DE3728979A1

DE3728979A1 - Planare schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE3728979A1
Application number: DE19873728979
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl In Roethlingshofer; Dieter Dipl Phys Dr Seipler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1987-08-29
Filing date: 1987-08-29
Publication date: 1989-03-09

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer planaren Schaltungsanordnung nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Bei der Herstellung planarer Schaltungsanordnungen ist es bereits bekannt, unerwünschte oder überflüssige Verbindungen zu durchtren nen. Diese Notwendigkeit ergibt sich beispielsweise, wenn beim Über prüfen hochintegrierter Schaltungen im Verlauf des Fertigungsverfah rens defekte Schaltelemente ermittelt werden, die abzutrennen sind. Als besonders geeignet für die Durchtrennung von Leitungsbahnen hat sich Laserstrahlung erwiesen, die sehr fein fokussiert und daher mit großer Präzision auf die zu unterbrechende Verbindung der Schal tungsanordnung gerichtet werden kann. Durch die thermische Wirkung des Laserstrahls wird das Material der Leiterbahnen verdampft und die Verbindung unterbrochen.

Es ist weiter bekannt, Widerstandsbauelemente in Dickschicht- oder Dünnschicht-Schaltungen sehr präzise auf einen bestimmten Wider standswert auch noch nachträglich abzugleichen, indem vermittels eines Laserstrahls die Widerstandsflächen zumindest teilweise ein geschnitten werden und somit der Widerstand erhöht wird.

Mit den vorerwähnten Maßnahmen ist es lediglich möglich, unerwünsch te galvanische Verbindungsleitungen zu durchtrennen bzw. Widerstände in Richtung auf höhere Widerstandswerte zu justieren.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß in integrierten Schaltkreisen auch noch nachträglich zusätzliche Ver bindungen zwischen Leiterbahnen hergestellt werden können, sofern sich dies als notwendig erweist. Weiter bietet die Schaltungsanord nung die Möglichkeit, Widerstandswerte von Widerstandsbauelementen auch noch nachträglich in Richtung auf kleinere Widerstandswerte hin zu beeinflussen, indem Teile von Widerstandsbahnen parallel geschal tet werden. Dadurch ergibt sich eine wesentlich größere Gestaltungs freiheit in der Auslegung von integrierten Schaltkreisen, insbeson dere bei planaren Schaltungsanordnungen und die Möglichkeit beim Auftreten von Fehlern durch deren Beseitigung die Ausbeute an inte grierten Schaltkreisen zu erhöhen. Dies ist jedoch von außerordent lich hoher wirtschaftlicher Bedeutung, da durch die Erhöhung der Ausbeute an funktionsfähigen Schaltkreisen die Herstellungskosten beträchtlich gesenkt werden können.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Schal tungsanordnung möglich. Weiter wird in den Unteransprüchen ein Ver fahren zur Herstellung der Schaltungsanordnung angegeben.

So eignet sich die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung insbesondere zur nachträglichen Herstellung einer elektrischen Verbindung zwi schen zwei Leitschichten, die sich zumindest teilweise überlappen und voneinander durch eine Isolierschicht getrennt sind. Dadurch er gibt sich auf einfache Weise die Möglichkeit, Reservestrompfade an zulegen, um beispielsweise ein defektes Gebiet eines hochintegrier ten Schaltkreises zu umgehen und damit die verbliebenen intakten Schaltelemente in funktionsfähigem Zustand zu erhalten oder gemäß einer logischen Abfrage eine andere Schaltung zu realisieren.

In besonders vorteilhafter Weise lassen sich auch Widerstandswerte von Widerstandsbauelementen noch nachträglich zu kleineren Werten hin korrigieren, was bisher nicht möglich war, indem sich zumindest teilweise überlappende und durch eine Isolierschicht getrennte Widerstandsschichten durch elektrische Verbindungen streckenweise parallel geschaltet werden.

Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung der Schal tungsanordnung bedient sich der Laserstrahlung, die in der obenauf liegenden Leitschicht sowie in der darunter angeordneten Isolier schicht zunächst eine Ausnehmung schafft und dann das in dieser Aus nehmung freiliegende Material der unteren Leitschicht teilweise ver dampft oder über eine Schmelzphase mit der Isolierschicht vermischt. Dieses Material schlägt sich sodann auf den Wandungen der Ausnehmung nieder oder die ursprünglich isolierende Schicht wird durch Leitma terial leitend. Somit wird eine leitende Verbindung zwischen der oberen und unteren Leitschicht hergestellt.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beige fügten Zeichnung.

Zeichnung

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nach folgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Auf sicht auf eine vereinfacht dargestellte planare Schaltungsanordnung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 entlang der Linie III-III,

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung aus dem Be reich einer Ausnehmumg im Schnitt nach Fig. 3.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist mit Bezugsziffer 10 eine stark vereinfacht darge stellte planare Schaltungsanordnung bezeichnet, die ein Substrat 11 umfaßt, auf dem eine erste Leitschicht 12 und eine zweite Leit schicht 13 aufgebracht sind, wobei die zweite Leitschicht 13 die er ste Leitschicht 12 zumindest teilweise überlappt und von dieser durch eine Isolierschicht 14 getrennt ist. Dieser Schichtaufbau ist sehr deutlich in Fig. 2 dargestellt, die einen Schnitt durch die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 entlang der Linie II-II zeigt. Das Substrat 11 besteht vorzugsweise aus einem keramischen Material, wie beispielsweise Aluminiumoxid. Sofern die Schaltungsanordnung in Dickschichttechnik ausgeführt ist, bestehen die Leitschichten 12, 13 vorzugsweise aus Metallen wie Ag, AgPd, Cu, Au, während die Isolier schicht 14 aus Glasoxiden oder Mischungen daraus besteht.

Bei Ausgestaltung des Schichtaufbaus der Schaltungsanordnung in Dünnschichttechnik werden zweckmäßig Leitschichten 12, 13 aus Alumi nium auf eine Siliziumscheibe oder dielektrisches Substrat z.B. Glas 11 aufgebracht, während die Isolierschicht 14 aus einer Oxidschicht (z.B. Siliziumoxid) besteht.

In der Aufsicht nach Fig. 1 und der Schnittdarstellung nach Fig. 3 ist mit 15 eine linien- oder punktförmige Ausnehmung bezeichnet, die die obere Leitschicht 13 sowie die darunterliegende Isolierschicht 14 durchdringt und in der unmittelbar auf dem Substrat 11 aufliegen den Leitschicht 12 endet. Fig. 4 zeigt eine derartige Ausnehmung 15 in vergrößerter Darstellung. Die Wandbereiche der Ausnehmung 15 sind mit einer Auskleidung 18 bedeckt. Die Auskleidung 18 besteht vor zugsweie aus dem leitenden Material der Leitschicht bzw. einem Ge misch aus Isoliermaterial mit Leitschichtmaterial 12 und ermöglicht daher eine elektrische Verbindung zwischen der ersten Leitschicht 12 und der zweiten Leitschicht 13. Eine solche Ausnehmung 15 wird erst im Bedarfsfall erzeugt, d.h. wenn sich nach Durchlaufen bestimmter Fertigungsschritte und Überprüfung der Schaltungsanordnung 10 her ausstellt, daß etwa zur Umgehung defekter Schaltungsbereiche oder zur Herstellung einer anderen Schaltung Reservestrompfade eingerich tet werden müssen. Auf diese Weise können an sich defekte Schal tungsanordnungen durch einen relativ einfachen Reparaturvorgang noch funktionsfähig gemacht werden. Da sich dadurch die Ausbeute erhöhen läßt, können die Preise für komplexe Schaltungsanordnungen niedrig gehalten werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung be stehen die Isolierschicht 14 aus einem Widerstandsmaterial. Dieses Widerstandsmaterial kann beispielsweise in Dickschichttechnologie durch Pasten erzeugt werden, die in Siebdrucktechnik auf das Sub strat 11 aufgebracht und in Luftatmosphäre eingebrannt werden. Es ist bereits bekannt, auf diese Weise erzeugte Widerstandabauelemente bei besonders hohen Anforderungen an die Präzision (z.B. Analog- Digital-Wandler) durch nachträgliches Justieren auf einen bestimmten Wert zu bringen. Dies wird mittels Laserstrahlung erreicht, die Ma terial aus der Widerstandsbahn abträgt. Auf diese Weise ist es je doch nur möglich, den Widerstand in Richtung auf höhere Widerstands werte hin zu beeinflussen.

Claims

1. Planare Schaltungsanordnung mit einem Substrat und einem auf dem Substrat angeordneten, Leitschichten und Isolierschichten umfassen den Schichtaufbau, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Substrat (11) eine erste Leitschicht (12) angeordnet ist, daß, die erste Leit schicht (12) zumindest teilweise abdeckend, eine Isolierschicht (14) vorgesehen ist, daß, auf der Isolierschicht liegend und die erste Leitschicht (12) zumindest bereichsweise überlappend, mindestens ei ne weitere Leitschicht (13) vorgesehen ist, und daß über eine Aus nehmung (15) in der Isolierschicht (14) zwischen der ersten Leit schicht (12) und der zweiten Leitschicht (13) mindestens eine lei tende Verbindung besteht.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschichten (12, 13) bei Ausgestaltung des Schichtaufbaus in Dickschichttechnik aus Ag, Agpd, Cu, Au bestehen, und daß die Iso lierschicht (14) aus Glasoxiden oder Mischungen besteht.

3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Isolierschicht aus einer Widerstandspaste her gestellt ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausgestaltung des Schichtaufbaus in Dünn schichttechnik die Leitschichten (12, 13) aus Aluminium und die Iso lierschicht (14) aus einer Oxidschicht, insbesondere Siliziumoxid, bestehen.

5. Verfahren zur Herstellung einer Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf ein dielek trisches Substrat (11) eine erste Leitschicht (12) aufgebracht wird, daß diese zumindest teilweise von einer Isolierschicht (14) abge deckt wird, daß auf diese Isolierschicht (14) mindestens eine weite re Leitschicht (13) aufgebracht wird, die zumindest bereichsweise die erste Leitschicht (12) überlappt, und daß schließlich durch stellenweise Bestrahlung des Schichtaufbaus mittels Laserstrahlung eine die Leitschicht (13) und die darunter befindliche Isolier schicht (14) durchdringende Ausnehmung (15, 16) hergestellt wird, deren leitende Auskleidung (18) die beiden Leitschichten (12, 13) galvanisch verbindet.