DE3524807A1

DE3524807A1 - Herstellung von duennfilmschaltungen

Info

Publication number: DE3524807A1
Application number: DE19853524807
Authority: DE
Inventors: Vassilios Dipl Ing Kalivas; Achim P R Stelter; Jan Dipl Ing Smola
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-07-11
Filing date: 1985-07-11
Publication date: 1987-01-15

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Dünnfilmschaltungen entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DE-PS 23 46 669 ist ein Verfahren zur Herstellung einer integrierten Dünnfilmanordnung mit abgleichbaren Widerständen bekannt, bei dem auf ein isolierendes Sub strat unmittelbar einen Nickel-Chrom-Schicht und anschlie ßend auf der Nickel-Chrom-Schicht eine Titanschicht ange ordnet wird. Im Hinblick auf eine Lötung mit einem Blei- Zinnlot werden bei dem bekannten Verfahren oberflächliche Kupferschichten erzeugt, auf die eine Blei-Zinn-Schicht aufgebracht wird. Wegen dieses Schichtaufbaues muß jedoch auf eine Temperung bei höheren Temperaturen verzichtet werden.

Bei einem weiteren derzeit viel verwendeten Herstellungs verfahren für Dünnschichtschaltungen wird auf die Titan schicht eine Palladiumschicht und darauf eine Schicht folge aus Gold, Rhodium und Gold aufgebracht. Da zumindest die untere Goldschicht durch Bedampfung hergestellt wird, handelt es sich um ein aufwendiges Verfahren, bei der Herstellung der oberen Goldschicht auf galvanischen Wege ergeben sich außerdem Fehlstellen in dieser Goldschicht. Diese Fehlstellungen werden durch Lackabplatzungen bei der Herstellung der entsprechenden Fotomaske verursacht, außerdem können Blasen in der oberen Goldschicht auftre ten, wobei wegen der normalerweise sehr kleinen Abmessun gen solche Fehler optisch oft nur schwierig feststellbar sind.

Die Aufgabe bei der vorliegenden Erfindung besteht also darin, durch eine vereinfachten Schichtaufbau Edelmetall einzusparen und den Aufwand bei der Herstellung in zeit licher und verfahrenstechnischer Hinsicht zu verringern.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das eingangs erwähnte Verfahren durch die Verfahrensschritte entsprechend dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 er gänzt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird gegen über dem eingangs geschilderten Verfahren, das eine Rhodi umschicht verwendet, ein komplettes fototechnisches Mas kierungsverfahren eingespart.

Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Ver fahrens sind in den Patentansprüchen 2 bis 7 beschrieben, es ergibt sich eine Dünnfilmschaltung, die in vorteilhaf ter Weise als Oberflächenschichten nur die Nickel-Chrom- Widerstandsschicht oder Goldschichten enthält und durch eine zusätzliche Temperung besonders langzeitstabil ist.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

In der Zeichnung sind in den

Fig. 1 bis 4 einzelne Stufen bei der Herstellung einer Dünnfilmschaltung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und in

Fig. 5 eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Dünnfilm schaltung dargestellt.

In der Fig. 1 ist mit 1 das isolierende Substrat bezeich net, das aus Aluminiumoxid-Keramik besteht aber auch aus einer anderen Keramik oder Glas und bei Verzicht auf Hochtemperaturschritte - Glühen und Tempern - auch aus Teflon bestehen kann.

Glasstrahlen wird das Substrat mechanisch gereinigt, an schließend erfolgt eine chemische Reinigung und ein Glühen bei Temperaturen über 1000°. Auf das Substrat 1 ist auf eine Oberflächenseite eine Nickel-Chrom-Schicht 2 durch Kathodenzerstäubung, sogenanntes Sputtern in einer Dicke unter 0,1 µm aufgebracht. Die Nickel-Chrom-Schicht 2 dient als Haftschicht für den weiteren Schichtaufbau und als Widerstandsschicht, ihre Dicke hängt also vom Wider standswert der zu erzeugenden Widerstände ab.

In der Fig. 2 ist eine Fertigungsstufe dargestellt, die einige Fertigungsschritte nach der Fig. 1 liegt. Auf die Anordnung nach der Fig. 1 wird eine Titanschicht 3 mit einer Dicke unter 0,1 µm und darauf eine Palladiumschicht 4 mit einer Dicke von einigen 0,1 µm aufgedampft. Ebenso wie in der Fig. 1 und in den weiteren Figuren sind auch in der Fig. 2 wegen der zeichnerischen Darstellung die Schichtdicken im Vergleich zu den Breiten stark vergrößert dargestellt. Auf die aussenliegende Palladiumschicht wird anschließend mit einem üblichen fototechnischen Prozeß eine Lackmaske 5 aufgebracht. Es handelt sich dabei um eine Negativmaske durch die die Stellen auf der Oberfläche freigelassen werden, auf die Gold abgeschieden werden soll.

In der Fig. 3 sind die galvanisch abgeschiedenen Gold schichten 6 erkennbar, die die Leiterbahnen auf der Ober flächen der Dünnfilmschaltung bilden. Die Fig. 3 zeigt eine Fertigungsstufe, bei der nach der Goldabscheidung die Negativmaske aus Fotolack bereits wieder abgelöst ist.

Aus der Fig. 4 ist erkennbar, daß die Goldschicht 6 beim erfindungsgemäßen Verfahren auch als Ätzmaske dient, mit tels einer Ätzflüssigkeit aus einem gebufferten Gemisch von Salpetersäure und Eisen-III-Chlorid für Palladium und Ammoniumchlorid enthaltender Salpetersäure für Titan werden die nicht von der Goldschicht 6 bedeckten Teile der Palladiumschicht 4 und der Titanschicht 3 abgeätzt, so daß an diesen Stellen auf der Oberseite der Schichtschaltung die Nickel-Chrom-Schicht 2 und auf der Unterseite das Substrat 1 freiliegen. Zur Erzeugung der Widerstandstruk turen werden die freiliegenden Teile der Nickel-Chrom- Schicht mit einer Lackmaske 7 mittels des üblichen foto technischen Prozesses überzogen. Bei der Lackmaske 7 handelt es sich um eine Positivmaske. Anschließend erfolgt das Ätzen der Nickel-Chrom-Schicht beispielsweise mit einem bekannten Gemisch aus Salzsäure, Glyzerin und Wasser und danach das Ablösen der Positivmaske 7.

Nach einer abschließenden Temperung bei Temperaturen über 300° ergibt sich die in der Fig. 5 dargestellte Dünnfilm schaltung, bei der auf einem Substrat 1 Widerstandsstruk turen 8 aus Nickel-Chrom und Leiterbahnen mit einem Schichtaufbau aus Nickel-Chrom 2, Titan 3, Palladium 4 und Gold 6 vorliegen. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet also in vorteilhafter Weise die Möglichkeit freie Substrat flächen zu erzeugen, auf denen konzentrierte Bauelemente wie beispielsweise Transistorchips oder Kondensatorchips aufgebracht werden können. Der erzeugte Schichtaufbau besitzt neben einer guten Haftfestigkeit auf dem Substrat auch fest miteinander verbundene Schichten, so daß zur Kontaktierung mit den Leiterbahnen 6 verbundene Zuleitun gen auch gleichzeitig als mechanische Halterung dienen können. Dadurch ist es möglich, die Befestigung der Schichtschaltung auf diese Zuleitungen zu beschränken.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Dünnfilmschaltung, bei dem auf ein isolierendes Substrat nacheinander eine Nickel- Chrom-Schicht und eine Titanschicht aufgebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Titanschicht (3) eine Palladiumschicht (4) aufgebracht wird, daß auf die Palladiumschicht (4) auf fototechnischem Wege eine Negativmaske (5) aus Fotolack aufgebracht wird, daß auf die freiliegenden Teile der Palladiumschicht (4) auf galvanischen Wege eine Goldschicht (6) aufgebracht wird, daß die Negativmaske (5) entfernt wird, daß die freiliegenden Teile der Palladium- und der Titanschicht (4, 3) abgeätzt werden, daß auf die die Nickel-Chrom-Schicht (2) tragende Oberflächenseite auf fototechnischen Wege eine Positivmaske (7) aus Fotolack aufgebracht wird, daß die freiliegenden Teile der Nickel-Chrom-Schicht (2) ab geätzt werden und daß die Positivmaske (7) entfernt wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen der Nickel-Chrom-Schicht (2) und das Substrat mechanisch und chemisch gereinigt und geglüht wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hergestellte Dünnfilmschaltung abschließend getempert wird.

4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickel-Chrom- Schicht (2) auf das Substrat (1) aufgesputtert wird.

5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Titanschicht (3) und die Palladiumschicht (4) durch Aufdampfen erzeugt werden.

6. Verfahren nach Patentansprüchen 1 oder 5, da durch gekennzeichnet, daß die frei liegenden Teile der Palladiumschicht (4) mit einem ge bufferten Gemisch aus Salpetersäure und Eisen-III-Chlorid abgeätzt werden.

7. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ätzung der Nickel-Chrom-Schicht (2) auch die Goldschichten von der Positivmaske (7) bedeckt werden.