellt sind.

Hei I ist ein Substrat I aus Glas dargestellt, auf das eine Nickelchromschicht 2 mit einer Dicke von etwa OJ μηι aufgebracht ist. Ms .Substratmaterialien können alternativ auch Saphir. Ouarz. Keramik. Halbleiter, wie beispielsweise Silizium oder Gallium-Arsenid oder Ferrite verwendet werden.

Die Nickelchromschichi dient als Widerstands- und Haftschicht und isi auch durch eine reine (hromschichl oder eine Schicht aus Titan oder Molybdän ersetzbar Das Aufbringen tier Nickelchromschicht geschieht üblicherweise durch Aufdampfen im Vakuum, für die bi zeichneten Widersiaridsmalcrialicn sind aber auch andere Herstellungsverfahren, wie beispielsweise Aufsprühen, bekannt und erprobt. Nach dem Aufbringen wird der Flüchenwiderstand der Nickclchromschieht beispielsweise mit der aus der Halblcitertcchnik bekannten Vierspitzenmeihode gemessen und der Meßwert gespeichert, wobei sich bei einer Dicke der Nickelchromschichi von OJ μηι ein Flächenwiderstand von elwa W U/cm'ergibt.

Hei Il ist erneut das Substrat mit der Nickclchromschieht dargestellt, auf tlas eine erste Phololackschichl 3 aus einem l'osiiivlack aufgebracht wurde. Durch [leuchten durch eine Maske und Entwickeln nach der bekannten Phololackschichl wurden in der Photolackschicht Öffnungen 4 erzeugt, durch die Teile der Nickclchromschieht freigelegt wurden und die erste Phololackschichl 3 nur auf den Teilen der Nickclchromschicht verblieben ist. ;;iif denen Widerstandsstrukturen erzeugt werden sollen. Anschließend wurde die Nickelchromschicht mit einem Gemisch aus Salzsäure. Glyzerin und Wasser, an den freigelegten Stellen abgeätzt, so daß sich der bei III gezeigte Aufbau ergab.

Mit 5 ist die erzeugte Nickelehrom-Widerstandsstruktur bezeichnet. Im Anschluß daran werden die Dünnfilmanordnungen bei einer Temperatur von 350° an l.ufi über eine Zeit von 0.5 Stunden getempert. Die Temperbedingungen hängen im wesentlichen von dem verwendeten Widerstandsmaterial und dessen Schichtdicke ab. Die Temperung dient einer oberflächlichen Oxydation des Widerslandsmaterials und damit einer Erhöhung der Langzeitstabilität der Widerstände.

Im Anschluß an die Temperung wurde auf die teilweise mit den Widerstandsstrukturen bedeckte Oberflächenseite der Dünnfilmanordnung nacheinander eine erste Titanschicht 6 mit einer Dicke von 0,03 μηι, eine Kupferschicht 7 mit einer Dicke von 0.3 μιη. eine zweite Titanschicht 8 mit einer Dicke von 0,05 μιη und eine zweite Photolackschichl 9 aufgebracht. Die sich ergebende Anordnung ist bei IV dargestellt.

Anschließend wurden durch Belichten durch eine Maske und Entwickeln in der zweiten Photolackschicht 9 fensterartige öffnungen 10 erzeugt, durch die Teile der darunterliegenden zweiten Titanschicht 8 freigelegt wurden. Die fensterartigen Öffnungen 10 sind über den zur Kontaktierung vorgesehenen Stellen der Widerstandsstrukturen 5 angeordnet. Durch Ätzen in einer Lösung aus Salzsäure, Ammoniumfluorid und Wasser wurden in der zweiten Titanschicht 8 fensterartige Öffnungen erzeugt, durch die Teile der darunterliegenden Kupferschicht 7 freigelegt worden sind und sich die bei V gezeigte Struktur ergab, in die Öffnungen auf die freigelegten Teile der Kupferschicht 7 wurde Anschließend auf galvanischem Wege eine Goldschicht 11 mit

einer Dicke von etwa 10 μιη abgeschieden. Nach der Ablösung der verbliebenen 'feile 9' der /weilen Phololaeksehichl 9 wurde die gesinnte bearbeitete Oberfliichenseile der Dünnfilmanortlniing mit einer dritten l.ackschicht 12 überzogen und es ergab sich die in Vl gezeigte Anordnung.

Durch das s„hon beschriebene Belichten und [Entwickeln wurden anschließend in der dritten l'hotolackschicht 12 fir-sterähnliehe öffnungen I 3 erzeugt, die sich über einen Teil der vorher abgeschiedenen Goldschieht Il befinden und sich weiterhin über einen alitieren Teil der benachbarten /weiten Titanschiclil 8 erstrecken, so dall sich die in VII gezeigte Struktur ergab. In einem anschließenden Ät/pro/eß mil dem schon erwähnten Äi/mitiel wurden die durch die fenslerariigen Öffnungen freigelegten Teile der /weiten Tilanschieht 8 entfernt und dadurch Teile der darunter liegenden Kupferschiehl 7 freigelegt. Aul galvanischem Wege wurden danach die freigelegten Teile der

K)

ilen /weilen Titnnschicht 28 freilegen.

Durch Äl/en in iler schon beim ersten Verfahren erwähnten Äl/Iösung wurden in tier /weilen Titan schicht 28 fenslerailige Öffnungen erzeugt, die durch Teile tier darunterliegenden Goldschichl 27 freigelegt worden sind. Nachtlem auf galvanischem Wege in die Öffnungen auf tier freigelegten Goldschieht 27 zusätzlich Gold 29 in einer Stärke von elwa ΙΟμηι abgeschieden wurde, ergab sich die in III ge/eigte Struktur. Anschließend wurden die verbliebenen Teile 23' tier ersten Phololackschiehl 23 mit einem handelsüblichen Lösungsmittel abgelöst. Werden tlie vorangehenden Hehaiullungsschrilte in einem schwach beleuchteten Kaum oder in einem sogenannten Gelblichtraum durchgeführt, dann kann durch Delichten tier verbliebenen Teile 23' tier ersten Photolackschicht durch eine weitere Maske und Fntwickeln ties gewünschten l.ackmiisters erzeugt werden. Fs kann aber auch wie in vorliegenden Fall auf eine mehrfache Ausnutzung tier

U piOrSCiiiCi"ii / «Hit CiVtC

verstärkt und anschließend auf die verstärkten Teile 7' tier Kupferschicht eine Blei-Zinn-Schicht 14 mit einer Dicke von etwa IO μπι aufgebracht, so daß sich die bei VIII gezeigte Struktur ergab.

Anschließend wurden die verbliebenen Teile 12' der 2S dritten Phololaeksehichl 12 entfernt und nacheinander die nicht von der Blei-Zinn-Schicht 14 bzw. der Goldschieht 11 bedeckten Teile der ersten Titanscliicht 6. der Kupferschicht 7 und der zweiten Titanschichi 8 abgeätzt. Die Ätzung des Kupfers erfolgt mittels einer handelsüblichen aminoniakalischen Ätzlösung. Ks ergibt sich die in IX gezeigte Dünnfilmanordnung mit einer mit Kontakten versehenen Nickclchrum-Widerstandsstruktur 5. die auf den festgelegten Widerstandswer! abgeglichen wurde.

Die Fig. 3 zeigt eine Düniifilmanordnung nach der Herstellung nach dem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren, wobei ebenso wie in der Fig. 2 die Filmdicken gegenüber den Filmbreiien stark vergrößert dargestellt sind. Die nach dem ersten erfindungsgemä- 4» Ben Verfahren hergestellten Dünnfilinwiderstände weisen an den Abgleicheinschnitten offene nicht oxydierte Stellen auf, die die Langzoitstabilität der Widerstandswerte etwas beeinträchtigen könnten. Im zweiten erfindungsgemäßen Verfahren wird deshalb der Abgleich der Widerstände vor der Temperung vorgenommen, so daß die Abgleicheinschnitte mit oxydiert werden. Es ergibt sich ein Verfahren mit einer gegenüber dem ersten vergrößerten Zahl an Verfahrensschritten. Der erste Verfahrensschritt entsprach dem des ersten Verfahrens und bestand darin, daß auf ein Substrat 1 eine Nickelchromschicht 2 mit einer Dicke von etwa 0,3 μπι aufgebracht wurde und daß der Widerstand der Nickelchromschicht gemessen wurde. Die Substratmaterialien und die Alternativen für die Nickelchromschicht entsprechen denen des ersten Verfahrens. Es ergab sich der bei I gezeigte Aufbau.

Anschließend wurde auf die Nickelchromschicht 2 nacheinander durch Aufdampfen eine erste Titanschicht

26 mit einer Dicke von etwa 0,03 μπι, eine Goldschieht

27 mit einer Dicke von etwa 03 μπι und eine zweite Titanschicht 28 mit einer Dicke von etwa 0,05 μπι aufgebracht und die zweite Titanschicht 28 mit einer ersten Photolackschicht 23 überzogen. Nach dem Belichten der ersten Photolackschicht 23 durch eine Maske und anschließendes Entwickeln ergab sich die bei II gezeigte Struktur, bei der in der Photolackschicht 23 fensterähnliche öffnungen 24 Teile der darunterliegen

VlJIl L IW el ιυμιιι zu CIMCII I ..IL RM. Mil III VVI / It IHCI «CltlCMI UMtI llillll UCIII

Ablösen der verbliebenen Teile tier ersten l.ackschichl die bearbeitete Oberllächenseite tier DünnfilmanortliHiiig mil einer /weilen l'hotolackschicht 30 überzogen werden, in tier anschließend durch Belichten durch eine Maske und Fniwickeln die /weite Photolackschichi bis aiii einen Bereich 30' abgelost wird, der die durch die zusätzliche Abscheidung verstärkten Teile 29 der Goldschicht 27 und das Oberflächengebiet zwischen diesen Teilen umfaßt. Fs ergab sich damit die V gezeigte Struktur.

Die bei Vl gezeigte Struktur ergab sich dadurch, daß nacheinander die vom Photolack 30 freigelegten Teile der zweiten Titanschicht 28, danach der Goldschicht 27, der Titanschicht 26 und zuletzt der Nickelchromschiehl abgeätzt worden sind. Die Ätzmittel entsprechen denen des ersten Verfahrens.

Nach dem Ablösen der verbliebenen Teile 30' der Photolackschi'.'ht 30 wurden die an der Oberfläche zwischen tlen verstärkten Teilen 29 der Goldschieht 27 befindlichen Teile der zweiten Titanschicht 28. der Goldschieht 27 und der ersten Titanschicht 26 abgeätzt. Während des Abätzens der etwa 0,3 μ η starken Goldschieht 27 wurde auf ein Abdecken der verstärkten Teile 29 verzichtet, da diese 10 μιη dick sind und deshalb nur unwesentlich angegriffen werden. Es ergab sich die bei VII gezeigte Struktur mit einem freiliegenden Widerstandsteil 5 der Nickelchromschicht 2, der auf einen festgelegten Widerstandswert abgeglichen wurde. Im Anschluß daran wurden die Dünnfilmanordnungen bei 35O°C über 0,5 Stunden an Luft getempert, so daß neben der Oberfläche des Widerslandes auch die Abfleicheinschnitte oxydiert sind.

Im Anschluß daran wurden auf die behandelte Oberflächenseite der Dünnfilmanordnungen nacheinander eine dritte Titanschicht 31 mit einer Dicke von etwa 0,1 μπι, eine Kupferschicht 32 mit einer Dicke von etwa 03 μηι und eine vierte Titanschicht 33 mit einer Dicke von etwa 0,05 μιη aufgedampft. Nachdem die vierte Titanschicht 33 mit einer dritten Photolackschicht 34 überzogen wurde, ergab sich die bei VIII dargestellte Struktur.

Durch Belichten durch eine Maske und Entwickeln wurden in der neu aufgebrachten dritten Photolackschicht 34 fensterartige Öffnungen 37 erzeugt, die sich über einen Teil des vorher zusätzlich abgeschiedenen Goldes 29 befinden und sich über einen anschließenden äußeren Teil der vierten Titanschicht 33 erstrecken. Das zusätzlich abgeschiedene Gold ist dabei noch durch die

Il

drille Titanschiclil 11. die Kupferschicht 12 und die vierle Tilanschichl 11 bedeckt. In einem anschließenden Al/pio/el! wurden die durch die fensterartigen Öffnungen Vi freigelegten Feile der vierten Tilanschiclit Π mn Hilfe des schon erwijhnten Ät/mntels entfernt um! dadurch I eile der darunterliegenden Kupierschicht 12 freigelegt. Iλ ergab sich <.o die in IX gezeigte Struktur.

Die freigelegten feile der Kupferschicht 32 wurden durch galvanisch abgeschiedenes Kupfer 35 auf eine Dicke von etwa ΙΟμηι verstärkt und darauf galvanisch eine ebenfalls etwa ΙΟμηι dicke Wei-Zinn-Schicht 16 abgeschieden. Nach dem Ablosen der restlichen 1 eile 34

der dritten l'hoiolaekschichl ergab sich so die in '. dargestellte Struktur.

Abschließend wurden die nicht von der Hlei-Zinn-Schicht 3h bedeckten Feile der vierten Tilanschicht 33. der Kupferschicht 12 und der dritten Titanschichl 31 abgeat/t. so daß sich schließlich die in Xl dargestellte Struktur ergab.

Line meßteehnische Untersuchung der erzeugten Dunnfilmanorilnung ergab, daß sich diese besonders gut für integrierte Mikrowellensehaltiingcn eignen, da sowohl die Herstellung von Verbindungen durch Löten als auch durch Thermokompression möglich ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer integrierten Dünnfilmanordnung mit abgleichbaren Widerständen und mit einem Substrat, auf das unmittelbar eine Nickel-Chrom-Schicht aufgebracht ist, bei dem die Nickel-Chrom-Schicht zumindest teilweise eine erste Titanschicht trägt, auf die Schichten aus Kupfer und Gold aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet,

daß nach dem Aufbringen der Nickel-Chrom-Schicht (2) auf das Substrat (1) der Widerstand der Nickel-Chrom-Schicht gemessen wird, daß auf die Nickelchromschicht (2) eine erste Photolackschicht (3) aufgebracht wird, daß in der ersten Photolackschichl (3) durch Belichten, durch eine Maske und-Entwickeln öffnungen (4) erzeugt werden und die erste Photolackschicht (3) nur auf den Teilen der Nickelcbromschicht verbleibt, aus denen Widersiaadsstrukturen erzeugt werden sollen, daß die freigelegten Teile der Nickelschromschicht (2) abgeätzt werden, daß die Dünnfilmanordnung getempert wird, daß auf die teilweise mit einer Nickelchromschicht bedeckte Oberflächenseite der Dünnfilmanordnung nacheinander eine erste Titanschicht (6), eine Kupferschicht (7) und eine zweite Titanschicht \8) aufgebracht werden, daß die zweite Titanschicht (8) mit einer zweiten Photolackschicht (9) überzogen wird, daß durch Belichten durch eine Maske und Entwickeln in der zweiten Thotolackschicht (9) fensterartige Öffnungen (10) erzeugt werden, durch die Teile der darunter Agenden zweiten Titanschicht (8) freigelegt werden, die sich über den für Kontakte vorgesehenen Flächen der Widerstandsstruktur (5) befinden, daß durch Ätzen in einer Lösung aus Salzsäure. Ammoniumfluorid und Wasser in der zweiten Titanschicht (8) fensterartige Öffnungen erzeugt werden, durch die Teile der darunterliegenden Kupferschicht (7) freigelegt werden, daß in die öffnungen auf die freigelegten Teile der Kupferschicht (7) eine Goldschicht (It) abgeschieden wird.

daß die verbliebenen Teile (9') der zweiten Photolackschicht (9) abgelöst werden, daß die bearbeitete Oberflächenseitc der Dünnfilmanordnung mit einer dritten Photolackschicht (12) überzogen wird, daß durch Belichten durch eine Maske und Entwickeln in der neuaufgebrachten dritten Photolackschicht (12) fensterähnliche öffnungen (13) erzeugt werden, die sich über einem Teil der vorher abgeschiedenen Goldschicht (H) befinden und sich weiterhin über einen äußeren Teil der benachbarten zweiten Titanschicht (8) erstrecken,

daß in einem anschließenden Ätzprozeß die durch die fensterartigen öffnungen (13) freigelegten Teile der zweiten Titanschicht (8) entfernt werden und dadurch Teile der darunterliegenden Kupferschicht (7) fi eigelegt werden,

daß die freigelegten Teile der Kupferschichl (7) verstärkt werden,

daß auf die verstärkten Teile (7¹) der Kupferschicht eine Blei-Zjnn-Schicht (14) aufgebracht wird,

daß die verbliebenen Teile (12') der dritten Phoiolackschicht (12) entfernt werden, daß die nicht von der Blei-Zinn, (14) bzw. Goldschicht (11) bedeckten Teile der ersten Tilansehicht (6), der Kupferschicht (7) und der zweiten Titanschicht (8) abgeätzt werden und daß der freiliegende Teil (5) der Nickelrhromschicht (2) auf einen festgelegten Widerstandswert abgeglichen wird.

2. Verfahren zur Herstellung einer integrierten Dünnfilmanordnung mit abgleichbaren Widerständen und mit einem Substrat, auf das unmittelbar eine Nickel-Chrom-Schicht aufgebracht ist, bei dem die Nickel-Chrom-Schicht zumindest teilweise eine erste Titanschicht trägt, auf die Schichten aus Kupfer und Gold aufgebracht sind.dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufbringen der Nickel-Chrom-Schicht (2) auf das Substrat (I) der Widerstand der Nickcl-Chrom-Schicht gemessen wird, daß auf die Nickelchromschicht (2) nacheinander eine erste Titanschicht (26). eine Goldschicht (27) und eine zweite Titanschicht (28) aufgebracht werden,

daß die zweite Titanschicht (28) mit einer ersten Phololackschi-ht (23) überzogen wird, daß die erste Phoiolackschicht (23) durch eine Maske belichtet und anschließend entwickelt wird und dadurch fensterähnlichc Öffnungen (24) erzeugt werden, durch die Teile der darunterliegenden zweiten Titanschicht (28) freigelegt werden,

daß durch Ätzen in einer Lösung aus Salzsäure, Ammoniumfluorid und Wasser in der zweiten Titanschichi (28) fensterartige Öffnungen erzeugt werden, durch die Teile der darunterliegenden Goldschicht (27) freigelegt werden, daß in die öffnungen auf der freigelegten Goldschicht (27) zusätzlich Goid (29) abgeschieden wird.

daß die verbliebenen Teile (23') der ersten Photolackschicht (23) abgelöst werden, daß die bearbeitete Oberflächenseite der Dünnfilmanordnung mit einer zweiten Photolackschicht (30) überzogen wird, daß durch Belichten durch eine Maske und Entwickeln die zweite Photolackschicht (30) bis auf einen Bereich (30') abgelöst wird, der die durch die zusätzliche Abscheidung verstärkten Teile (29) der Goldschicht (27) und das Oberflächengebiet zwischen diesen Teilen umfaßt.

daß nacheinander die freigelegten Teile der zweiten Titanschicht (28), der Goldschicht (27). der Titanschicht (26) und der Nickelchromschicht (2) abgeätzt werden, daß die verbliebenen Teile (30') der Photolackschicht (30) abgelöst werden, daß die an der Oberfläche zwischen den verstärkten Teilen (29) der Goldschicht (27) befindlichen Teile der zweiten Titanschicht (28), der Goldschicht (27) und der ersten Titanschicht (26) abgeätzt werden,

daß der freiliegende Widerstandsteil (5) der Nickelchromschicht (2) auf einen festgelegten Widerstandswe ^-t abgeglichen wird,

daß die Dünnfilmanordnungen getempert werden,

daß «uf die behandelte Oberflächenseite der Dünnfilmanordnungen nacheinander eine dritte Titanschicht (31), eine Kupferschicht (32) und eine vierte Titanschicht (33) aufgebracht werden,

daß die vierte Tiianschicht (33) mit einer dritten Photolackschicht (34) überzogen wird,
daß durch Belichten durch eine Maske und ι Entwickeln in der neuaufgebrachten dritten Photolackschicht (34) fensterartige Öffnungen (37) erzeugt werden, die sich über einem Teil des vorher zusätzlich abgeschiedenen Goldes (29) befinden, das durch die dritte Titanschicht i -. (31), die Kupferschicht (32) und die vierte Titanschicht (33) bedeckt ist und
daß die öffnungen sich weiterhin über einen anschließenden äußeren Teil der vierten Titanschicht (33) erstrecken,

daß in einem anschließenden Ätzprozeß die durch die fensterartigen Öffnungen (37) freigelegten Teile der vierten Titanscb-cht (Ϊ3) entfernt werden und dadurch Teile der darunterliegenden Kupferschicht (32) freigelegt wer- >* den,

daß durch Abscheidung von Kupfer (35) auf die freigelegten Teile der Kupferschicht (32) verstärkt wird,

daß auf das vorher abgeschiedene Kupfer (35) eine Blei-Zinn-Schicht (36) abgeschieden wird,
daß die restlichen Teile (34) der dritten Photolackschicht abgelöst werden und
daß die nicht von der Blei-Zinn-Schicht (36) bedeckten Teile der vierten Titanschicht (33). : der Kupferschicht (32) und der dritten Ti'.anschicht (31) abgeätzt werden.

3. Verfahren zur Herstellung einer Dünnfilmanordnung nach Ansprüchen I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Temperung der Dünnfilm- _V1 anordnungen über eine Zeit von 0,5 Stunden bei 35O°C an Luft erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß nach der Abscheidung von Gold zur Verstärkung der Goldschicht der verbliebene ^ Photolack erneut durch eine Maske belichtet und entwickelt wird.