DE3840201A1 - Kontaktierungsverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kontaktierungsverfah­ ren von in Ebenen parallel zueinander angeordneten Schichten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Solche Kontaktierungsverfahren werden beispielsweise dort angewendet, wo Schaltkreise in Ebenen parallel zu­ einander angeordnet und elektrisch miteinander zu ver­ binden sind.

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.

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.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

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.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind in den Un­ teransprüchen gekennzeichnet. Die Erfindung wird nach­ folgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.

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.

Claims (5)

1. Kontaktierungsverfahren von in Ebenen parallel zueinander angeordneten Schichten (2 und 4) über minde­ stens eine zwischen den Schichten (2 und 4)angeordnete Durchbrechung (5), dadurch gekennzeichnet, daß auf den Begrenzungsflächen (5 D) jeder Durchbrechung (5) min­ destens bereichsweise ein mit den zu kontaktierenden Schichten (2 und 4) verbundener Überzug (6) ausgebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß auf den Begrenzungsflächen (5 D) der Durch­ brechung (5) zunächst eine Katalysatorschicht (7) mit einer Dicke von 0,2 µm durch Auftragen einer metallor­ ganischen Verbindung oder eines Metallsalzes in Form ei­ nes Pulvers oder einer Lösung und anschließender Be­ strahlung der metallorganischen Verbindung mit UV-Photo­ nen ausgebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß auf die Begrenzungsflächen (5 D) der Durchbre­ chung (5) Palladiumacetat oder Kupferformiat in einer Dicke von 0,1 µm aufgetragen und mit einem UV-Hochlei­ stungsstrahler bestrahlt wird, der UV-Strahlung mit ei­ ner Wellenlänge von 100 und 400 nm aussendet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung des Überzugs (6) eine Kontaktierungsschicht (8) aus einem elektrisch leitenden Metall, einem elektrischen Widerstandsmateri­ al, einem Halbleitermaterial, einem supraleitenden Werk­ stoff, einem magnetischen Werkstoff oder einem piezo­ elektrischen Material aufgetragen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß sowohl die Katalysatorschicht (7) als auch die Kontaktierungsschicht (8) des Überzugs (6) mit den zu kontaktierenden Schichten (2 und 4) di­ rekt verbunden werden.