DE3340563A1 - Zusammengefasste passive elektrische schaltungsbauteile und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents
Zusammengefasste passive elektrische schaltungsbauteile und verfahren zu ihrer herstellungInfo
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Description
DORNER Ä HUFNAGEL
PATENTANWÄLTE
TEL. O Οθ / 09 07 G-I
München, den 9. November 1983 /WtI. Anwaltsaktenz.·. 27 - Pat. 349
Raytheon Company, 141 Spring Street, Lexington, MA 02173,
Vereinigte Staaten von Amerika
Zusammengefaßte passive elektrische Schaltungsbauteile und
Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung betrifft allgemein integrierte Hochfrequenz
schaltungen und i« einzelnen zusammengefaßte pass,«, .1.1-trische
Schaltungsbauteüe b.w. die Herstellung solcher
Schaltungsbauteile.
PS ist allgemein begannt, daß in VerstHrkerscnaltungen Kombi-
n tionen as widerständen und Kondensatoren benatigt werden,
wenn ein verstärker, welcher Feldeffekttransistoren und Hoch-
«n abertragungsleitungen enthalt, in eine, Hochfreguen,-
ch betrieben werden SOl1, so müssen die Widerstünde un
Kondensatoren so bemessen werden, daß die Impedanz des Feld ef ekttransistors an diejenige der Übertragungsleitungen an-
so wird oft Siliziumnitrid als Dielektrikum eingesetzt. Nachdem
aber dieser Werkstoff eine verhältnismäßig niedrige Dielektrizitätskonstante von 7 hat, wurden Kondensatoren mit
Kapazitätswerten im Bereich von 30 bis 60 pf einen sehr grossen Teil der für die Schaltung zur Verfügung stehenden Fläche
einnehmen. Weiter würde ein Kondensator, welcher eine derart große Fläche einnimmt, in manchen Anwendungsfallen wegen
seiner verhältnismäßig großen Abmessungen im Vergleich zur Wellenlänge des zugeführten Hochfrequenzsignales den Eigenschaften
eines konzentrierten Schaltungsbauteils widersprechen. Aus diesem Grunde werden andere Werkstoffe mit höherer
Dielektrizitätskonstante verwendet, um das Verhältnis des Kapazitätswertes des Kondensators zur eingenommenen Fläche
zu erhöhen. Ein derartiges Material ist Tantaloxid. Um einen Kondensator mit Tantaloxid-Dielektrikum herzustellen, muß
man das Tantaloxid entweder ablagern oder aufwachsen lassen. Beim Ablagern eines Tantaloxidfilms bereitet die Einhaltung
einer Gleichförmigkeit des Films Schwierigkeiten. Läßt man das Tantaloxid aufwachsen, so ist das wesentliche Problem
die Erzeugung einer Tantalschicht (, aus welcher das Tantaloxid durch Aufwachsen entsteht,), ohne Oberflächendefekte.
Nachdem aber solche Oberflächendefekte im allgemeinen auftreten,
war dieses Verfahren im allgemeinen nicht zur Erzeugung von Kondensatoren mit Tantaloxid-Dielektrikum verwendbar.
Insbesondere sind diejenigen Bereiche einer Schaltung, in denen das Substrat bei vorherigen Verfahrensschritten
eine Metallisierung erfahren hat, besonders empfindlich bezüglich der Entstehung von Defekten in dem Tantalfilm. Das
Verhindern von Defekten ist sehr wichtig, da während des Wachsens eines Tantaloxidfilms das Vorhandensein eines Defektes
zu einem Kurzschluß zwischen der Tantalschicht und dem Substrat führen kann und hierdurch eine Beschädigung des
Substrates verursacht wird.
Durch die Erfindung sollen konzentrierte passive elektrische Schaltungsbauteile so ausgebildet und in solcher Weise
2 -
(D
hergestellt werden, daß Fehler der zuvor erwähnten Art vermieden werden und sich ein einfaches und vergleichsweise billiges
Herstellungsverfahren ergibt.
Diese Aufgabe wird durch die im anliegenden Anspruch 1 genannten Merkmale nach der Erfindung gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen, sowie ein Herstellungsverfahren sind Gegenstand der dem Anspruch 1 nachgeordneten
Ansprücher deren Inhalt hierdurch ausdrücklich zum
Bestandteil der Beschreibung gemacht wird, ohne an dieser Stelle den Wortlaut zu wiederholen.
Im einzelnen wird auf einem mit einem Kontakt versehenen Substrat ein Kondensator durch anodische Oxidation in der
Weise gebildet, daß zuerst über dem Substrat und dem Kontakt eine Isolierschicht gebildet wird. Der Kontakt stellt die
erste Platte des herzustellenden Kondensators dar. Die Isolierschicht ist vorgesehen, um das Substrat während eines
nachfolgenden Anodisierungs-Verfahrensschrittes zu schützen
und um den Widerstand des Substrates zu erhöhen. Eine Schicht eines Ventilmetalls, beispielsweise Tantal, wird auf der Isolationsschicht
abgelagert und dann wird eine Maskierungsschicht über der Tantalschicht aufgebracht. Die Maskierungsschicht wird mit einem Öffnungsmuster versehen, um einen Bereich
freizulegen, der auf den genannten Kontakt ausgerichtet ist. Der freigelegte Bereich der Tantalschicht wird
durch Anodisierung behandelt, so daß in diesem Bereich die Tantalschicht in eine Tantaloxidschicht übergeführt wird.
Jetzt wird die Maskierungsschicht entfernt und die Tantaloxidschicht wird durch Ätzung geformt, um den zu bildenden
Kondensator zu umgrenzen, wonach eine zweite Platte des Kondensators in Ausrichtung auf die von dem Kontakt gebildete
erste Platte erzeugt wird. Bei einer derartigen Anordnung schützt die Isolierschicht die Oberfläche des Substrates vor
Fehlern in der Tantalschicht, welche während der Anodisierung
i-
des Tantal einen Kurzschluß zum Substrat hin verursachen würden. Weiter kann die Isolationsschicht als Dielektrikumsschicht
für andere Arten von Kondensatoren dienen. Solche Kondensatoren können zusammen mit der Herstellung des durch
anodische Oxidation gebildeten Kondensators hergestellt werden. Erforderlichenfalls kann weiter die Isolationsschicht
auch zur Passivierung der Oberfläche dienen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung beschrieben. In den Zeichnungen stellen dar :
Fig. 1 eine Reihe von Querschnittsdarstellungen zur bis 6 Erläuterung der Herstellungsschritte bei der
Herstellung konzentrierter passiver elektrischer Bauteile der vorliegend angegebenen Art,
Fig. 7 eine Aufsicht auf die Anordnung nach Fig. 6,
Fig. 8 eine Aufsicht auf eine Einrichtung zum anodischen Wachsenlassen eines Dielektrikumsfilms
und
Fig. 8A einen Schnitt durch einen Teil der Einrichtung nach Fig. 8.
Zunächst sei auf Fig. 1 Bezug genommen. Ein Substrat 12, vorliegend
ein halbisolierendes Galliumarsenidsubstrat, weist ein Paar von Metallkontakten 14 und 16 auf. Die Metallkontakte
14 und 16 werden beim hier beschriebenen Ausführungsbeispiel von Schichten aus Gold, Germanium und Nickel gebildet,
welche auf dem Substrat 12 angeordnet und in herkömmlicher Weise geformt sind- Nach Bildung der Metallkontakte 14 und
wird eine Dielektrikumsschicht 18, vorliegend aus Siliziumnitrid (Si3N^) in einer Dicke von 500 nm durch Plasmabeschichtung
über der gesamten Oberfläche des Substrates 12 und den Metallkontakten 14 und 16 abgelagert. Die Siliziumnitrid-
schicht 18 bildet hier eine Dielektrikumsschicht in einer Weise, auf die nachfolgend im Zusammenhang mit der Erläuterung
der Fig. 6 und 7 eingegangen wird, um einen Kondensator herzustellen, welcher einen kleinen Kapazitätswert besitzt,
wie er etwa zur Impedanzanpassung zwischen den Feldeffekttransistoren benötigt wird. Zusätzlich ist die Dielektrikumsschicht 18 vorgesehen, um den Ausschuß bezüglich großer Kapazitätswerte
herabzusetzen, indem Randbereiche einer Ventilmetallschicht, die die Absätze 14' und 16' an den Metallkontakten
14 und 16 überbrücken kann, isoliert werden, so daß während der Anodisierung eines Teils der Ventilmetallschicht
Defekte in dieser Schicht, insbesondere solche, welche über den Absätzen 14' und 16' auftreten, nicht zu einem Kurzschluß
zwischen der Ventilmetallschicht und dem Substrat führen. Weiter kann die Dielektrikumsschicht 18 dazu dienen,
die Oberfläche des Substrates 12 im Bedarfsfall zu passivieren. Die Dielektrikumsschicht 18 wird in bestimmten Bereichen
entsprechend einem bestimmten Muster entfernt, wobei beispielsweise ein Freon-Plasmaätzverfahren zur Anwendung
kommt, um in der Dielektrikumsschicht öffnungen 19 und 19'
herzustellen. Die öffnung 19 befindet sich vorliegend in einem Bereich, der ausgerichtet über dem Metallkontakt 16 gelegen
ist, wobei in diesem Bereich ein Kondensator durch anodische Oxidation hergestellt werden soll. Die öffnung 19'
befindet sich in einem Bereich, in dem, wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist, ein Ventil-Filmwiderstand erzeugt werden
soll. Es genügt hier die Feststellung, daß die öffnungen 19 und 19' Fenster oder Durchbrüche darstellen, in denen ein
Ventilmetall, wie nachfolgend in Verbindung mit Fig. 2 ausgeführt wird, in elektrischer Verbindung mit dem Substrat 12
aufgebracht wird, um einen Widerstand zu bilden und weiter in Berührung mit dem Metallkontakt 16 aufgebracht wird, wobei
eine Fläche bestimmt ist, innerhalb der die anodische Oxidation des Ventilmetalls zur Bildung eines Dielektrikums eines
Kondensators führt.
Wie aus Fig. 2 zu ersehen, wird eine Schicht 20 aus einem
Ventilmetall, beispielsweise aus Tantal, in einer Dicke von beispielsweise 300 nm durch reaktives Sputtern auf der gesamten
Oberfläche des Substrates 12 abgelagert. Die Tantalschicht 20 wird durch reaktives Sputtern folgendermaßen erzeugt:
Ein Inertgas, vorliegend Argon, welches in einer Gasentladungskammer
vorhanden ist, um Tantalteilchen aus einer Tantal-Zerstäubungskathode herauszuschlagen und durch Sputtern
auf dem Substrat 12 abzulagern, wird in die Gasentladungskammer
(nicht dargestellt) eingelassen, welche das Substrat 12 und einen nicht dargestellten Tantalvorrat umschließt. Weiter
wird in die Gasentladungskammer Stickstoff (N2) entsprechend
einem Partialdruck von 1% eingeführt und während einer Gasentladung im Argon werden Tantalteilchen aus der Tantal-Zersteubungskathode
herausgelöst und auf dem Substrat 12 abgelagert. Gleichzeitig mit der Ablagerung der Tantalschicht
auf dem Substrat 12 wird auch Stickstoff (N2) abgelagert. Die
in dieser Weise gebildete Schicht 20 enthält also Tantal und Stickstoff in einer nicht stöchiometrischen Struktur. Die Tantalschicht
20 hat im vorliegenden Falle einen atomaren prozentualen Stickstoffgehalt von 20 (Ta:N?(20%)). Stickstoff
wird in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel hinzugefügt, um bestimmte elektrische Eigenschaften der passiven
Bauteile zu verstärken, worauf nachfolgend in Verbindung mit den Fig. 6 und 7 eingegangen wird. In dem Flächenbereich entsprechend
der Öffnung 19 (Fig. 1) steht die Tantalschicht in mechanischem und elektrischem Kontakt mit dem Metallkontaktbereich
16. Weiter wird, wie in Fig. 2 dargestellt, die Tantalschicht 20 auch durch die öffnung 19' hindurch längs
eines Bereiches 21 des Substrates 12 aufgebracht. Dieser Bereich 21 dient durch Erzeugung eines Dünnfilm-Tantalwiderstandes
entsprechend den nachfolgend im Zusammenhang mit den Fig. 5 und 6 gegebenen Erläuterungen.
Gemäß Fig. 3 wird über der gesamten Oberfläche des Sub-
BAD ORIGINAL
strates 12 sodann eine Photoresistschicht 22 abgelagert. Die Photoresistschicht 22 wird mit einem Öffnungsmuster versehen,
so daß sich an einem bestimmten Ort ein Durchbruch 22' ergibt, welcher hier auf den Metallkontakt 16 ausgerichtet ist
und welcher eine Fläche bestimmt, innerhalb der ein Kondensator mit Tantaloxid-Dielektrikum erzeugt werden soll. Die
Photoresistschicht 22 ist vorgesehen, um selektiv die Tantalschicht 20 anodisch oxidieren zu können, um eine Schicht aus
Tantaloxid auf eine Art und Weise herzustellen, welche in Verbindung mit den Fig. 4, 8 und 8A erläutert wird. Aus diesem
Grunde erstreckt sich, wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, die Photoresistschicht 22 über den Metallkontakt 14 hinweg
und über die Fläche der Tantalschicht 20 im Bereich 21, in welchem der Tantalfilmwiderstand entstehen soll.
Es sei nun auf die Fig. 4, 8 und 8A Bezug genommen. Eine Schicht 20' aus Tantaloxid (Τ32θ^) wird im Bereich des
Durchbruches 22' der Photoresistschicht 22 gebildet. Die Bildung der Tantaloxidschicht 20' geschieht folgendermaßen :
Das Substrat 12 ist auf einer Glasscheibe 60 gehaltert, auf der zuvor eine Tantalschicht 62 abgelagert worden ist. Teile
der Photoresistschicht 22 (Fig. 3) auf dem Substrat 12 werden entfernt, so daß darunterliegende Bereiche 20a, 20b der
Tantalschicht 20 freigelegt werden. Ein Silberanstrich 64
(eine Suspension von Silberpartikeln in einem Träger, welche im Handel erhältlich ist und von der Firma G.C.Electronics,
Division of Hydrometals, Rockford, Illinois, Vereinigte Staaten von Amerika, bezogen werden kann) wird über den Bereichen
20a und 20b aufgetragen, um einen elektrischen Kontakt zwischen der Tantalschicht 20 und der Tantalschicht 62
herzustellen. Teile der Scheibe 60 nahe dem Substrat 12, sowie der Silberanstich 64 werden nun mit einem geeigneten
Wachs 66 abgedeckt, um die Seitenteile des Substrates 12 elektrisch zu isolieren. Ein elektrischer Anschluß zu der
Tantalschicht 62 wird mittels einer Klammer 68 oder derglei-
chen hergestellt, wie aus Fig. 8 zu ersehen ist. nie Klammer 68, die hier elektrisch isoliert in eine Wachsschicht 76 eingekleidet
ist, hat über eine erste Leitung 69a mit einer Spannungsquelle in Gestalt eines Sägezahngenerators 69 Verbindung,
im vorliegenden Falle mit der einen positiven Spannungspegel liefernden Klemme des Generators. Die negative
Klemme des Generators ist über eine Leitung 69b mit einer Tantalelektrode 67 verbunden. Diese Elektrode wird ebenso
wie das Substrat 12 in eine Wanne 70 eingetaucht, welche eine geeignete Elektrolytlösung 72 enthält, beispielsweise Zitronensäure.
Die Tantalschicht 20, welche über den Durchbruch 22' der Photoresistschicht 22 selektiv freigelegt ist, wird
in diesem Bereich durch Zuführung einer Sägezahnspannung von 100 Volt anodisch oxidiert, wobei die Spannung zwischen der
Tantalschicht 62 und damit der Tantalschicht 20 einerseits und der Elektrode 67 andererseits anliegt. Das Spannungssignal hat hier die Gestalt einer Sägezahnspannung mit einem
Spannungsanfangswert von Null Volt und einer Scheitelspannung von 100 Volt. Die Sägezahnspannung baut sich über eine
Zeitdauer von annähernd einer halben Stunde auf. Wenn das Spannungssignal den Spannungspegel von 100 Volt erreicht
hat, so wird dieser Spannungspegel für eine Dauer von zehn Minuten gehalten, um die Qualität des erzeugten Tantaloxidfilms
zu verbessern. Im vorliegenden Falle wird der Spannungspegel und nicht der Strompegel überwacht, um eine verhältnismäßig
gleichförmige Anodisierung der ausgewählten Bereiche 20' der Tantalschicht 20 auf dem Substrat 12 zu erzielen.
Das bedeutet, daß auf dem Substrat 12, welches nicht dargestellte Schaltungen aufweisen kann, die Kondensatoren
der hier betrachteten Art enthalten sollen, Teile der Tantalschicht 20 Löcher oder Defekte in Flächenbereichen aufweisen
kann, in denen eben diese Kondensatoren gebildet werden sollen, so daß ein Teil des Metallkontaktes 16 dem Elektrolyten
ausgesetzt ist und ein Kurzschluß zum Substrat hin verursacht wird. Wird daher während der anodischen Oxidation ein
Signal mit konstantem Stromwert zugeführt, so kann ein we-
sentlicher Teil dieses Stromes durch den Defekt in der Tantalschicht
in Richtung auf das Substrat fließen, so daß nur ein unzureichender Anteil des Stromes für die gleichförmige
Anodisierung des Restes der Tantalschicht 20 verfügbar bleibt Nachdem aber vorliegend der Spannungswert überwacht wird,
kann der Strom Schwankungen erfahren. Bei Plättchen mit wenigen oder gar keinen Defekten der Tantalschicht wird somit ein
konstanter Strom zu beobachten sein, während bei Plättchen mit einer großen Anzahl von Defekten der Tantalschicht der
Stromwert nicht konstant bleibt, sondern schwankt. Zwar sind Schaltungen (nicht dargestellt) in Bereichen des Substrates
mit Defekten der Tantalschicht nicht brauchbar, doch sind die verbleibenden Schaltungen, welche auf einem derartigen
Substrat hergestellt worden sind, sehr wohl verwendbar, so daß bei Anwendung der hier angegebenen Maßnahmen trotz des
Vorhandenseins von Fehlern, welche einen Teil des verfügbaren Stromes durch die genannten Defekte hindurch in Richtung auf
das Substrat leiten, das Zulassen von Stromschwankungen bei Überwachung des Spannungspegels eine ausreichende Menge von
Strom zur gleichförmigen Anodisierung der Tantalschicht verfügbar macht, obwohl an bestimmten anderen Stellen des Substratplättchens
einige Oberflächendefekte vorhanden sind. Die Fläche auf dem Substrat 12, innerhalb der eine anodische Oxidation
der Tantalschicht 20 vorgenommen werden soll, ist im Verhältnis zu der Tantalschicht 62 auf der Glasscheibe 60
verhältnismäßig klein. Die Tantalschicht 62 wirkt daher als Ballast zur Regulierung der Strommenge und damit der Geschwindigkeit
der Erzeugung von Tantaloxid in den freiliegenden Bereichen 20' der Tantalschicht 20.
Man erhält also einen Tantaloxidfilm mit einer Dielektrizitätskonstanten
von etwa 21 und einer Dicke von etwa 140 nm. Die Dicke des Tantaloxidfilms kann aber selektiv durch Einstellung
der Scheitelspannung des Sägezahnspannungssignals gewählt werden. Wie auf diesem Gebiete der Technik bekannt,
ist die Dicke der Oxidschicht, welche durch anodische Oxida-
ÖÄÖ O
tion anwächst, eine Funktion des angelegten Spannungspeqels. Weitere Einzelheiten der anodischen Oxidation von Tantal fin
den sich in dem Buch "Thin Film Technology", von Robert W. Berry u.a., Van Nostrand Reinhold Company, New York 1968,
Seiten 271 bis 285. Aus dem freiliegenden Teil 20' der Tantalschicht
20 entsteht also durch das Anodisieren eine Tantaloxidschicht.
Es seien nunmehr die Fig. 5 und 6 betrachtet. Das Substrat 12 wird nach den zuvor beschriebenen Verfahrensschritten aus
der Wanne 70 herausgenommen. Die Wachsschicht 64 wird von den Randbereichen des Substrates 12 entfernt und das Substrat
wird von Resten des Wachsauftrages oder von Resten des
Elektrolyten gesäubert und schließlich wird die Photoresistschicht 22 durch an sich bekannte Maßnahmen entfernt. Darin
wird eine weitere Photoresistschicht 24 auf das Substrat 12 aufgebracht und in ausgewählten Bereichen 25 mit öffnungen
versehen, so daß man eine Ätzmaske erhält, um die eigentlichen konzentrierten Schaltungsbauteile in ihrer Gestalt
festzulegen. Wie aus Fig. 6 erkennbar, werden bestimmte Bereiche der Siliziumnitridschicht 18 und der Tantalschicht 20
beispielsweise durch Freon-Plasma-A'tztechnik (nicht dargestellt) weggeätzt, um bestimmte Flächen des Dielektrikums
jedes Kondensators zu dimensionieren und einen Streifen 20''
der Tantalschicht 20 zu bilden, welcher den Tantalfilmwiderstand
darstellt. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, werden üb^r den verbleibenden Teilen der Siliziumnitridschicht 18 und
der Tantaloxidschicht 20' obere Metallkontakte 26 bzw. 28 an
gebracht, wobei diese Metallkontakte mit den darunterliegenden entsprechenden Metallkontakten 14 und 16 fluchten. Ein
weiteres Paar von Metallkontakten 29 und 29' wird auf dem
Substrat gebildet und hat Verbindung mit dem Streifen 20'' der Tantalschicht 20, um einen Tantal-Filmwiderstand 34 in
an sich bekannter Weise zu vervollständigen. Man erkennt aus Fig. 6, daß in einem ersten Bereich ein Kondensator 30 mit
Siliziumnitrid-Dielektrikum, in einem zweiten Bereich ein
- 10 -
BAD
Kondensator 32 mit Tantaloxid-Dielektrikum und in einem dritten Bereich des Substrates 12 oder des Trägertäfelchens
ein Tantal-Filmwiderstand 34 erzeugt sind.
Wie zuvor erwähnt, wird beim Aufsputtern des Tantal Stickstoff in die Sputteratmosphäre eingeführt, so daß eine nicht
stöchiometrische Schicht 20 aus Tantal und Stickstoff (Ta:N (20%)) entsteht. Bei Bauteilen der hier vorgeschlagenen Art
ergibt sich, daß die Zufuhr von Stickstoff zu wesentlichen vorteilhaften Wirkungen im Tantaloxidkondensator 32 und im
Tantalfilmwiderstand 34 führt. Eine erste Verbesserung ergibt sich offenbar bezüglich des Temperaturkoeffizienten des
Widerstandes oder bezüglich des Grades der Änderung des Widerstandes je Einheit der Temperaturänderung. Bei bekannten
Tantal-Filmwiderständen ergaben sich Temperaturkoeffizienten des Widerstandes von -150 ppm/Grad Celsius, während das Widerstandselement
3 4 aufgrund der Herstellung in der hier angegebenen Art und Weise einen Temperaturkoeffizienten des
Widerstandes von weniger als 10 ppm/Grad Celsius aufweist. Eine weitere Verbesserung tritt offenbar bezüglich des Temperaturkoeffizienten
der Kapazität im Tantaloxidkondensator auf. Dieser Koeffizient ist bei Kondensatoren der vorliegend
angegebenen Art kleiner als 150 ppm/Grad Celsius, während entsprechende bekannte Konstruktionen im allgemeinen Temperaturkoeffizienten
von mehr als 200 ppm/Grad Celsius aufweisen. Weiter ist zu vermuten, daß der Einbau von Stickstoff
die Langzeitstabilität des Tantaloxidfilms (Ta3O5) und des
Tantalfilms zur Bildung des Tantal-Filmwiderstandes 34 steigert. Die Verwendung von Stickstoff in einem Tantalfilm zur
Erzeugung eines Tantaloxidkondensators ist allerdings in der
Veröffentlichung "Tantal Film Capacitors with Improved A.C. Properties" von M.H.Rottersman u.a., IEEE Transactions Components,
Hybrids, Technisches Handbuch, Band CHMT-I, Seiten 137 bis 142, Juni 1978, beschrieben.
Man erkennt also, daß bei der Durchführung der hier vorge-
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schlagenen Maßnahmen während der Bildunq eines Kondensators
mit anodisch oxidiertem Dielektrikum wie beispielsweise zur Entkopplunq der Gleichspannunqsvorspannunqsleitunqen auch
kleinere Kondensatoren mit Siliziumnitrid-Dielektrikum und
Dünnfilmwiderstände aus demselben Metall wie dem zur anodischen Oxidation verwendeten qleichzeitiq hergestellt werden können, ohne daß zusätzliche Maskierunqsschx^itte oder andere Verfahrensschritte notwendig sind.
kleinere Kondensatoren mit Siliziumnitrid-Dielektrikum und
Dünnfilmwiderstände aus demselben Metall wie dem zur anodischen Oxidation verwendeten qleichzeitiq hergestellt werden können, ohne daß zusätzliche Maskierunqsschx^itte oder andere Verfahrensschritte notwendig sind.
QÄD ORIGSWM.
Leerseite
Claims (5)
1. Konzentriertes passives elektrisches Schaltunqsbautei1 in
Gestalt eines Kondensators mit einer durch anodische Oxidation gebildeten Dielektrikumsschicht zwischen zwei metallischen Kontakten,
gekennzeichnet durch einen Tsolationsbolaq (18) längs
der Ränder eines der metallischen Kontakte (16), ferner durch eine Schicht (20) eines anodisch oxidierbaren Metalls, welches
den Isolationsbelag und den genannten ersten metallischen Kontakt überdeckt, sowie durch eine Schicht (201) eines Oxids des
anodisch oxidierbaren Metalls, die zwischen der Metallschicht (20) und dem jeweils anderen metallischen Kontakt (28) gelegen
ist.
2. Verfahren zur Herstellung konzentrierter passiver elektrischer Schaltungsbauteile, insbesondere eines Kondensators mit
durch anodische Oxidation gebildetem Dielektrikum auf einem metallischen Kontakt, der sich auf einem Substrat befindet,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte :
Ablagern einer Schicht eines Isolationsmaterials (18)
über einem Substrat (12) und dem darauf befindlichen metallischen Kontakt (16),
Bildung einer öffnung (19) in der Isolationsschicht (18) in Ausrichtung mit dem metallischen Kontakt (16)
zur Freilegung der Metalloberfläche in diesem Bereich, Erzeugung einer Schicht eines anodisch oxidierbaren
Metalls bzw. eines Ventilmetalls (20) auf der Isolationsschicht und auf der freiliegenden Oberfläche des
metallischen Kontaktes,
Anodisierung eines Teiles der Schicht aus anodisch oxidierbarem Metall im wesentlichen in demjenigen Flächenteil
der Schicht aus anodisch oxidierbarem Metall, welcher über dem metallischen Kontakt gelegen ist, um
ein Dielektrikum durch anodische Oxidation zu bilden und
Aufplattieren eines weiteren metallischen Kontaktes
(28) über dem durch anodische Oxidation gebildeten Dielektrikum.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem ein weiterer Kondensator
und ein Widerstand als weitere konzentrierte passive elektrische Schaltungsbauteile hergestellt werden, dadurch
gekennzeichnet, daß auf einem Substrat (12) zwei Elektroden (14, 16) gebildet werden,
daß die Isolierschicht (18) als Schutzschicht über den Elektroden (14, 16) und dem Substrat (12) aufgebracht und mit
einer ersten öffnung (19) versehen wird, welche auf eine der Elektroden (16) ausgerichtet ist, während eine weitere öffnung
(191) in der Isolierschicht zur Freilegung eines Teiles
des Substrates (12) gebildet wird,
daß eine Schicht (20) eines durch Oxidation in eine isolierende Form überführbaren Werkstoffes zumindest in den beiden
genannten Öffnungen (19, 19') abgelagert wird, daß ein Teil des in der erstgenannten öffnung befindlichen
oxidierbaren Materials (201) in ein Oxid übergeführt wird
und
daß dann oberhalb der beiden Elektroden (14, 16) jeweils Kontaktelemente
zur Vervollständigung des ersten und des weiteren Kondensators, sowie ein Paar von Elektroden an dem in der
zweitgenannten Öffnung (191) befindlichen oxidierbaren Material
(2011) zur Vervollständigung des Widerstandes (34) angebracht
werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das durch Oxidation zur Bildung des Kondensator-Dielektrikums in isolierende Form überführbare Material
Tantal ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge-
kennzeichnet, daß bei der anodischen Oxidation die angelegte Spannung, welche insbesondere die Gestalt eines Sägezahnsignales
hat, überwacht wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/440,479 US4458295A (en) | 1982-11-09 | 1982-11-09 | Lumped passive components and method of manufacture |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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DE3340563C2 DE3340563C2 (de) | 1994-09-01 |
Family
ID=23748909
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US (1) | US4458295A (de) |
JP (1) | JPS5999756A (de) |
DE (1) | DE3340563C2 (de) |
FR (1) | FR2535893B1 (de) |
GB (1) | GB2129717B (de) |
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