DE2506990A1 - Verfahren zum selektiven galvanischen niederschlagen von weichgold auf zusammengesetzte oberflaechen - Google Patents
Verfahren zum selektiven galvanischen niederschlagen von weichgold auf zusammengesetzte oberflaechenInfo
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- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/24—Reinforcing the conductive pattern
- H05K3/243—Reinforcing the conductive pattern characterised by selective plating, e.g. for finish plating of pads
-
- H—ELECTRICITY
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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Description
PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN
Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radeckestraße 43 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313
Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237
Western Electric Company Incorporated Newby, K. R. 3-2/4
New York / USA
Verfahren zum selektiven galvanischen Niederschlagen von Weichgold auf zusammengesetzte Oberflächen
Die Erfindung bezieht sich auf das galvanische Niederschlagen von Gold des bei elektronischen Bauelementen üblichen Reinheitsgrades.
Von besonderem Interesse ist dabei das selektive galvanische Niederschlagen auf bestimmte Zonen einer Metallzusammensetzung
auf einer zusammengesetzten Oberfläche, die Zonen unterschiedlicher Metallzusammensetzung aufweist.
Beispielsweise ist in der US-PS 3 287 612 ein einschlägiges
Verfahren für die Herstellung integrierter Siliciumschaltungen beschrieben. Dieses Verfahren sowie später entwickelte
Variationen beruhen üblicherweise auf einem Gold-Galvanisierungsschritt
zur Erhöhung der Leitfähigkeit von Zwischenverbindungen und Kontaktgebieten, wie diese als Edelmetallzonen (üblicherweise
Platin oder Palladium) auf einer ansonsten mit Titan
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beschichteten Oberfläche vorliegen. Im allgemeinen sind die Titanzonen während der Galvanisierung von einem Fotolack bedeckt.
Während dieses Verfahren erfolgreich angewandt wurde, hat es
Beschränkungen hinsichtlich der erreichbaren Musterfeinheit
(Auflösungsvermögen), die seine Anwendbarkeit bei Schaltungen mit kleineren Abmessungen beschränken. Eine Verschlechterung
des Auflösungsvermögens wurde dem "Unterplattieren11 zugeschrieben, d. h. einem galvanischen Niederschlag von Gold auf
fotolackbeschichteten Titanzonen, die an die Edelmetallzonen angrenzen.
Entsprechend der Erfindung erhält man eine schärfere Definition
leitender Oberflächen durch die Verwendung eines Galvanisierungsverfahrens,
das zu selektiven Niederschlägen von Gold nur auf Platin oder Palladium führt, während andererseits praktisch
kein Goldniederschlag auf Titan erhalten wird. Ein derartiger selektiver Niederschlag wird erreicht durch Begrenzen des
maximalen Potentials, das während des Galvanisierungsprozesses erreicht werden kann. Ein System aus drei Elektroden unter Verwendung
eines Potentiostaten ist dabei zur Steuerung des
Potentials zweckmäßig.
Wie vorstehend erwähnt, besteht das Problem darin, daß sich
Gold auf Titan längs der Platin-Titan-Grenzfläche als eine Unterplattierung einer Fotolackschicht niederschlägt, die die
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Titanoberfläche bedeckt. Jedoch existiert das Problem eines derartigen Goldniederschlages gleichgültig, ob nun die Fotolackschicht
vorhanden ist oder fehlt. Demgemäß stellt sich das erfindungsgemäße Resultat ein, ob nun die Titanoberfläche durch
eine Fotolackschicht geschützt ist oder nichtw
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Selektivität für einen galvanischen Goldniederschlag
auf Edelmetallzonen, beispielsweise auf Platin oder Palladium, gegenüber einem Elektroniederschlag auf Titanzonen verstärkt.
Eine derartige Verstärkung ist von größter Bedeutung nach erfolgtem Einsatz der Galvanisierung und erlaubt ein erhöhtes
Galvanisierungspotential mit begleitender erhöhter Galvanisierungsstromdichte. Die Galvanisierungsstromdichte kann entsprechend
der Erfindung Werte in der Größenordnung eines Milliampere/cm und darüber bei einer Galvanisierungsstufe
erreichen, die Niederschlagsdicken von weniger als 0,5 Mikrometer entsprechen. Werte bis zu 15 mA/cm und darüber wurden
während der Metallisierung zum Erhalt von 1 bis 2 Mikrometer dicken Niederschlägen erreicht.
Diese bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beruht auf der andauernden Gegenwart von 20 Teilen
pro Milliarde bis 2 Teile pro Million Blei in Galvanisierungsbad, bezogen auf die ganze Lösung. Die wirksamste Anwendbarkeit
beruht auf der beobachteten Beziehung zwischen maximaler Stromdichte (bei fortdauernder Messung) und dem pH-Wert. Im
5 0 9 8 3 b / 1 ü 3 9
allgemeinen nimmt die zugelassene Stromdichte mit zunehmendem pH-Wert zu. Ein bevorzugter pH-Wertebereich ist durch ein
Minimum von etwa 5 definiert. Die obere Grenze des Bereiches, die für viele Zwecke bei etwa 10 liegt, hängt von anderen
Erwägungen ab, beispielsweise von der Empfindlichkeit des Fotolackraaterials gegenüber einem Angriff durch stark
alkalische Lösungen.
Nachstehend ist das erfindungsgemäße Verfahren an Hand der Zeichnung im einzelnen beschrieben; es zeigen:
Fig. 1 bis 5, jeweils im Schnitt, einen Teil eines Halbleiterbauelementes mit entsprechend der
Jeweils gewünschten Schaltung eindiffundierten pn-Übergängen, aufgebrachten Elektrodenkontakten
und Verbindungen in verschiedenen Herstellungsstadien und
Fig. 6 ein Diagramm zur Darstellung der Abhängigkeit der Stromdichte in mA/cm von der Zeit in
Sekunden, wobei das Diagramm sich auf die erwähnte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens bezieht und zwei Kurven enthält, welche den Verlauf bei sich entsprechend
einem bestimmten Programm erhöhendem Galvanisierungspotential einmal für ein unmodifiziertes
Standardgoldgalvanisierungsbad und einmal für
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ein bleimodifiziertes Bad entsprechend der Erfindung wiedergeben.
1. Metallisierungsprozedur
Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines Halbleiterbaueleraentes,
dessen Körper 11 ein Teil einer Halbleiterscheibe ist, in der eine Reihe Halbleiterbauelemente hergestellt werden.
Durch vorgängige allgemein bekannte Maskier- und Diffusionsmethoden sind Leitungstyp-Zonen 12 und 13, die
der Basis bzw. dem Emitter eines Transistors entsprechen, hergestellt worden. Diese Zonen sind durch pn Übergänge
14 und 15 definiert. Eine Siliciumdioxid-(SiO2 }Maskierschicht
16 ist auf der Oberfläche des Körpers gebildet und mit Öffnung versehen, um Kontaktgebiete für die Elektroden
zur p-leitenden Basis 12 und zum η-leitenden Emitter 13
zu definieren. Übliche fotolitographische Methoden und Ätzmethoden werden zur Behandlung der darunter liegenden
Siliciumoberfläche verwendet und bedürfen im vorliegenden Zusammenhang keiner weitergehenden Erörterung. Bezüglich
näherer Einzelheiten sei auf die US-PS 3 122 817 verwiesen.
Die nachstehende Beschreibung der Metallisierungsprozedur erfolgt im allgemeinen gemäß den Lehren von Lepselter und
entsprechend dem eingangs geschilderten Stanö der Technik. Die Lepselter zugeschriebenen Teile der Beschreibung sind
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lediglich als Hintergrundinformation wiedergegeben und sind nicht Bestandteil der Erfindung. Die Grenzen der Dicken der
Metallisierungsschichten dienen lediglich als Beispiele. Die Reinheit sämtlicher beschriebener Materialien liegt in -handelsüblichen
Bereichen. Beispielsweise haben die niedergeschlagenen Metalle im Regelfall eine Reinheit von 99,99 %, die Reinheit
von Gold kann jedoch auch nur 99/£, Rest hauptsächlich Härtungsmittel, betragen.
Als erstes wird eine einige hundert S. dicke Platindünnschicht,
beispielsweise durch Zerstäuben, auf der ganzen Oberfläche niedergeschlagen (nicht dargestellt). Es folgt eine kurze
Erhitzung,um das Platin mit dem Silicium zusammenzusintern, um einen guten elektrischen Kontakt zu dem in den öffnungen
freiliegenden Silicium herzustellen. Sodann wird das Platin von den Oxidgebieten durch Spülen der ganzen Scheibe in
Königswasser entfernt. Das Verfahren ist im einzelnen beschrieben in der US-PS 3 274 6?O (Lepselter).
Als nächstes wird gemäß Fig. 2 eine (etwa 0,15 bis 0,3 Mikrometer dicke) Titanschicht 17 auf der ganzen Oberfläche des
Körpers 11 niedergeschlagen. Auf den Titanschichtniederschlag folgend, wird eine (etwa 0,15 Mikrometer bis 0,3 Mikrometer
dicke) Platinschicht 18 auf der ganzen Oberfläche niedergeschlagen.
Sowohl die Titan- als auch die Platinschicht werden zweckmäßig nach allgemein bekannten Vakuumniederschlagsmethoden
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—· 7 —
wie Zerstäuben oder Elektronenstrahl-Verdampfung,niedergeschlagen.
Sodann wird eine Fotolackschicht 19 aufgebracht, um die gewünschten Elektroden- und Anschlußmuster in der
Platinschicht zu definieren, wie dieses in Fig. 2 dargestellt ist.
Eine dritte Metallschicht 20 aus Gold wird auf den restlichen Zonen der Platinschicht 18 durch galvanischen Niederschlag erzeugt.
Entsprechend der Erfindung und im Unterschied zum Stand der Technik wird dabei das Potential auf einen Maximal-r
wert begrenzt, wie dieses nachstehend im einzelnen wiedergegeben ist. Für die übliche Bauelementfertigung wird die Goldschicht
in einer Dicke von etwa 1 bis etwa 2 Mikrometer niedergeschlagen, das in den meisten Anwendungsfallen zur Sicherstellung
einer guten Leitfähigkeit ausreichend ist.
Während des galvanischen Niederschlages wird üblicherweise die Titanoberfläche durch eine zweite Fotolackschicht geschützt.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens verhindert nun
geglichen nennenswerten galvanischen Goldniederschlag auf Titan. Die zweite Fotolackschicht kann deshalb alternativ
weggelassen,werden, wobei wiederum der Goldniederschlag im wesentlichen nur auf den Platinzonen auftritt, so lange das
maximal zulässige Potential während des galvanischen Niederschlages nicht überschritten wird.
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Auf den galvanischen Goldniederschlag folgend, dessen Resultate in Fig. 4 dargestellt sind, werden die von der Platin-Gold-Eeschichtung
nicht bedeckten Teile der Titanschicht bequemerweise entfernt mit üblichen chemischen Ätzmitteln. Fig. 5 zeigt
dann die fertige Vorrichtung, wie diese entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren metallisiert worden ist.
Die in Fig. 6 dargestellten Kurven repräsentieren eine große Anzahl Meßdaten, wie diese auf Grund zahlreicher Variierungen
der Galvanisierungsbedingungen und der Zusammensetzungen gewonnen wurden. Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
ergibt sich aus einem Vergleich der Kurven A und B. Die Kurve A&bt die Ergebnisse für ein unmodifiziertes für elektronische
Zwecke handelsübliches Dicyanoaurat-Galvanisierungsbad wieder,
und die Kurve B gibt die Ergebnisse für dasselbe Bad wieder,
2+ *
dem etwa ein Milligramm Pb pro Liter Galvanisierungsbad hinzugefügt worden sind. Für die wMergegebenen Daten wurde die zu beschichtende Oberfläche, die aus Palladium und Titanzonen bestand anfänglich kathodisch vorgespannt auf -250 Millivolt gegenüber einer gesättigten Calomel-Elektrode (siehe "Electroanalytical Chemistry", zweite Auflage, J. J. Lingane, Interscience, N. Y. 1958, Seite 27). Die anfängliche Stromdichte war für das unmodifizierte Bad vernachlässigbar und lag bei einem Wert von etwa 0,1 mA/cm für das modifizierte Bad. Nach etwa zwei Minuten wurde die Kathodenspannung auf -500 mV erhöht. Nach Erreichen dieses Potentials stieg die Stromdichte auf etwa 0,4 und 0,8 mA/cm an. Während der dieser Spannungsänderung unmittelbar folgenden Periode erhöhte sich
dem etwa ein Milligramm Pb pro Liter Galvanisierungsbad hinzugefügt worden sind. Für die wMergegebenen Daten wurde die zu beschichtende Oberfläche, die aus Palladium und Titanzonen bestand anfänglich kathodisch vorgespannt auf -250 Millivolt gegenüber einer gesättigten Calomel-Elektrode (siehe "Electroanalytical Chemistry", zweite Auflage, J. J. Lingane, Interscience, N. Y. 1958, Seite 27). Die anfängliche Stromdichte war für das unmodifizierte Bad vernachlässigbar und lag bei einem Wert von etwa 0,1 mA/cm für das modifizierte Bad. Nach etwa zwei Minuten wurde die Kathodenspannung auf -500 mV erhöht. Nach Erreichen dieses Potentials stieg die Stromdichte auf etwa 0,4 und 0,8 mA/cm an. Während der dieser Spannungsänderung unmittelbar folgenden Periode erhöhte sich
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die Stromdichte im bleimodifizierten Bad auf etwa 1 mA/cm , während der Stromfluß im unmodifizierten Bad im wesentlichen
konstant blieb. Nach einem weiteren Intervall von etwa 2 Minuten wurde die Spannung erneut erhöht, diesesmal auf einen
Wert von etwa -600 mV. Diese weitere Änderung resultierte zu einer sehr scharfen Zunahme der Stromdichte auf einen anfängliehen
Viert von 2,5 mA/cm für das bleimodifizierte Bad, während die Stromdichte im unmodifizierten Bad nur etwa auf
0,8 mA/cm anstieg. Nach einer gesamten Niederschlagszeit von etwa 8,5 Minuten, erhielt man eine Niederschlagsdicke von etwa
0,5 Mikrometer im modifizierten Bad. Weitere Erhöhungen resultierten wie angegeben in einer schließlichen Stromdichte von
angenähert 5 mA/cm im bleimodifizierten Bad und von etwa
2 mA/cm im unmodifizierten Bad. Die schließliche Golddicke betrug etwa 2 Mikrometer für das modifizierte Bad und etwa
0,65 Mikrometer für das unmodifizierte Bad.
Tatsächlich waren die in den Versuchen entsprechend Kurven A und B erhaltenen Niederschlagserzeugnisse nicht miteinander
vergleichbar. Abgesehen von der ent sprechend. Kurve B erhöhten Niederschlagsdicke zeigten Mikrofotografien keine feststellbaren
Goldansätze auf den Titanzonen bei Arbeiten mit dem bleihaltigen Bad. Im Gegensatz hierzu fanden sich ausgeprägte
Goldkeime, deren Anzahl etwa 40.000 pro mm betrug, auf der entsprechend Kurve A im unmodifizierten Bad galvanisierten
Probe. Von anderen Daten kann geschätzt.werden, daß eine 2 Mikrometer
dicke goldbeschichtete Oberfläche bei einem praktisch nicht
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meßbaren Gold-auf-Titan-Niederschlag hergestellt werden kann
in einem unmodifizierten Bad unter den in der Zeichnung angegebenen
Bedingungen, wenn die Spannung auf maximal -500 mV beschränkt wird. Da diese Vorspannung zu einer maximalen Stromdichte
von nur etwa 1 mA/cm führt, ist die erforderliche Gesamtzeit etwa viermal so lang wie die unter den Bedingungen
entsprechend Kurve B erforderliche Zeit (etwa 1 Stunde im Vergleich zu 15 Minuten für Kurve B).
Die Einsatzpotentiale sind für eine Reihe Metalle unter zahlreichen
Bedingungen sorgfältig gemessen worden. Die in der nachstehenden Tabelle wiedergegebenen Werte sind beispielhaft.
Sämtliche Werte sind in mV angegeben, gemessen gegenüber einer gesättigten Calomel-Elektrode.
pH 5 | τ>Η 7 | pH 8 | pH 10 | |
Pt | +105 | -156 | -302 | -320 |
Pd | +155 | -80 | -180 | -170 |
Au | +155 | -214 | -255 | |
Ti | -275 | -312 | -394 | -434 |
Während die Einsatzpotentiale eine bestimmte Änderung mit dem pH-Wert zeigen, wobei eine im allgemeinen zunehmende Vorspannung
mit zunehmendem pH-Wert erforderlich war, zeigt der wesentlichere
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Parameter die Differential-Vorspannung, die den zulässigen anfänglichen Arbeitsbereich für die Vorzugsgalvanisierung
darstellt, keine nennenswerte Änderung. Die angegebenen Werte sind nur bei der Bestimmung des anfänglich für die Galvanisierung
erforderlichen Potentials von praktischem Interesse. So resultiert beispielsweise bei einem pH-Wert von 5 eine
Vorspannung im Bereich von +105 mV bis -275 mV zu der Vorzugsgalvanisierung
von Platin. Eine mögliche handelsübliche Betriebsart, die keine Bezugselektrode erfordert, würde eine
Stromfeststellschaltung benutzen und mit einem vorprogrammierten Verlauf für die Spannungserhöhung nach Einsatz des
galvanischen Niederschlages entsprechend beispielsweise einem Wert von 0,05 mA/cm , arbeiten.
Im allgemeinen sind die Kurvenformen der Fig. 6 für sämtliche Zusammensetzungen und Galvanisierungsbedingungen repräsentativ,
die entsprechend dem vorliegenden Verfahren zugelassen sind. Der pH-Wert ist ein Parameter von erstrangiger Bedeutung. Während
es möglich erscheint, eine Edelmetall-Vorzugsgalvanisierung auf
einer zusammengesetzten, titanaufweisenden Oberfläche bei pH-Werten bis herab zu 5 oder niedriger zu erreichen, wird die zugelassene
Stromdichte bei ansonsten identischen Bedingungen wie in Fig. 6 beträchtlich kleiner. Beispielsweise ist zu erwarten,
daß, während eine Stromdichte von 2 mA/cm erhalten werden kann während der Abscheidung von einem Mikrometer Gold bei einem
pH-Wert von 7 oder darüber, die maximal zugelassene Stromdichte einen Wert von nur etwa 1 mA/cm für dieselbe Nieder-
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erreicht schlagsdicke bei einem pH-Wert von 5^ Es sei vermerkt, daß
ein zunehmender pH-Wert eine noch größere Stromdichte zuläßt, so daß erwartet werden kann, daß eine Stromdichte von 2 mA/cm
erreicht werden kann für eine Niederschlagsdicke von 0,5 Mikrometer oder darunter bei einem pH-Wert von 9 oder 10. Die angegebenen
Stromdichtewerte entsprechen sämtlich der Herstellung eines akzeptablen Erzeugnisses, dh. einer zusammengesetzten
Oberfläche, die neben Titan auch das zu beschichtende Edelmetall enthält und bei der Goldkeime in der Größenordnung von
2000 Ä oder größer praktisch fehlen.
Im allgemeinen ändern sich die zugelassenen Stromdichten nicht nennenswert mit Änderungen der übrigen Parameter, wie GbIdkonzentration,
Temperatur usw. innerhalb der in den nachstehenden Abschnitten 2 und 3 angegebenen Bereichen.
Die restliche Beschreibung ist in zwei Teile gegliedert: der erste betrifft das allgemeine Konzept, d. h. eine Vorzugsgalvanisierung,
die auf unterschiedlichen Einsatzpotentialen beruht und in den Abschnitten 2A und 3A beschrieben ist; und
der zweite Abschnitt befaßt sich mit der bevorzugten Ausführungsform, nach welcher eine Vorzugsgalvanisierung verstärkt wird
durch die Verwendung von Blei als Zusatzmaterial, was in den Abschnitten 2B, 3B und 4B beschrieben ist.
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2A Galvanisierungsprozedur
Es können alle handelsüblichen Goldgalvanisierungsbäder benutzt werden. Jedoch im Unterschied zur üblichen Praxis
hängt der vorliegende Prozeß wenigstens zu Beginn vom Potential und nicht vom Strom ab. Im einezlnen darf, damit Gold sich nur
auf Platin oder Palladium, nicht aber auch auf Titan niederschlägt, das Potential an der Titanschicht einen Maximalwert
nicht überschreiten. Das während der Galvanisierung erreichbare maximale Potential hängt von verschiedenen Faktoren ab,
so vom Galvanisierungszellenaufbau, Zusammensetzung und pH-¥ert des GaIvanisierungsbades, Badumwälzgeschwindigkeit usw. Der
Praktiker muß daher für eine gegebene Gruppe von Bedingungen das maximale Galvanisierungspotential experimentell so bestimmen,
daß sich Gold nur auf Platin oder Palladium, nicht aber auf Titan, niederschlägt.
Das maximale Galvanisierungspotential bestimmt sich wie folgt: Eine zwei Metalle (Platin-Titan; Palladium-Titan) umfassende
Oberfläche, im Folgenden Bimetalloberfläche genannt, bei der die Metalle elektrisch kurzgeschlossen sind, wird in ein
Goldgalvanisierungsbad eingetaucht, und es wird ein konstantes kathodisches Potential an die Bimetalloberfläche angelegt, bis
eine gewünschte Golddicke auf den Platin- oder Palladiumzonen erreicht wird. Die Prozedur wird für mehrere Bimetalloberflächen
bei verschiedenen konstanten Potentialen wiederholt. Die resultierenden goldplattierten Oberflächen werden mikroskopisch nach
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Spuren von Goldniederschlägen auf Titan untersucht, um den
anwendbaren maximalen Potentialwert zu bestimmen. Es wurde gefunden, daß, wenn das Potential kathodischer wird, Spuren
von Goldniederschlägen, Keimstellen genannt, auftreten. Solange jedoch die Keimstellen das chemische Ätzen nicht
beeinträchtigen, stellen sie ein nur kleines Problem dar, wenn sie in relativ kleiner Anzahl (etwa 5000 Keimstellen
pro cm )vorhanden sind, da diese Keimstellen von der Bimetalloberfläche
wegfallen, wenn die nicht vom Platin oder Palladium abgedeckten Teile der Titanschicht durch die nachfolgende Ätzbehandlung
entfernt werden.
Bei der Durchführung des Verfahrens empfiehlt es sich, ein Drei-Elektroden-System in Verbindung mit einem handelsüblichen
Potentiostaten bei der Ausführung des galvanischen Niederschlages
zu verwenden. Während Zwei-Elektroden-Anordnungen grundsätzlich
verwendet werden könnten, sind sie infolge unkontrollierbarer Anodenpotentialänderungen nicht sonderlich praktisch. Diese
Anodenpotentialänderungen rühren von verschiedenen Faktoren· her, so von Badumwälzgeschwindigkeiten, aufgelöstem Sauerstoff,
Goldverarmung usw. Andererseits können Potentiostaten zur Steuerung der Potentiale in Drei-Elektroden-Anordnungen verwendet
werden, die aus einer Arbeitselektrode, einer Gegenelektrode und einer Bezugselektrode - sämtlich in das Galvanisierungsbad
eingetaucht - bestehen. Das Potential der Arbeitselektrode, vorliegend die Bimetalloberfläche, wird konstant durch die
Bezugselektrode überwacht. Der Potentiostat stellt den zuge-
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führten Strom zwischen Arbeitselektrode und Gegenelektrode so ein, daß das Potential der Arbeitselektrode gegenüber der
Bezugselektrode konstant bleibt. Als Gegenelektrode wird zweckmäßig eine Platinfolie benutzt. Beispiele für die
Bezugselektrode sind die Calomelelektrode (Quecksilberchlorid
in Kontakt mit Quecksilber, beides eingetaucht in eine wässrige Kaliumchloridlösung bekannter Konzentration)
und die Silber-SilbercHorid-Elektrode (Silberchlorid in Kontakt mit Silber, beides eingetaucht in Chlorwasserstoffsäure).
Pot ent io stat en sind bekannt und im einzelnen an anderer Stelle beschrieben, es darf daher insoweit hierauf
verwiesen werden; siehe beispielsweise Band 35, "Analytical Chemistry", Seiten 1770 - 1778 (1963).
3A Beispiele *
Bimetalloberflächen (Platin-rTitan; Palladium-Titan), wie
diese bei der Herstellung von integrierten Siliciumschaltungen resultieren, wurden mit Gold unter Bedingungen galvanisiert,
bei denen das Potential für die betreffende Probe gegenüber einer in Sättigung gehaltenen Calomelbezugselektrode (SCE)
konstant gehalten, jedoch von Probe zu Probe geändert wurde. Eine Platinfolie wurde als Gegenelektrode benutzt. Die Auswirkung
derart angelegter Potentiale an Bimetalloberflächen auf die Entstehung von Goldkeimstellen auf Titan ist in der
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nachstehenden Tabelle wiedergegeben. Der in der Tabelle ange-
wössrigtn
gebene pH-Wert von 7,5 wurde unter Verwendung eines Bades erhalten,
das sich aus 20 g pro Liter KAu(CN)2 und 50 g pro Liter
Zitronensäure zusammensetzte, wobei der pH-Wert von 7,5 mit KOH eingestellt war. Die weiterhin angegebenen pH-Werte von
8 und 10 wurden unter Verwendung eines wässrigen Bades erhalten, das sich aus 20 g/l KAu(CN)2, 40 g/l K2HPO^ · 3H2O und
10 g/l KH2PO, zusammensetzte, wobei der pH-Wert mit KOH eingestellt
war.
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Untersuchung der Goldkeimbildung auf Titan bei konstantem
Potential (gegenüber SCE)
Oberfläche | pH | • | 8 | Angelegtes | Keimbildung auf Ti |
ro X 6ΠΤ» X CtX (Millivolt) |
|||||
Pt-Ti | 7.5 | -600 | sehr schwach | ||
-650 | schwach bis mäßig | ||||
8 | 10 | -700 | sehr schwach | ||
-750 | schwach | ||||
-800 | mäßig | ||||
10 | -700 | sehr schwach | |||
-750 | sehr schwach | ||||
-800 | mäßig | ||||
Pd-Ti | 7.5 | -550 | sehr schwach | ||
-600 | schwach bis mäßig | ||||
-650 | sehr schwach | ||||
-700 | schwach | ||||
-750 | stark | ||||
-800 | sehr stark | ||||
-600 | keine | ||||
-700 | sehr schwach | ||||
-750 | sehr schwach | ||||
-800 | sehr stark |
Anmerkung: Sehr schwach bedeutet weniger als 5000 Keimstellen/cm ρ
und schwach bedeutet weniger als 50.000 Keimstellen/cm , wobei die Keimstellen üblicherweise einen Durchmesser
von weniger als 1 Mikrometer haben.
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Man sieht aus der Tabelle, daß bei den stärker kathodischen Werten eine größere Anzahl Keimstellen auf Titan auftreten.
Ebenso schiebt eine Erhöhung des pH-Wertes das noch zulässige Maximalpotential auf stärker kathodische Werte.
Da höhere Potentiale die erforderliche Niederschlagszeit reduzieren, ist es wünschenswert, das höchste Potential zu
verwenden, das sich mit einer minimalen Keimstellenbildung verträgt. Wenn man das Fehlen eines Goldniederschlages als
das Vorhandensein von weniger als 5000 Goldkeimstellen pro
cm auf Titan definiert, dann liegt im pH-Wertebereich von
7,5 bis 10 das anwendbare Maximalpotential zwischen etwa -600 Millivolt und etwa -750 Millivolt für eine Platin/Titan-Bimetalloberfläche
und zwischen etwa -550 Millivolt und -750 Millivolt für eine Palladium/Titan-Bimetalloberfläche,
wobei die stärker kathodischen Werte den höheren pH-Werten zugeordnet sind.
Die maximalen Potentialwerte hängen auch von anderen Faktoren wie angegeben ab und es darf vorausgesetzt werden, daß solche
Faktoren wie Zusätze oder Änderungen in der Galvanisierungsbadzusammensetzung die maximalen Potentialwerte um bis zu 23%
ändern können. Unter Berücksichtigung dieses Umstandes reicht das anwendbare maximale Potential von etwa -750 Millivolt bis
-935 Millivolt für eine Platin/Titan-Bimetalloberfläche im pH-Wertebereich von 7,5 bis 10, und von -690 Millivolt bis
-935 Millivolt für eine Palladium/Titan-Bimetalloberfläche im selben pH-Wertebereich.
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2B Überlegungen hinsichtlich der Zusammensetzung a) Übliche Zusammensetzungen
Ein übliches Weichgold-Galvanisierungsbad enthält nur ein
Goldkomplexsalz und Salze, wie diese zur Pufferung auf einen gewünschten pH-Wert und zum Erhalt der erforderlichen ionischen
Leitfähigkeit benötigt werden. Übliche Bäder sind wässrig. Unbeabsichtigte Verunreinigungen, z. B. Silber,
Eisen, Nickel und Kobalt sind gewöhnlich sehr klein. Ein Wert von weniger als 0,01 %, beruhend auf emissionsspektroskopischen
und Atomabsorptionsanalysen ist typisch. Entsprechend allgemeiner Übung wird die Badzusammensetzung angegeben in
g/l (Gramm fester Substanz pro Liter Galvanisierungsbad).
Gold: etwa 3 Gramm pro Liter bis zur Löslichkeitsgrenze. Das zumeist übliche Salz für die Galvanisierung elektronischer
Bauelemente ist Kaliumdicyanoaurat, KAu(CN)2. Eine übliche
Alternative, das entsprechende Natriumkomplexsalz, ist für elektronische Zwecke im allgemeinen unerwünscht, da es zu
einer Natrium-Verunreinigung führen kann. Die untere Grenze von etwa 3 g/l erlaubt eine maximale Galvanisierungsstromdichte
von etwa 2 mA/cm . Im allgemeinen ist ein niedrigerer Goldgehalt unüblich wegen des beschränkten Stromdichtebereiches
und wegen der dann häufig erforderlichen Baderneuerung. Während die absolute obere Grenze die Löslichkeitgrenze
ist, die etwa bei 145 g/l für KAu(CN)2 bei Zimmer-
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temperatur liegt, ist üblicherweise ein niedriger liegendes Maximum bevorzugt. Dieses bevorzugte Maximum liegt bei etwa
120 g/l und ist von dem Wunsch diktiert, die Goldverluste durch Herausschleppen zu minimalisieren (bedeutsamer Goldverlust
der Lösung als Folge der an der herausgenommenen Kathode haftenden Flüssigkeitsschicht). Ein Goldsalzgehalt
von 20 g/l reicht für einen Niederschlag bis zu einer praktischen Maximalgeschwindigkeit unter den meisten Bedingungen
aus und wurde für die Lösungen der hier erwähnten Beispiele benutzt.
Salzzusätze: 25 g/l bis 250 g/l. Diese Salzzusätze dienen
zweierlei' Gründen, nämlich die Einstellung (und Aufrechterhaltung)
eines gewünschten pH-Wertes und/oder die Aufrechterhaltung des gewünschten ionischen Leitxähigkeitswertes. Wo
ein Puffersalzsystem verwendet wird, kann dieses von Hause aus die Leitfähigkeit auf den gev/ünschten Wert erhöhen, so
daß die Notwendigkeit für die Zugabe eines leitfähigkeitserhöhenden Bestandteils entfallen kann. Die angegebenen
Greisen sind hauptsächlich durch praktische Erwägungen diktiert. Ein Minimum von 15 g/l üblicher Salze wie Phosphat, Zitrat
oder Acetat, stellt eine Leitfähigkeit in der Größenordnung von 0,015 bis 0,025 0hm"1 cm""1 bei 25° C sicher. Dieses
Minimum ist allgemein auch für die meisten gepufferten Systeme erforderlich, um eine ausreichende Pufferwirkung zu erzeugen,
bitWebs
um den pH-Wert während einer vernünftigen Badüauer bei vernünftigen
Abscheidungsgeschwindigkeiten aufrecht zu erhalten.
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Das angegebene Maximum überschreitet die Puffermenge, die üblicherweise zum Aufrechterhalten des pH-Wertes während
der Badlebensdauer notwendig ist. Beispielsweise wurden die für die Galvanisierungsprozesse, die zu den Daten der
Fig. 6 führten, benutzten Lösungen auf einen pH-Wert von 8,0 durch Verwendung von 35 g/l KH2PO^ (entspricht 24 g/l
PO. ^") zusammen mit etwa 13 g/l KOH gepuffert. Es gibt eine
große Anzahl Puffersalze und es liegen ausreichend Erfahrungswerte
vor, um sagen zu können, daß das erfindungsgemäße Verfahren keine Beschränkung bezüglich dieser
Klasse erfordern würde. Beispielhafte Salze umfassen die «!!basischen und tribasischen Posphate (im allgemeinen
Kalium oder Amoniumphosphate, wobei Natrium aus demselben Grund zu vermeiden ist wie es als das Cation im Goldkomplex unerwünscht ist), ferner Aisoniumsalze einschließlich
Zitrat, SiJfat, Phosphat, Kaliumcarbonat, Kaliumbicarbonat,
Kaliumacetat, Kaliumcyanid und entsprechende Säuren wie Phosphorsäure, Zitronensäure und Essigsäure usw.
Die basische Komponente des Puffersystems ist, wenn immer erforderlich, üblicherweise Kaliumhydroxid, obgleich auch
anderes alkalisches Material verwendet werden kann. Allgemeine Galvanisierungsversuche sind erfolgreich in ungepuff
ertem Kaliumdicyanoaurat bei höheren pH-Werten von 10 bis 13, obgleich solche hohen pH-Werte aus anderen Gründen,
beispielsweise wegen eines Fotolackangriffes, unerwünscht sein könnten. Salze, die zur Erhöhung der Leitfähigkeit verwendet
werden können, ohne daß sie dnen nennenswerten Einfluß
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auf den pH-Wert haben, sind beispielsweise Kaliumsulfat,
Kaliumcyanat und Kaliumformat.
Von handelsüblichen Weichgold-Galvanisierungsbädern für elektronische Zwecke wurde gefunden, daß sie bei frischem
Ansatz einen Verunreinigungsgesamtgehalt in der Größenordnung einiger Teile pro Million (im allgemeinen weniger
als 1 Teil pro Million) haben. Es kann aus den zugelassenen Galvanisierungsstromdichten und Niederschlagseigenschaften
ebenso auch aus den in der Fig. 6 wiedergegebenen Daten geschlossen werden, daß dieser Verunreinigungsgehalt nicht
bis zu 20 Teile pro Million an Blei einschließt. Die üblichen Verunreinigungen, die zu dem angegebenen Verunreinigungswert
beitragen, sind: Ag, Fe, Ni, Co. Nach längerem Gebrauch kann das Bad einen Verunreinigungsgehalt haben, der ausreichend
hoch ist, um den resultierenden Niederschlag zu "härten". Offensive Verunreinigungen, z. B. Nickel, werden üblicherweise
entfernt durch Reduzieren des pH-Wertes auf einen Wert von etwa 6,5 und durch anschließendes Puffern auf den gewünschten
Betriebswert.
b) Bleizugabe
Wie angegeben, wird der Bleigehalt, angegeben in Metallteilen pro Liter Lösung, mit Rücksicht auf ein verbessertes Betriebsergebnis auf mindestens 100 Teile pro Milliarde gehalten, obgleich
bereits 20 Teile pro Milliarde zu einer Verbesserung
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führen. Von dieser Menge wurde gefunden, daß sie zu einer ausgeprägten
Verbesserung der zulässigen Stromdichte im Vergleich zu einer unmodifizierten frischen Lösung führt, und daß sie
auch ausreichend hoch ist, um den gewünschten Effekt -.fahrend
der Badlebensdauer sicherzustellen. Ein Maximum von etwa zwei Teilen pro Million ist auf derselben Basis vorgeschrieben,
da nennenswert höhere Mengen zur Erzeugimg von Niederschlagen
schlechterer Morphologie neigen. Dieses ist jedoch' für viele
Zwecke eine nicht bevorzugte Grenze, da Niederschläge meßbare Bleimengen enthalten können. Die Härte von niederschlagen, die
aus Lösungen mit zwei Teilen Blei pro Million erzeugt wurden, liegt bei etwa 90 auf der Knoop-Skala. Dieses ist die maximale
Härte, die im allgemeinen für "Weichgold" vorgeschrieben ist. Eine bevorzugte obere Grenze von etwa i Teil Blei pro Million
wird deshalb angegeben, v/eil die Bleieinschlüsse im Niederschlag,
obgleich noch feststellbar, hinreichend klein sindj um nur minimalen Effekt auf den Niederschlag zu haben. Unterhalb
eines Wertes von etwa 500 Teile Blei pro Milliarde in der Lösung enthalten die Niederschläge praktisch kein Blei mehr,
soweit dieses mit üblichen Hilfsmitteln feststellbar ist. Dieses ist deshalb die noch bevorzugtere maximale Grenze. Ein bevorzugtes
Minimum liegt bei etwa 100 Teile Blei pro Milliarde, da dieser Wert ausreicht,, um maximale Niederschlagsgeschwindigkeiten
zu erlauben, und ausreichend hoch liegt, daß die Verarmungsgeschwindigkeit keine Bleierneuerung in stärkerem
Maße erfordert als das übliche Maß der Golderneuerung.
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Blei kann in jeder Form zugegeben v/erden, die in der Lösung
2+ löslich ist. Es ist allgemein vorhanden als Pb oder Pb(OH)2 und/oder Pb(OH),. Aus Gründen der sehr kleinen Menge
dieses Zusatzes ist es bequem,eine Stammlösung herzustellen, die dann im erforderlichen Ausmaß verdünnt wird. Es wurde
für zweckmäßig befunden, Zusätze in Form abgemessener Mengen einer 1,000 g/l-Lösung beizumischen, die hergestellt worden
ist durch Auflösen von 1,077 g/l PbO in 0,1 molarem KOH.
Wesentlich ist bei der Galvanisierung zusammengesetzter Oberflächen
entsprechend der Erfindung, daß der Niederschlag mit einer anfänglichen Keimbildung auf der oder den Edelmetallzonen
bei einem Kathodenpotential beginnt, der zwischen dem Einsatzpotential für diese Zonen und dem von Titan liegt. Wie
angegeben, kann dieser Anfangswert aus grundsätzlichen Daten bestimmt v/erden, beispielsweise aus jenen der vorstehend angegebenen
Tabelle und durch Eichung beispielsweise durch Bezugnahme auf eine gesättigte Calomelelektrode. Alternativ ist
es, wie angegeben, nur notwendig, das Potential bis zur Messung eines endlichen Galvanisierungsstroawertes beispielsweise
0,05 mA/cm , zu erhöhen. Kommerziell kann dieses die Form einer einminütigen anfänglichen Vorspannung von 250 mV
annehmen, gefolgt von einem Spannungserhöhungsprogramm mit einer anfänglichen Geschwindigkeit von 100 bis 300 mV pro
50983B/1Ü39
Minute auf ein Plateau von 650 mV entsprechend einer Stromdichte von 3 bis 4 mA/cm . Begrenzende Bedingungen hängen
von einer Reihe Faktoren einschließlich der Stärke des Umrührens ab. Tolerierbare Grenzen können durch visuelle Prüfung nach
Goldkeimen auf Titanoberflächen bestimmt werden. 2.000 8. große Keime können bei fünfhundertfacher Vergrößerung leicht festgestellt
werden.
Bezüglich der anderen Verfahrensbedingungen kann nach üblicher Praxis gearbeitet werden. Die Badtemperatur wird bequemerweise
zwischen 65 und 75° C gehalten, wobei ein breiterer Temperaturbereich
als von 60 bis 85° C gehend definiert ist. Ein Überschreiten des oberen Wertes kann zu einem nennenswerten Badverlust
durch Verdampfung führen, während niedrigere Temperaturen als 60° C zu gehärteten Niederschlägen infolge einer Änderung
in der Wachstumsmorphologie und möglicherweise auch infolge Kohlenstoffeinschlusses führen ko.nnen.
Andere Parameter, wie Elektrodenabstand und Elektrodenform usw., können entsprechend üblicher Praxis gewählt werden. Siehe
hierzu beispielsweise "Electroplating Engineering Handbook11,
3. Auflage, A. K. Graham, Van Nostrand, Reinhold Company, New York (1971).
4B Beispiele
Die nachstehenden Beispiele wurden auf einem bemusterten Substrat durchgeführt, wobei die Bemusterung aus einer Platin- oder
509835/ 1039
Palladiumschaltimg auf einer Titan-Vollflächenschicht bestand.
Das ganze wurde in jedem Falle von einem Siliciumplättchen der für Halbleiterbauelemente üblichen Reinheit getragen. Das
Schaltungsmuster stelle eine integrierte Silciumschaltung mit
Abmessungen einer Feinheit bis zu 10 Mikrometer Edelmetall bei einem gegenseitigen Abstand von 10 Mikrometer dar. In jedem
Fall wurde dieses Substrat zur Kathode bei seinem Eintauchen in ein wässriges Goldgalvanisierungsbad gemacht, wobei die Anode
feststehend und aus Platin oder aus platinbeschichtetem Titan aufgebaut war.
Die Lösung hatte die folgende Zusammensetzung:
KAu(CN)2 20 g/l #
KOH *v13 g/l
KH2PO4 35 g/l
Die Lösung hatte einen pH-Wert von etvra. 8. Die Galvanisierung
wurde bei 70° C ausgeführt; das Erzeugnis zeigte keine feststellbare
Goldkeimbildung auf den Titanbereichen bei einer Betrachtung mit fünfhundertfacher Vergrößerung, wobei eine
Golddicke von 2 Mikrometer entsprechend dem Programm nach Kurve B der Fig. 6 erzeugt wurde.
509835/1039
Es wurde wie nach Beispiel 1 gearbeitet, Jedoch mit einem Stromdichteerhöhungsprogramm, das bei einer anfänglichen
Vorspannung von annähernd 250 mV begann, die dann nach 100 Sekunden auf etwa 500 mV erhöht wurde, gefolgt von einer
Erhöhung auf 56 mV bei 250 Sekunden und einer schließlichen Erhöhung auf 860 mV nach insgesamt 380 Sekunden. Die Fortsetzung
des Prozesses bis zum Erhalt einer Niederschlagsdicke entsprechend der nach Beispiel 1 führte zu einem
Niederschlag derselben Qualität,wie diese unter den angegebenen Bedingungen gemessen wurde.
Es wurde wie nach Beispiel 1 gearbeitet, jedoch dieses Mal mit einer anfänglichen Vorspannung von 500 mV, die dann nach
100 Sekunden auf einen Endwert von 860 mV während annähernd
30 Sekunden erhöht wurde. Die Resultate waren im wesentlichen die gleichen wie bei Beispiel
Beispiel 1 wurde wiederholt mit einer anfänglichen Vorspannung von 300 mV, die nach 100 Sekunden langsam und kontinuierlich
während einer Zeitspanne von 350 Sekunden auf etwa 660 mV er-
509835/ 1038
höht wurde. Dieses Verfahren ist im wesentlichen das Äquivalent
zu Beispiel 1 (Kurve B der Fig. 6), wobei die kontinuierlich zunehmende Vorspannung etwa dem Mittelwert der dargestellten
stufenweisen Erhöhung entspricht. Die Niederschlagsdicke und -qualität waren im wesentlichen dieselben wie bei Beispiel 1.
Beispiele
5 bis
7
Es wurde wie nach Beispielen 1,2 und 4 gearbeitet, Jedoch mit folgender Badzusammensetzung:
KAu(CN)2 40 g/l
KOH 50 g/l
KH2PO4 240 g/l
pH-Wert 7
Während die Resultate in jedem Falle dieselben waren wie bei
den vorstehenden Beispielen (keine feststellbaren unerwünschten Goldkeime bei einer fünfhundertfachen Vergrößerung), führten
niedrigere Einsatzpotentiale (siehe die Tabelle oben) zu einer erhöhten Galvanisierungsstromdichte bei jeder Vorspannung.
Eine durchschnittliche Erhöhung von 50/ά in der Galvanisierungsstromdichte
lieferte eine entsprechende Abnahme der insgesamt erforderlichen Galvanisierungszeit.
509835/1039
Die Beispiele 5 bis 7 wurden wiederholt, jedoch mit einer Zusammensetzung, die 85 g/l KOH enthielt, um einen pH-Wert
von 8 zu erreichen. Die schließlichen Resultate waren im wesentlichen die gleichen. Die erforderlichen Zeiten zum
Erhalt einer Niederschlagsdicke von 2 Mikrometer waren, da pH-Wert-abhängig im wesentlichen die gleichen wie die der
Beispiele 1, 2 und 4.
Zahlreiche Versuche wurden zur Bestimmung der Anwendbarkeit des vorliegenden Verfahrens für verschiedene Metalle unter
verschiedenen Bedingungen durchgeführt. Beispielsweise wurden die Einsatzpotentiale für die verschiedenen angegebenen Metalle
in Badzusammensetzungen mit pH-Werten von 4,9 bis 10 gemessen. Die Natur der Bäder wurde gleichfalls geändert, beispielsweise
enthielten bestimmte der Badzusammensetzungen Zitronensäure oder dibasisches Amoniumzitrat.
509835/ 1 039
Claims (14)
- BLUMBACH · WESER . BERGEN . KRAMER ZWIRNER - HIRSCHPATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN 2506 9Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radeckestraße 43 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237Patentansprüche'1,; Verfahren zum selektiven galvanischen Niederschlagen von Weichgold auf einen Edelmetallbereich einer zusammengesetzten Oberfläche, die freiliegendes Titan aufweist, durch Eintauchen der Oberfläche in ein wässriges, ein lösliches Goldsalz enthaltendes Galvanisierbad und durch kathodisches Vorspannen der Oberfläche gegenüber einer eingetauchten Anode,gekennzeichnet durch Halten des Kathodenpotentials auf einem Wert, der während des Elektroniederschlages einen Maximalwert nicht überschreitet »derart, daß das Gold selektiv im wesentlichen nur auf dem Edelmetallbereich niedergeschlagen wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß für die zusammengesetzte Oberfläche eine Oberfläche verwendet wird, die aus einem Muster des Edelmetalls besteht, das auf eine kontinuierliche Titanschicht niedergeschlagen ist.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengesetzte Oberfläche die Oberfläche einer Beschichtung auf einem Halbleiterkörper ist.509835/ 1039
- 4. Verfahren nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, daß ein Oxid auf einer Halbleiteroberfläche niedergeschlagen wird, Öffnungen hierin zur Freilegung eines Teils der Oberfläche erzeugt werden, Titan auf die Oberfläche des Oxids niedergeschlagen wird, eine gemusterte Schicht eines Edelmetalls auf dem Titan erzeugt wird dergestalt, daß Teile des Titans freiliegen, und Gold auf galvanischem Wege auf dem Edelmetall niedergeschlagen wird.
- 5. Verfahren nach Anspruch 4,gekennzeichnet durch Erzeugen einer Fotolackschicht auf den freiliegenden Teilen des Titans vor dem galvanischen Niederschlag.
- 6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Halten des pH-Wertes des Galvanisierungsbades zwischen 5 und 10.
- 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,dadurch gekennzeichnet, daß bezüglich des Edelmetalls von wenigstens einem der Metalle Platin, Palladium oder Gold ausgegangen wird.
- 8. Verfahren nach Anspruch 7,dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Platin als das Edelmetall der Wert des maximalen Potentials im Titanbereich von etwa -750 mV bis -950 mV gegenüber einer50983 b/1ü39gesättigten Calomelbezugselektrode bei einem pH-Wertbereich von 7,5 bis 10 reicht.
- 9. Verfahren nach Anspruch 7»dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Palladium für das Edelmetall der Wert des maximalen Potentials an dem Titanbereich von etwa -700 mV bis -950 mV gegenüber einer gesättigten Calomelbezugselektrode bei einem pH-Wertebereich von 7,5 bis 10 reicht.
- 10. Verfahren nach einem der voranstehenden .Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung Blei enthält, wobei die Bleimenge in der Lösung zwischen etwa 20 Teilen pro Milliarde und 2 Teilen pro Million, bezogen auf die Lösung, gehalten wird, daß die Oberfläche auf einen Potentialwert zwischen dem Einsatzpotential für das Edelmetall und dem Einsatzpotential für Titan vorgespannt wird und daß der Absolutwert des Kathodenpotentials erhöht wird, um eine Stromdichte von wenigstens 1 mA/cm vor Erreichen eines 1 Mikrometer dicken Goldschichtniederschlages zu erhalten.
- 11. Verfahren nach Anspruch 10,dadurch geknnezichnet, daß zuerst das absolute Potential der Oberfläche innerhalb des Bereiches zwischen den Einsatzpotentialen für das Edelmetall und das Titan ausreichend lange gehalten wird, um zu einer sichtbaren Ab-5098 3 5/1039scheidung zu führen, und daß sodann das Potential erhöht wird, um schließlich einen Vorspannungswert zu erhalten, der einem Wert von wenigstens etwa -500 mV, gemessen gegen eine Calomelelektrode, entspricht.
- 12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, · dadurch gekennzeichnet, daß der ¥ert des Kathodenpotentials aufrechterhalten wird durch Überwachen des Potentials an einer Titanzone gegenüber einer Bezugselektrode und durch Einstellen des zugeführten Stromes zwischen dem Titan und der Gegenelektrode.
- 13· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung stufenweise erhöht wird. #
- 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung kontinuierlich erhöht wird.15· Gegenstand mit einer zusammengesetzten Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß letztere selektiv mit Weichgold auf galvanischem Wege entsprechend dem Verfahren nach den vorstehenden Ansprüchen beschichtet worden ist.509835/1039
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