Die Erfindung bezieht sich auf ein Kontaktierungsverfah
ren von in Ebenen parallel zueinander angeordneten
Schichten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a contacting method
ren of planes arranged parallel to each other
Layers according to the preamble of claim 1.
Solche Kontaktierungsverfahren werden beispielsweise
dort angewendet, wo Schaltkreise in Ebenen parallel zu
einander angeordnet und elektrisch miteinander zu ver
binden sind.Such contacting methods are, for example
applied where circuits are parallel to levels
arranged one another and electrically ver to each other
are bind.
Aus dem Stand der Technik ist es bereits bekannt, zwi
schen diesen Schaltkreisen Durchbrechungen in Form von
Löchern auszubilden, deren Innenflächen mit Beschichtun
gen überzogen werden, die eine elektrisch leitende Ver
bindung zwischen den Schaltkreisen herstellen. Die Be
schichtung dieser Begrenzungsflächen erfolgt durch Be
dampfen, ein chemisches Auftragen oder ein elektro
lytisches Auftragen des Schichtmaterials bzw. durch
Anwendung eines thermischen CVD-Verfahren. Diese be
kannten Kontaktierungsverfahren sind sehr aufwendig in
der Anwendung. Die mit ihnen hergestellten Schichten
sind teilweise inhomogen, weisen eine schlechte oder
nichtvorhandene Ortsselektivität auf, und sind nicht in
der Lage, den auftretenden thermischen Belastungen Stand
zu halten.From the prior art it is already known between
breakthroughs in the form of
Form holes, the inner surfaces of which are coated
gene coated, which is an electrically conductive Ver
create a connection between the circuits. The Be
these boundary surfaces are stratified by Be
vaping, chemical application, or electro
lytic application of the layer material or by
Use of a thermal CVD process. These be
Known contacting procedures are very expensive
the application. The layers made with them
are partially inhomogeneous, have a bad or
nonexistent location selectivity, and are not in
able to withstand the thermal loads occurring
to keep.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren zur Kontaktierung von in Ebenen parallel zu
einander angeordneten Schichten aufzuzeigen, mit dem ei
ne Kontaktierung ausgebildet werden kann, welche die
Nachteile der bekannten Kontaktierungen vermeidet.The invention is therefore based on the object
Process for contacting in parallel to planes
to show each other arranged layers with the egg
ne contacting can be formed, which the
Avoids disadvantages of the known contacts.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved by the features
of claim 1 solved.
Erfindungsgemäß werden auf den Begrenzungsflächen der
für die Kontaktierung vorgesehenen Durchbrechungen we
nigstens bereichsweise Katalysatorschichten ausgebildet.
Dies geschieht durch Auftragen einer metallorganischen
Verbindung oder eines Metallsalzes in Form eines Pulvers
oder einer Lösung, die anschließend mit UV-Photonen be
strahlt wird. Durch die Bestrahlung erfolgt eine Zerset
zung der metallorganischen Verbindung bzw. des Metall
salzes unter gleichzeitiger Bildung einer metallischen
Schicht, die als Katalysatorschicht dient. Die Bestrah
lung erfolgt vorzugsweise mit einem UV-Hochleistungs
strahler, der eine Gasmischung aus einem Edelgas und
einem Halogen aufweist, und damit in der Lage ist, UV-
Strahlungen mit einer Wellenlänge zwischen 100 und 400 nm
auszusenden. Auf diese Katalysatorschicht wird dann
eine Kontaktierungsschicht aufgetragen, die zusammen mit
der Katalysatorschicht den kontaktierenden Überzug auf
den Begrenzungsflächen der Durchbrechungen bildet. So
wohl die Katalysatorschicht als auch die Kontaktierungs
schicht steht in direkter Verbindung mit den zu verbin
denden Schichten. Die Kontaktierungsschicht kann durch
ein Metall, einen Werkstoff, der als elektrischer Wider
stand wirkt, ein Halbleitermaterial, ein supraleitendes
Material, ein magnetisches Material, ein Material mit
piezoelektrischen Eigenschaften oder ein Sensormaterial
gebildet werden. Die Durchbrechungen werden vorzugsweise
unter Verwendung eines Laserstrahls als Löcher ausgebil
det.According to the invention on the boundary surfaces
openings provided for contacting we
at least partially formed catalyst layers.
This is done by applying an organometallic
Compound or a metal salt in the form of a powder
or a solution, which then be with UV photons
shines. The radiation causes a decomposition
tion of the organometallic compound or the metal
salt with the simultaneous formation of a metallic
Layer that serves as a catalyst layer. The irradiated
treatment is preferably carried out with a UV high performance
radiator, which is a gas mixture of an inert gas and
has a halogen, and is therefore able to
Radiations with a wavelength between 100 and 400 nm
send out. Then on this catalyst layer
applied a contact layer, which together with
the contacting coating on the catalyst layer
forms the boundary surfaces of the openings. Like this
probably the catalyst layer as well as the contacting
layer is in direct connection with the verbin
end layers. The contacting layer can be through
a metal, a material that acts as an electrical contr
stand acts, a semiconductor material, a superconducting
Material, a magnetic material, a material with
piezoelectric properties or a sensor material
be formed. The breakthroughs are preferred
formed as holes using a laser beam
det.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind in den Un
teransprüchen gekennzeichnet. Die Erfindung wird nach
folgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.Further features essential to the invention are in the Un
marked claims. The invention is based on
explained below with reference to a drawing.
Die einzige zur Beschreibung gehörende Figur zeigt ein
flächiges Substrat 1, auf dessen Oberfläche drei Schich
ten 2, 3 und 4 übereinander aufgetragen sind. Das Sub
strat ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
aus Aluminiumoxid gefertigt. Es kann selbstverständlich
auch ein Substrat verwendet werden, das aus Aluminiumni
trid, Borsilikatglas, Polyimid, Gummi, Papier oder Pappe
sowie aus einem keramisch gefüllten oder glasfaserver
stärkten Fluorkunststoff hergestellt ist. Die beiden
Schichten 2 und 4 sind aus einem Metall gefertigt. Die
zwischen den Schichten 2 und 4 angeordnete Schicht 3
wird durch ein isolierendes Material gebildet. Es kann
sich dabei um ein Dielektrikum, einen keramischen Werk
stoff oder einen Kunststoff handeln. Die Schichten 2 und
4 sind Bestandteile von Schaltkreisen, (hier nicht dar
gestellt), die in Ebenen parallel zueinander auf das
Substrat 1 aufgebracht sind. Die beiden Schichten 2 und
4 sind an definierter Stelle elektrisch leitend
miteinander verbunden. Zu diesem Zweck ist mittels eines
Laserstrahls eine die Schichten 2, 3 und 4 durchsetzende
Durchbrechung 5 in Form eines Lochs ausgebildet. Der
Durchmesser des Lochs sollte zwischen 1 und 300 µm be
tragen. Die Durchbrechung 5 ist von der Oberseite der
Schicht 4 bis zur Oberseite des Substrats 1 geführt. Um
eine Kontaktierung zwischen den beiden Schichten 2 und 4
auszubilden, die homogen ist und thermischen Belastungen
Stand halten kann, wird auf die Begrenzungsflächen 5 D
der Durchbrechung 5 ein Überzug 6 aufgebracht. Dieser
besteht aus zwei Schichten, und zwar einer Katalysator
schicht 7 und einer Kontaktierungsschicht 8. Zur Ausbil
dung der Katalysatorschicht 7 wird auf die Begrenzungs
flächen 5 D der Durchbrechung 5 eine metallorganische
Verbindung oder ein Metallsalz in Form eines Pulvers
oder einer Lösung, deren Bestandteil die Verbindung oder
das Metallsalz ist, in einer Dicke von 0,2 µm aufge
tragen. Vorzugsweise wird als metallorganische Verbin
dung Palladiumacetat oder Kupferformiat verwendet. Zur
Ausbildung der Katalysatorschicht 7 wird die metallorga
nische Verbindung mit UV-Photonen bestrahlt. Besonders
geeignet hierfür ist ein Hochleistungsstrahler, wie er
in der EP-OS 02 54 111 beschrieben ist. Für die Bestrah
lung wird bevorzugt ein solcher Hochleistungsstrahler
verwendet, der eine Gasmischung aus Xenon und Chlor auf
weist, und damit in der Lage ist, UV-Strahlungen mit
einer Wellenlänge zwischen 300 und 360 nm zu erzeugen.
Ein Argonionenlaser oder eine Hochleistungsquecksilber
dampflampe können für die Bestrahlung ebenfalls verwen
det werden. Nach der Fertigstellung der Katalysator
schicht 7 wird auf diese eine Kontaktierungsschicht 8
aufgetragen. Dies geschieht bevorzugt durch eine naßche
mische Beschichtung der Katalysatorschicht 7 oder mit
tels thermischer CVD-Verfahren. Die Kontaktierungs
schicht 8 wird so ausgebildet, daß sie eine Dicke von
mindestens 0,1 µm aufweist. Die Katalysatorschicht 7 und
die Kontaktierungsschicht 8 bilden zusammen den erfin
dungsgemäßen Überzug 6 auf den Begrenzungsflächen 5 D der
Durchbrechung 5, durch den eine direkte Kontaktierung
der in der Figur dargestellten Schichten 2 und 4 gegeben
ist. Der Überzug 6 steht in unmittelbarer Verbindung mit
den beiden Schichten 2 und 4, so daß eine ausgezeichnete
elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden
Schichten 2 und 4 gegeben ist. Für eine Kontaktierung,
die eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den
Schichten 2 und 4 gewährleisten soll, wird die Kontak
tierungsschicht 8 vorzugsweise aus einem Metall, bei
spielsweise Kupfer gebildet. Es besteht jedoch die Mög
lichkeit auch ein anderes Metall zu verwenden, das die
gleichen Eigenschaften aufweist. Erfindungsgemäß ist es
möglich, die beiden Schichten 2 und 4 auch über einen
Widerstand elektrisch leitend miteinander zu verbinden.
In diesem Fall wird auf die Katalysatorschicht 7 eine
Kontaktierungsschicht 8 aus einem elektrischen Wider
standsmaterial, z. B. Nickel oder Nickelphosphid aufge
tragen. Die Kontaktierungsschicht 8 kann auch durch ein
Halbleitermaterial, ein supraleitendes Material, ein ma
gnetisches Material, ein Sensormaterial, einen optischen
Werkstoff, einen passivierenden Werkstoff oder ein pie
zoelektrisches Material gebildet werden.The only figure belonging to the description shows a flat substrate 1 , on the surface of which three layers 2 , 3 and 4 are applied one above the other. The sub strate is made of aluminum oxide in the embodiment shown here. Of course, it is also possible to use a substrate which is made from aluminum nitride, borosilicate glass, polyimide, rubber, paper or cardboard and from a ceramic-filled or glass-fiber reinforced fluoroplastic. The two layers 2 and 4 are made of a metal. The layer 3 arranged between the layers 2 and 4 is formed by an insulating material. It can be a dielectric, a ceramic material or a plastic. Layers 2 and 4 are components of circuits (not shown here) which are applied in parallel to one another in planes on substrate 1 . The two layers 2 and 4 are electrically conductively connected to one another at a defined point. For this purpose, an aperture 5 in the form of a hole is formed through the layers 2 , 3 and 4 by means of a laser beam. The diameter of the hole should be between 1 and 300 µm. The opening 5 is guided from the top of the layer 4 to the top of the substrate 1 . In order to form a contact between the two layers 2 and 4 , which is homogeneous and can withstand thermal loads, a coating 6 is applied to the boundary surfaces 5 D of the opening 5 . This consists of two layers, namely a catalyst layer 7 and a contacting layer 8 . For Ausbil the catalyst layer dung 7 is the limiting surfaces 5 D of the opening 5 an organometallic compound or a metal salt in the form of a powder or a solution, which includes the compound or metal salt wear, in a thickness of 0.2 microns up. Palladium acetate or copper formate is preferably used as the organometallic compound. To form the catalyst layer 7 , the metallorga African compound is irradiated with UV photons. A high-power radiator as described in EP-OS 02 54 111 is particularly suitable for this. Such a high-power radiator is preferably used for the irradiation, which has a gas mixture of xenon and chlorine, and is therefore able to generate UV radiation with a wavelength between 300 and 360 nm. An argon ion laser or a high-performance mercury vapor lamp can also be used for the radiation. After completion of the catalyst layer 7 , a contact layer 8 is applied to this. This is preferably done by a wet chemical coating of the catalyst layer 7 or by means of thermal CVD processes. The contacting layer 8 is formed so that it has a thickness of at least 0.1 microns. The catalyst layer 7 and the contacting layer 8 together form the coating 6 according to the invention on the boundary surfaces 5 D of the opening 5 , through which the layers 2 and 4 shown in the figure are directly contacted. The coating 6 is in direct connection with the two layers 2 and 4 , so that an excellent electrically conductive connection between the two layers 2 and 4 is given. For contacting, which is to ensure an electrically conductive connection between the layers 2 and 4 , the contacting layer 8 is preferably formed from a metal, for example copper. However, it is possible to use another metal that has the same properties. According to the invention, it is possible to connect the two layers 2 and 4 to one another in an electrically conductive manner via a resistor. In this case, a bonding layer 8 of an electrical resistance material is stood on the catalyst layer 7, for example. B. wear nickel or nickel phosphide. The contacting layer 8 can also be formed by a semiconductor material, a superconducting material, a magnetic material, a sensor material, an optical material, a passivating material or a piezoelectric material.