173352. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ohmos érintkezők előállítására vékonyréteg áramkörökön
3 173352 4 sága a hagyományos technológiákkal készült tapadási rétegre felvitt azonos eredmény eléréséhez szükséges aranyréteg vastagságához képest kb. 50%-ra csökkenthető. Kísérleteink szerint 0.5 mikron vastagságú aranyréteg lehetővé teszi ipari termelés során termokompresszió jó hatásfokú megvalósítását, viszont hagyományos tapadást biztosító alaprétegek esetében általában 1 mikron vastagságú réteg szükséges. Ugyanakkor a találmány szerinti eljárás során alkalmazott tapadást biztosító alapréteg is vékonyabb, mint a hagyományos eljárásoknál. Ez a jellemző lehetővé teszi, hogy a katódporlasztó berendezésben a rögzítési idő rövid legyen, vagy hogy megnöveljük a gyártási ütemet, ami a találmány megvalósítása szempontjából jelentős előny. A találmányt részletesebben a rajz alapján ismertetjük, ahol: Az 1., 2. és 3. ábrák a találmány szerinti eljárás példakénti foganatosítási módjai szerint készített áramkör érintkezések metszetei. A 4. ábra a találmány szerinti eljárás egy példakénti foganatosítási módjának egyes műveleteit ábrázoló blokkdiagram. Az 5. ábra a tapadási alapréteg felviteléhez használt céltárgy példakénti kiviteli alakja. Amint a rajz 1. ábráján látható, 1 alapréteg általában üveg vagy alumínium, erre visszük fel a vékonyréteg áramkört. Példaként tételezzük fel, hogy a találmány szerinti eljárás egy foganatositási módja szerint üveg alaprétegű tantálnitrid ellenállásra készítünk érintkezőket. Ebben az esetben - amint az szokásos- az 1 alapréteg felett tantáloxid 2 réteg található, amelynek a célja lényegében bizonyos felső rétegek későbbi maratása során az alapréteg maratószerekkel szembeni megvédése. A tantálpentoxidréteg felvitele,- amint az közismert - tantálcéltárgy reaktív porlasztásával lehetséges oxigént tartalmazó gázelegyben. Ismeretes, hogy ez a védőréteg alumínium alapréteg esetében nem hatásos. Ezután tantálnitrid 3 réteget viszünk fel, amely az ellenállást alkotja. Ezt a réteget például ugyanannak a tantál céltárgynak nitrogénatmoszférában történő reaktív katódporlasztásával képezhetjük. A 2 és 3 rétegek vastagsága 0,1 mikron nagyságrendű. A találmány szerinti eljárás során ezután következik tapadást biztosító 4 alapréteg porlasztásos felvitele, előnyösen ugyanabban a térben például S-10% közötti platinatartalmú arany-platina ötvözetből álló céltárgy alkalmazásával. Ez a céltárgy második céltárgyként egy olyan porlasztókamrában helyezhető el, ahol a 2 és 3 rétegek készítésére használt első céltárgy tantálból van. Az 5. ábrán ilyen céltárgy példakénti kiviteli alakja látható. A 2, 3 és 4 rétegek alkotják az elienállásáramkör és az érintkezó'rés/. létrehozásához szükséges rétegeket. A további műveletekhez már nem kell az alapréteget vákuumkamrár>3 helyezni. Ezek lényegében maratási műveletek, egyrészt az érintkezők kialakítása céljából az arany - platina réteg esetében, másrészt az ellenállásminta kialakítása céljából, a tantálnitridréteg esetében. Az érintkezők újraaranyozását eiektrolitikus felhordási művelettel végezzük. A 2 ábrán a tapadást biztosító 4 alapréteg maratása látható, amely a szakember által jól ismert műveletekből áll. A teljes felületre fényérzékeny 5 réteget viszünk, amelyet utólag fényképészeti maszkon keresztül úgy világítunk meg, hogy mosás után az 5 rétegnek csak érintkező zónákat védő részei maradjanak. A 4 alapréteget ezután olyan szerrel maratjuk, amely a fényérzékeny réteg eltávolítása után szabadon maradt zónákat oldja. A használt maratószer az önmagában jól ismert káliumjodid és jód keveréke. A maratás után kapjuk a 3. ábrán látható szerkezetet, amely az 1 alaprétegből, a védő tantáloxid 2 rétegből, a tantálnitrid 3 rétegből és a helyi 4, érintkezőzónákból áll. Ezután végezzük el például a már említett 2 112 667 lsz. szabadalomban leírtak szerint a 3 réteg maratásával az ellenállás minta kialakítását. A 4! érintkezőzónák újraaranyozását, vagyis 6i érintkezőréteg kialakítását - amint az szokásos — kálcium-aranycianid fürdőben végezzük. Az áramkör azon zónáit, amelyek nem kapnak aranybevonatot - a 4 alapréteg maratásánál alkalmazott eljáráshoz hasonlóan - fényérzékeny maszkkal védjük. Ezt utólag, ismert módon, megfelelő oldószer segítségével eltávolítjuk. Abban az esetben, ha külső áramkörökkel vagy elemekkel a kapcsolatot termokompresszióval létesítjük, úgy találtuk, hogy 0,5 mikron vastagságú aranyréteg jó eredményeket szolgáltat. A találmány szerinti eljárással létesített érintkezők üzeme lágyforrasztás esetében is igen megbízható. Az így kialakított érintkezővégek alig oldódnak a forraszfürdőben, ami lehetővé teszi áramkörelemek újraolvasztásos felillesztését. Elemek - például aktív elemek - átvitele aranybázisú eutektikumok alakulása (így Au-Si eutektikum) révén a találmány szerinti érintkezővégek vonatkozásában szintén jó eredményeket ad. A találmány szerinti eljárással előállított áramkörök igen jó villamos és mechanikus tulajdonságú ohmos érintkezőkkel rendelkeznek. A tapadás és az érintkezési ellenállás értékei az idő függvényében alig változnak. A találmány szerinti eljárással készített érintkezőhöz termokompresszióval forrasztott 25 mikron átmérőjű aranyszál 6 g-os húzást bír ki. A 4. ábra a találmány szerinti érintkezők gyártásának egyes fázisait ábrázolja. A gyártási eljárás során 10 lépés az alapréteg előkészítése, amely lényegében tisztításból áll. Ezt követő 11 lépés a 2, 3 és 4 rétegek kettős céltárgyú kamrában történő katódporlasztásos felvitelét jelképezi. 12 lépésben az érintkezővégek maratási műveleteit, 13 lépésben a vékonyréteg áramkör maratási műveleteit, végül pedig 14 lépésben az érintkezővégek eiektrolitikus újrabevonását jelöltük Az 5. ábrán a találmány szerinti Au-Pt tapadást biztosító alapréteg kialakításához használható céltárgy példakénti kiviteli alakja látható. A céltárgyat réz 7 tömb alkotja, amelyet 8 vízcső hűt. Ez a tömb szolgál fűtőelemként. A 7 tömbön 9 platinaréteg van, amelyet felületén egyenletesen elosztott nyílásokkal rendelkező 15 aranylemez takar. A nyílások teljes felülete és a lemezfelület arányával állíthatjuk be a réteg platinatartalmát. A platina porlasztási tényezője kisebb, mint az aranyé, ezért előnyös az aranyréteget (a katód felől nézve) a píatinaréteg elé helyezni, hogy a céltárgy aranyrétegének platinaszennyeződését elkerüljük. A 15 aranylemez minimális 2 mm-es vastagsága lehetővé teszi az elektronok által kiszakított, platinarészecskék megvezetését és az alaplemezre irányítását. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
