DE3200983A1

DE3200983A1 - Elektrisches netzwerk

Info

Publication number: DE3200983A1
Application number: DE19823200983
Authority: DE
Inventors: Helmold Dipl.Phys. 8000 München Kausche
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-01-14
Filing date: 1982-01-14
Publication date: 1983-07-21

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München

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Elektrisches Netzwerk

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Netzwerk, das zumindest einen elektrischen Dünnfilmwiderstand enthält, und das aus metallischen Widerstandsschichten besteht, die auf einem Trägermaterial angeordnet sind.

Derartige Dünnfilmwiderstände, deren metallische Schichten beispielsweise aus NiCr, Ta~N, TaAl oder CrSi bestehen, können im Vergleich zu Dickschichtwiderständen nur für einen relativ kleinen Widerstandsbereich hergestellt werden. Hohe Widerstandswerte kann man im begrenzten Umfang nur durch Mäandrierung bzw. durch verschiedene Flächenwiderstände auf einem Trägermaterial erreichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektrisches Netzwerk der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem sowohl hochals auch niederohmige Widerstandswerte auf dem gleichen Trägermaterial angeordnet sind. .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf dem Trägermaterial eine erste Metallschicht aus CrSi angeordnet ist, daß auf dieser ersten Schicht zumindest teilweise eine zweite Schicht aus NiCr angeordnet ist, und daß auf der NiCr-Schicht an den Kontaktierungsstellen eine Cu-Schicht angeordnet ist.

Der Vorteil des elektrischen Netzwerkes nach der Erfindung besteht darin, daß an den Stellen, wo nur die erste Schicht aus CrSi zwischen Kontaktschichten angeordnet ist, ein hochohraiger Widerstand vorhanden ist

Sac 1 Gae / 12.01.1952

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(Flächenwiderstand von CrSi im kühn Bereich), und daß an den Stellen wo auf der CrSi-Schicht noch die zweite Schicht aus NiCr (Flächenwiderstand im 10 Ohm Bereich) ein niederohmiger 7/iderstand vorhanden ist. Damit erhält man ein elektrisches Netzwerk, das sowohl hoch- als auch niederohmige Widerstände enthält, wobei durch geeignete Mäandrierung im Vergleich zu bisherigen Dünnfilmnetzwerken ein um den Faktor 10 bis 100 größeres Widerstandsspektrum lückenlos erhalten werden kann. So können statt der bisher erreichbaren Widerstandswerte von 10 bis ungefähr 500 kOhm in Abhängigkeit von der zulässigen durch Ätzen herstellbaren minimalen Mäanderbreite, Flächenwiderstände von 1 bis 5 MOhm realisiert werden.

Gemäß vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung besteht das Trägermaterial aus einer thermoplastischen Kunststoffolie, wozu vorzugsweise Materialien wie PoIyimid, Polyolefine, Polysulfon, Polyester, Polyfluorethylenpropylen oder Polytetrafluorethylen angewendet werden.

Damit ergibt sich der Vorteil, daß die verschiedenen metallischen Schichten in einem Arbeitsgang auf die Folienbänder im Durchlauf aufgebracht werden können.

Sine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß das Trägermaterial aus Glas, glasierter oder unglasierter Keramik (z.B. Al₂O^) besteht, wobei als Widerstandsmaterial AlTa- oder Ta-Schichten dienen oder daß auf einer oxidierten Silicium-Oberfläche Widerstandsschichten (z.B.

NiCr) abgeschieden sind (z.B. SLIC-Bausteine).

Ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Netzwerkes besteht darin, daß auf einem Trägermaterial eine erste Schicht aus CrSi hergestellt wird,

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daß auf dieser ersten Schicht eine zweite Schicht aus NiCr erzeugt wird, daß auf der zweiten Schicht eine dritte Schicht aus Cu hergestellt wird, und daß die Dünnschicht -Widerstände durch, eine selektive Ätzung erzeugt werden.

Vorzugsweise erfolgt das Aufbringen der metallischen Schichten durch aufeinanderfolgendes ganzflächiges Aufdampfen oder durch Kathodenzerstäubung (Sputtern).

Es ist vorteilhaft, wenn die Cu-Schicht in einem galvanischen Bad verstärkt wird.

Vorzugsweise erfolgt die selektive Ätzung dadurch, daß die Cu-Ätzung in einem Bad durchgeführt wird, das

FeCl^ + H₂O oder Cu

+ NH₃ + NH₄Cl

enthält. Durch diese Ätzlösungen wird nur die Cu-Schicht angegriffen, wogegen die NiCr- und CrSi-Schicht nicht angegriffen v/erden. Für die Ätzung der NiCr-Schicht wird * vorzugsweise eine Badlösung angewandt, die HCl + Ethylen- ■ glykol + K₂S enthält. Diese Ätziösurig greift die Cu-Schicht und CrSi-Schicht nicht an. Für die Ätzung der CrSi-Schicht kann eine Badlösung verwendet werden, die HN0₃+HF enthält.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der dazugehörenden Zeichnung zeigen

Fig. 1 den schematischen Schichtaufbau vor der Herstellung des Netzwerkes

Fig.. 2 den schematischen Aufbau eines Netzwerkes mit zwei Widerständen.

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In der Fig. 1 ist ein schematischer Schichtaufbau dargestellt, bei dem auf einem Trägermaterial 1 eine erste

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Schicht 2 aus CrSi angeordnet ist. Auf der CrSi-Schicht 2 befindet sich eine NiCr-Schicht 3. Auf der NiCr-Schicht 3 befindet sich eine erste Cu-Schicht 4. Diese drei Schichten 2 bis 4 sind beispielsweise durch aufeinanderfolgendes ganzflächiges Aufdampfen oder Sputtern in einem Arbeitsgang auf ein vorzugsweise als Trägermaterial 1 dienendes Folienband 1 im Durchlaufverfahren aufgebracht. Auf der Cu-Schicht 4 (Flächenwiderstand im Ohm-Bereich) befindet sich eine weitere Cu-Schicht 5> die in einem galvanischen Bad hergestellt wurde und einen Flächenwiderstand im mOhm-Bereich besitzt.

Die Schichtstärke der einzelnen Schichten 2 bis 5 ist zur besseren Erkennbarkeit nicht maßstabgerecht dargestellt. In Wirklichkeit sind die Metallschichten 2 bis 5 im Vergleich zum Folienband 1 wesentlich dünner.

In der Fig. 2 ist ein elektrisches Netzwerk mit zwei Widerständen dargestellt, das durch selektive Ätzung des in der Fig. 1 dargestellten Zwischenproduktes erzeugt wurde. Die Konfiguration der einzelnen Widerstände wird dabei in bekannter Weise dadurch erzeugt, daß beispielsweise auf die oberste Schicht ein Photolack aufgetragen wird, dem das gewünschte Muster durch Belichtung eingeprägt wird. Nach dem ersten Ätzvorgang wird dieser Vorgang wiederholt, bis das fertige Netzwerk unter Verwendung der weiter oben angeführten Ätzlösungen hergestellt ist.

Aus der Fig. 2 ist zu entnehmen, daß auf dem als Trägermaterial dienendes Folienband 1 nur noch die CrSi-Schicht 2 durchgehend angeordnet ist. Die NiCr-Schicht ist in zwei Teilbereiche 3a und 3b aufgeteilt.' Die Cu-Schichten sind nur noch an den Stellen vorhanden, an denen elektrische Kontakte 5a bis 5c bzw. 4a bis 4c erforderlich sind.

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Somit ergibt sich bei dem in der Fig. 2 dargestellten Schichtaufbau, daß zwischen den Kontakten 5b und 5c nur die hochohmige CrSi-Schicht 2 wirksam ist, so daß zwischen diesen zwei Kontakten ein hochohmiger Widerstand besteht. Zwischen den beiden Kontakten 5a und 5b ist die CrSi-Schicht 2 und die NiCr-Schicht 3a parallel geschaltet. Da die NiCr-Schicht 3a wesentlich niederohiniger als die CrSi-Schicht 2 ist, ergibt sich somit ^! zwischen den Kontakten 5a und 5b ein niederohmiger Widerstand.

Neben den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen ist es auch möglich, auf beiden Seiten des Trägermaterials 1 die dargestellten metallischen Schichter anzubringen. Bei Durchtrennung der metallischen Schichten bis auf das Trägermaterial 1 ist es dann möglich, auch elektrische Kondensatoren dadurch zu erhalten, daß zwischen den auf beiden Seiten spiegelbildlich verbleibenden Metallschichten das Trägermaterial 1 als Dielektrikum dient. Bei dieser Ausführungsform erhält man RC-Netzwerke.

Weiterhin eignet sich der Gegenstand der Erfindung zur Erzeugung von Widerständen bei integrierten Schaltungen (IC). ·

7 Patentansprüche

2 Figuren COPY

Leerseite

ORIGINAL INSPECTED

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Claims

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Patentansorüche

Elektrisches Netzwerk, das zumindest einen elektrischer. Dünnfilmwiderstand enthält, und das aus metallischen Widerstandsschichten besteht, die auf einem Trägermaterial angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Trägermaterial (1) eine erste Metallschicht (2) aus CrSi angeordnet ist, daß auf dieser ersten Schicht zumindest teilweise eine zweite Schicht aus NiCr (3> 3a, 3b) angeordnet ist und daß auf der NiCr-Schicht (3, 3a, 3b) an den Kontaktierungsstellen eine Cu-Schicht (4, 5; 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c) angeordnet ist.
2. Elektrisches Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichne t, "daß das Trägermaterial (1) eine thermoplastische Kunststoffolie ist.
3. Elektrisches Netzwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennze ichnet, daß die Kunststoffolie (1) aus Polyimid, Polyolefinen, Polysulfon, Polyester, Polyfluorethy.lenpropylen oder Polytetrafluorethylen besteht.
4. Elektrisches Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial aus Glas, unglasierter oder glasierter Keramik oder einer oxidierten Siliciumoberflache besteht.
5. Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Netzwerkes nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e -

30- kennzeichnet, daß auf einem Trägermaterial (i) eine erste Schicht (2) aus CrSi hergestellt wird, daß auf dieser ersten Schicht (2) eine zweite Schicht (3) aus NiCr erzeugt wird, daß auf der zweiten Schicht (3) eine dritte

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Schicht (4) aus Cu hergestellt wird und daß die Dünnfilmwiderstände durch eine selektive Ätzung erzeugt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Cu-Schicht (4) in einem galvanischen Bad verstärkt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Cu-Ätzlö'sung

*eCl₃ + H₂O oder Cu (NH₃J₄Cl₂ + NH₃ + NH₄Cl + (NH₄) ₂C0_3> und als NiCr-Ätzlösung HCl + Ethylenglykol + K₂S und als CrSi-Ätzlösung HNO₃ + HF verwendet werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsschichten (2;3;3a,Jb;4,4a4b,4c) durch Aufdampfen oder Kathodenzerstäubung hergestellt werden.

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