DE2165622C3

DE2165622C3 - Dünnschichtschaltkreis

Info

Publication number: DE2165622C3
Application number: DE2165622A
Authority: DE
Inventors: Konrad Dipl.-Phys. 8034 Unterpfaffenhofen Hieber; Helmold Dipl.-Phys. 8000 Muenchen Kausche
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-12-30
Filing date: 1971-12-30
Publication date: 1979-01-04
Also published as: DE2165622A1; DE2165622B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dünnschichtlchaltkreis mit Widerstandsschichten und Leiterbahnen •uf einem Substrat.

Dünnschichtschaltkreise der erwähnten Art sind bekannt. Beispielsweise bestehen bei solchen Dünnlchichtschaltkreisen die Leiterbahnen aus Tantal oder Gold und die Widerstände aus Tantalnitrid.

Ein Nachteil solcher Dünnschichtschaltkreise besteht darin, daß die Schicht für die" Widerstände in einem bzw. iri mehreren Arbeitsgängen und die Schicht für die Leiterbahnen in einem weiteren Arbeitsgang auf einem Substrat niedergeschlagen werden. Dies hat zur Folge, daß die Widerstandsschichten und die Leiterbahnen in verschiedenen Ebenen übereinander angeordnet sind.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Dünnschichtschaltkreis auf einem Substrat anzugeben, bei dem die Metallschicht für die Leiterbahnen und für die Widerstände gleichzeitig in einem Verfahrensgang niedergeschlagen wird, so daß die Leiterbahnen und die Widerstände nebeneinander in einer Ebene angeordnet sind.

Diese Aufgabe wird durch einen Dünnschichtdialtkreis mit Widerstandsschichten und Leiterbahnen gelöst, der erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß auf dem Substrat in derselben Ebene aneinandergrenzende Metallschichten als Leiterbahnen und Metallkarbidschichtep als Widerstandsschichten in vorgegebenen Anordnungen vorgesehen sind, wobei die Metallkarbidschicht eine Schicht aus dem Karbid des Metalls der Metallschicht ist

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Dünnschichtschaltkreises angegeben, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist daß in einem Verfahrensschritt auf das Substrat zunächst eine kohlenstoffhaltige Schicht vorgegebener Struktur (Widerstände) aufgebracht wird und daß in einem weiteren Verfahrensschritt auf das Substrat und auf die kohlenstoffhaltige Schicht mit Metallatomen hoher Energie eine Metallschicht aufgestäubt wird, wobei gleichzeitig Leiterbahnen und Widerstandsschichten erzeugt werden und daß die

• Leiterbahnen durch Fotoätzung auf die gewünschte Geometrie gebracht werden.

Die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß sich die Widerstandsschichten in dem gleichen Verfahrensschritt bilden wie die Leiterbahnen und daß sowohl die Leiterbahnen als auch die Widerstandsschichten in derselben Ebene auf dem Substrat aneinandergrenzend angeordnet sind. Dies bedeutet eine große fertigungstechnische Vereinfachung.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert

F i g. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Dünnschichtschaltkreis.

F i g. 2 zeigt in schematischer Darstellung ein Substrat mit einer aufgebrachten kohlestoffhaltigen Schicht
F i g. 3 zeigt in schematischer Darstellung die Anordnung eines Substrates mit einer aufgebrachten kohlestoffhaltigen Schicht in einer Zerstäubungskammer einer Kathodenzerstäubungsanlage.

In der F i g. 1 ist d.".s Substrat, auf welchen die als Leiterbahnen dienenden Metallschichten und die als Widerstandsschichten dienenden Metallkarbidschichten aufgebracht sind mit 1 bezeichnet. Leiterbahnen tragen das Bezugszeichen 3. Widerstandsschichten sind mit dem Bezugszeichen 2 versehen. Vorzugsweise bestehen die Leiterbahnen aus Tantal und die Widerstandsschichten aus Tantalkarbid. Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Metallschichten aus Niob, Molybdän, Wolfram. Zirkonium oder Chrom und die Widerstandsschichten aus den entsprechenden Karbiden. Niobkarbid, Molybdänkarbid, Wolframkarbid, Zirkoniumkarbid oder Chromkarbid.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Dünnschichtschaitkreises beschrieben. In einem ersten Verfahrensschritt wird auf das Substrat 1 mit Hilfe von Masken

Μ oder Abdeckverfahren eine kohlenstoffhaltige Schicht 4 mit einer vorgegebenen Struktur, beispielsweise einer Mäanderform aufgebracht (Fig.2). Das Substrat besteht vorzugsweise aus Glas oder Keramik. Die

kohlenstoffhaltige Schicht 4 ist vorzugsweise eine Kohleschicht. Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann hierfür auch eine abscheidbare organische Substanz, insbesondere aus einem Kohlenwasserstoff vorgesehen sein. In einem weiteren Verfahrensschritt wird auf die freiliegende Oberfläche des Substrans auf die Struktur der kohlenstoffhaltigen Schichten eine Metallschicht beispielsweise eine Tantalschicht aufgebracht Vorzugsweise wird diese Metallschicht durch Kathodenzerstäubung in einer Zerstäubungskamrner 6, insbesondere im fremderregten Plasma, beispielsweise im Ringentladungsplasma, bei einem Druck von ttwa 7 · 10-⁴Torr aufgebracht (F i g. 3). Außerhalb der Zerstäubungskammer ist eine HF-Spule 10 angeordnet. Innerhalb der Zerstäubungskammer ist die als Anode geschaltete, in axialer Richtung geschlitzte Elektrode 9 vorgesehen. In der deutschen Patentschrift 15 15 311 ist eine Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung mit Ringentladung beschrie-

ben. Als Plasmagas dient vorzugsweise Argon. Zwischen dem Target 5, das aus dem aufzustäubenden Metall besteht und dem mit der kohlenstoffhaltigen Schicht 4 versehenen Substrat 1 liegt vorzugsweise eine Gleichspannung von etwa 550 V. Diese Spannung wird an die Anschlüsse 7 und 8 angelegt. Die auf die kohlenstoffhaltigen Schichten aufgestäubten Metallatome reagieren mit dem Kohlenstoff dieser Schicht, da diese Metallatome mit hoher Energie (etwa 6 eV) abgestäubt werden und auf Grund ihrer großen freien Weglänge auf ihrem Weg zum Substrat nur wenig gestreut werden. Auf diese Weise entstehen Metallkarbidschichten. Diese Metallkarbidschichten, beispielswei-, se Tantalkarbidschichten im Falle der Aufstäubung von Tantal liegen in derselben Ebene wie die Metallschichten. Mit einem Fotoätzprozess Würden die als Leiterbahnen dienenden Metallschichten auf die gewünschte Geometrie gebracht

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dünnschichtschaltkreis mit Widerstandsschichten und Leiterbahnen auf einem Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Substrat (1) in derselben Ebene aneinandergrenzende Metalischichten (3) als Leiterbahnen und Metallkarbidschichten (2) als Widerstandsschichten in vorgegebenen Anordnungen vorgesehen sind, wobei die Metallkarbidschicht eine Schicht aus dem Karbid des Metalls der Metallschicht ist

2. Dünnschichtschaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht aus Tantal und die Metallkarbidschicht aus Tantalkarbid ist

3. Dünnschichtschaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht aus Niob die Metallkarbidschicht aus Niobkarbid ist.

4. Dünnschichtschaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht aus Molybdän und die ivietaiikarbidschicht aus Moiybdänkarbid ist.

5. Dünnschichtschaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht aus Wolfram und die Metallkarbidschicht aus Wolframkarbid ist

6. Dünnschichtschaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Metallschicht aus Zirkonium und die Metallkarbidschicht aus Zirkoniumkarbid ist

7. Dünnsch^htschaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß d.'° Metallschicht aus Chrom und die Metallkarbidschicht aus Chromkarbid ist

8. Verfahren zur Herstellung eines Dünnschichtschaltkreises nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß in einem Verfahrensschritt auf das Substrat zunächst eine kohlenstoffhaltige Schicht (4) vorgegebener Struktur aufgebracht wird und daß in einem weiteren Verfahrensschritt auf das Substrat und auf die kohlenstoffhaltige Schicht mit Metallatomen hoher Energie eine Metallschicht aufgestäubt wird, wobei gleichzeitig Leiterbahnen und Widerstandsschichten erzeugt werden und daß die Leiterbahnen durch Fotoätzung auf die gewünschte Geometrie gebracht werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht durch Kathodenzerstäubung mit fremderregtem Plasma bei einem Druck von etwa 7 · 10-⁴ Torr aufgestäubt wird.