CH617037A5

CH617037A5 -

Info

Publication number: CH617037A5
Application number: CH971177A
Authority: CH
Inventors: Ties Siebolt Te Velde; Donald Robert Wolters
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1976-08-11
Filing date: 1977-08-08
Publication date: 1980-04-30
Also published as: SU673206A3; JPS5321587A; PL200127A1; FR2361745B1; AU2769877A; JPS5837992B2; GB1584756A; IT1086058B; US4308090A; CA1090477A; DE2734176A1; NL7608901A; SE7708968L; DD132091A5; FR2361745A1; AU509242B2; HU176861B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Halbieiteranordnung mit einem Halbleiterkörper mit einem an einer seiner Oberflächen befindlichen ersten Muster von Gebieten, die elektrisch mit einem zweiten Muster von Leiterbahnen verbunden sind. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auch auf ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit einem Halbleiterkörper, der an einer seiner Oberflächen mit einem Leitermuster versehen ist, das ein erstes Muster von Leiterbahnen, die zu einem unteren Leiterniveau gehören, und ein zweites Muster von Leiterbahnen enthält, die zu einem oberen Leiterniveau gehören, das örtlich elektrisch mit dem unteren Leiterniveau verbunden ist und örtlich das untere Leiterniveau kreuzt, wobei an der Stelle der Kreuzung die Niveaus elektrisch gegeneinander isoliert sind. Die Erfindung bezieht sich ausserdem auf eine Halbleiteranordnung, die durch Anwendung eines derartigen Verfahrens hergestellt ist.

Integrierte Schaltungen mit Mehrschichtenverdrahtungen sind allgemein bekannt. Durch die Möglichkeit von Kreuzungen kann das Leitermuster in Mehrschichtenverdrahtungssy-stemen viel komplexer als bei einem Einschichtverdrahtungssy-stem ausgeführt werden, in dem derartige Kreuzungen nicht möglich sind. Die beim Entwerfen integrierter Schaltungen bestehende Freiheit ist dadurch bei Anwendung einer Mehrschichtenverdrahtung viel grösser, was insbesondere von Bedeutung ist, wenn die Anzahl von Schaltungselementen (Transistoren, Dioden, Widerständen usw.) der integrierten Schaltung sehr gross ist. Derartige verwickelte Schaltungen werden in der Literatur oft mit L.S.I. (Large Scale Integration) bezeichnet.

In der üblichsten Ausführungsform von Mehrschichten-verdrahtungssystemen wird nach dem Anbringen des Leitermusters des unteren Leiterniveaus eine Isolierschicht aus z. B. Siliziumoxid über die ganze Oberfläche des Körpers angebracht. Mit Hilfe bekannter Photoätztechniken werden in diese dielektrische Schicht Löcher an den Stellen geätzt, an denen durch folgende Verfahrensschritte die Verbindungen zwischen den verschiedenen Niveaus hergestellt werden sollen. Dann wird das obere Leiterniveau auf der Isolierschicht angebracht. Die dielektrische Schicht isoliert an den Kreuzungsstellen die Leitermuster der verschiedenen Niveaus elektrisch gegeneinander. Die Dicke der Schicht ist verhältnismässig gross, um die Streukapazitäten zwischen den verschiedenen Leiterniveaus möglichst niedrig zu halten. Ein bevorzugter Wert für die Dicke ist 1 p.m.

In der Praxis weist dieses Verfahren grosse Nachteile auf. Das Dielektrikum, das meistens durch eine aus der Gasphase abgelagerte Schicht aus Siliziumoxid gebildet wird, weist, wie gefunden wurde, oft kleine Öffnungen auf, die in der Literatur auch als Feinlunker («pin-holes») bezeichnet werden. Über diese «pin-holes» können Kurzschlüsse zwischen dem unteren

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Leiterniveau und dem oberen Leiterniveau auftreten, das meistens dadurch gebildet wird, dass Teilchen aus einem geeigneten Metall, z. B. AI, aus der Dampf- oder Gasphase abgelagert werden.

Ein anderer wesentlicher Nachteil ist, dass der Packungs- 5 dichte Beschränkungen gestellt werden können. Dadurch, dass die Verbindungen zwischen den verschiedenen Niveaus über Kontaktlöcher in der verhältnismässig dicken Oxidschicht hergestellt werden müssen, müssen die Abstände zwischen nebeneinander liegenden Leiterbahnen des oberen Niveaus oft grös- io ser gemacht werden als im Zusammenhang mit der Packungsdichte der integrierten Schaltung erwünscht ist.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass zum Anbringen von Kontaktlöchern in der Siliziumoxidschicht für die Verbindungen zwischen den verschiedenen Leiterniveaus eine geson- is derte photolithographische Bearbeitung erforderlich ist.

Ein anderes Verfahren zur Herstellung von Mehrschichten-verdrahtungssystemen ist von Lepselter in «Bell Systems Technical Journal» vom Februar 1968, S. 269/271 beschrieben. Dabei wird, nachdem das Leitermuster des unteren Niveaus auf den 20 Körper aufgedampft worden ist, eine Zwischenschicht aus z. B. Kupfer auf dem Körper und dem unteren Leitermuster angebracht. An den Stellen, an denen das Leitermuster des oberen Niveaus mit dem Muster des unteren Niveaus verbunden werden muss,werden über eine erste Maske Öffnungen in die Kup- 25 ferschicht geätzt, wonach über eine zweite Maske die oberen Leiter elektrolytisch in Form einer Goldschicht angebracht werden. Anschliessend wird die Kupferschicht weggeätzt, so dass Goldbrücken gebildet werden, die durch einen leeren Raum (Luft) an den Kreuzungsstellen von dem unteren Leiter- 30 niveau getrennt sind. Die Pfeiler der Goldbrücken werden durch Teile der Goldschicht an den Stellen der Verbindungen gebildet. Auf diese Weise können sich kreuzende Leiter ohne Kurzschlüsse zwischen den verschiedenen Leiterniveaus erhalten werden. 35

Dadurch, dass die Dielektrizitätskonstante von Luft (Vakuum) erheblich kleiner als die von Siliziumoxid ist, sind die Streukapazitäten eines derartigen Brücken enthaltenden Leitermusters im allgemeinen verhältnismässig klein. In diesem Zusammenhang kann die Anwendung derartiger Brücken 40 grosse Vorteile bieten, auch im Falle eines Einschichtverdrah-tungssystems, in dem das Leitermuster niedrige Streukapazitäten mit in dem Halbleiterkörper gebildeten Gebieten von z. B. Schaltungselementen bilden soll.

Das Verfahren ist aber verhältnismässig verwickelt und 45 erfordert oft sogar mehr Bearbeitungsschritte als das beschriebene übliche Verfahren infolge der Tatsache, dass die Zwischenschicht nacheinander zwei Ätzbehandlungen unterworfen werden soll, und zwar eine Ätzbehandlung zur Bildung von Löchern an den Stellen der Verbindungen zum Anbringen des 50 oberen Leitermusters und zur Entfernung der Zwischenschicht nach dem Anbringen des oberen Leitermusters. Ausserdem ist es auch bei diesem Verfahren praktisch nicht möglich, die Leiterbahnen so nahe aneinander zu legen, wie es mit Rücksicht auf die Packungsdichte bei integrierten Halbleiterschaltungen 55 oft erwünscht ist.

Die Erfindung hat u. a. die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das verhältnismässig einfach ist und mit dessen Hilfe sehr grosse Packungsdichten erzielt werden können. 60

Der Erfindung liegt u. a. die Erkenntnis zugrunde, dass die Verbindungen zwischen den Leiterbahnen des unteren und des oberen Niveaus aus der Zwischenschicht gebildet werden können und dass diese Verbindungen dadurch hergestellt werden können, dass die Zwischenschicht einer maskierten Ätzbehand- 65 lung unterworfen wird, wobei die Leiterbahn des oberen Niveaus als Ätzmaske verwendet wird.

Daher ist ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Anbringen des ersten Musters über die ganze Oberfläche eine Zwischenschicht angebracht wird, die aus einem Material besteht, das elektrisch leitend ist, selektiv in bezug auf das Material der Leiterbahnen des zweiten Musters geätzt werden kann und mit den Gebieten und dem Material der Leiterbahnen des zweiten Musters eine gute Haftung bilden kann, wonach auf der Zwischenschicht die Leiterbahnen des zweiten Musters angebracht werden und die Zwischenschicht einer selektiven Ätzbehandlung unterworfen wird, wobei die Bahnen des zweiten Musters eine Ätzmaske bilden und die Zwischenschicht örtlich völlig durch Unterätzung der Zwischenschicht unter den Bahnen des zweiten Musters entfernt wird, und wobei die Zwischenschicht an den Stellen der Verbindungen nur teilweise durch Unterätzung unter den Bahnen des zweiten Musters entfernt wird, wodurch zwei getrennte Teile des ersten Musters leitend durch wenigstens einen Teil des zweiten Musters miteinander verbunden werden.

Die Erfindung schafft die Möglichkeit, auf sehr einfache Weise in dem Leitermuster Brücken vom beschriebenen Typ zu bilden. Wesentliche Vorteile können im Falle von Anordnungen mit nur einer Einschichtverdrahtung erhalten werden, in denen die Streukapazitäten zwischen den Leiterbahnen und den Elementen im Halbleiterkörper niedrig gehalten werden sollen, wobei die genannten Gebiete des ersten Musters durch z. B. Halbleiterzonen von Schaltungselementen gebildet werden können. Die Erfindung ist jedoch von besonderem Interesse im Falle von Mehrschichtverdrahtungen mit Kreuzungen zwischen den verschiedenen Leiterniveaus. Ein derartiges Verfahren ist nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Anbringen des Leitermusters des unteren Niveaus über die ganze Oberfläche des Körpers eine Zwischenschicht angebracht wird, die die Leiterbahnen des unteren Leiterniveaus und den Raum zwischen diesen Leiterbahnen bedeckt und aus einem Material besteht, das elektrisch leitend ist, selektiv in bezug auf die für die Leiterbahnen des unteren und des oberen Niveaus verwendeten Materialien geätzt werden kann und mit diesen Materialien eine gute Haftung bilden kann, wonach auf der Zwischenschicht das Leitermuster des oberen Niveaus angebracht und die Zwischenschicht einer selektiven Ätzbehandlung unterworfen wird,

wobei das Leitermuster des oberen Niveaus eine Ätzmaske bildet und die Zwischenschicht wenigstens an der Kreuzungsstelle völlig durch Unterätzung der Zwischenschicht unter der die Kreuzung bildenden Bahn des oberen Leitermusters entfernt wird, und wobei die Zwischenschicht an den Stellen der elektrischen Verbindungen zwischen dem oberen und dem unteren Leiterniveau nur teilweise durch Unterätzung der Zwischenschicht unter den Bahnen des oberen Niveaus entfernt wird, wodurch zwei getrennte Teile des ersten Musters leitend mittels wenigstens eines Teiles des zweiten Musters miteinander verbunden werden. Die Zwischenschicht wird daher nur einer einzigen Ätzbehandlung unterworfen, und zwar nach dem Anbringen der Leiterbahnen des oberen Niveaus. Eine gesonderte Photoätzbehandlung vor der Anbringung des oberen Leiterniveaus zur Bildung von Kontaktlöchern in der Zwischenschicht an den Stellen der Verbindungen zwischen den verschiedenen Niveaus ist nicht erforderlich.

Die Verbindungen zwischen den Leiterniveaus werden in bezug auf die Leiterbahnen des oberen Niveaus auf selbstregistrierende Weise erhalten. Die gegenseitigen Abstände dieser Leiterbahnen können dazu sehr klein gewählt werden. Dies bietet grosse Vorteile im Zusammenhang mit der Packungsdichte der Schaltung.

Ein Material, das sich als besonders geeignet zur Anwendung für die Zwischenschicht erwiesen hat, ist Ni. Für die Leitermuster können AI oder Doppelschichten aus Au mit Pt und/oder Ti verwendet werden. In bezug auf diese Materialien

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ist Ni selektiv ätzbar, wie an Hand der Figuren beschrieben werden wird. Auch bildet Ni mit den genannten Materialien eine gute Haftung. Ausserdem kann im allgemeinen das Ni der Zwischenschicht schneller weggeätzt werden, wenn es mit einem Edelmetall ein kurzgeschlossenes Koppel bildet.

Zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung können für das obere Leiterniveau verschiedene Geometrien mit Vorteil angewendet werden. So können die Leiterbahnen des oberen Niveaus an den Kreuzungsstellen mit Verschmälerun-gen versehen sein, wodurch die Zwischenschicht an den Kreuzungsstellen völlig entfernt sein kann, während an anderen Stellen noch Teile der Zwischenschicht vorhanden sind. Eine bevorzugte Ausführungsform, durch deren Anwendung höhere Packungsdichten möglich sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen des oberen Leiterniveaus an den Stellen der Verbindungen mit Leiterbahnen des unteren Leiterniveaus mit Verbreiterungen versehen werden, unter denen beim Ätzen der Zwischenschicht das Material der Zwischenschicht nur teilweise entfernt wird.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil einer Halbleiteranordnung mit einem Leitermuster, die durch Anwendung eines Verfahrens nach der Erfindung hergestellt ist;

Fig. 2 einen Schnitt durch diese Anordnung längs der Linie II-II der Fig. 1 ;

Fig. 3 einen Schnitt durch dieselbe Anordnung längs der Linie III-III der Fig. 1 ;

Fig. 4 bis 6 Schnitte längs der Linie II-II der Fig. 1 durch die Anordnung während einiger Stufen in ihrer Herstellung;

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie III-III durch die Anordnung nach Fig. 1 während einer der Stufen in ihrer Herstellung, und

Fig. 8 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Halbleiteranordnung, die durch Anwendung eines Verfahrens nach der Erfindung hergestellt ist.

Es sei bemerkt, dass die Figuren nur schematisch gezeichnet und nicht massstäblich dargestellt sind.

Fig. 1 bis 3 zeigen eine Draufsicht auf und einige Schnitte durch einen Teil einer Halbleiteranordnung, die durch Anwendung eines Verfahrens nach der Erfindung hergestellt ist. Die Anordnung enthält einen Halbleiterkörper 1, in dem eine Anzahl von Schaltungselementen, wie z. B. Transistoren, Dioden, Widerständen, Kapazitäten und dergleichen, angebracht sein können. Diese Schaltungselemente, die weiter keinen Gegenstand der Erfindung bilden, sind in den Figuren nicht dargestellt und können in dem Körper 1 mit Hilfe allgemein bekannter Techniken zur Herstellung integrierter Schaltungen angebracht werden. Der Halbleiterkörper 1 ist, wie gewöhnlich der Fall ist, aus Silizium hergestellt, obgleich gegebenenfalls auch andere Halbleitermaterialien verwendet werden könnten. Die Schaltungselemente liegen in der Nähe einer Oberfläche, die bekanntlich gewöhnlich mit einer Isolierschicht aus z. B. Siliziumoxid passiviert ist. Die Passivierungsschicht ist der Deutlichkeit halber in den Figuren auch nicht dargestellt.

Um die Schaltungselemente miteinander und mit äusseren Zuführungsleitern zu verbinden, ist der Halbleiterkörper 1 an seiner Oberfläche mit einem Leitermuster versehen. Dieses Leitermuster enthält einen ersten Satz von Leiterbahnen 3-6, die ein unteres Leiterniveau bilden. Diese Bahnen können bekanntlich über Kontaktfenster in der genannten Passivierungsschicht mit den verschiedenen Zonen der unterliegenden Schaltungselemente verbunden sein.

Über diesem unteren Leiterniveau ist ein zweites Muster von Leiterbahnen 7,8 und 9 vorhanden, die zu einem höherliegenden Niveau (weiter als oberes Leiterniveau bezeichnet) gehören. Die Leiterbahnen 7,8 und 9 bilden die erforderlichen

Verbindungen mit den Leiterbahnen 3-6 des unteren Niveaus. So bildet der Leiter 7, der die Leiter 3 und 6 miteinander verbindet, Verbindungen 10 bzw. 11 mit den Leitern 3 bzw. 6 des unteren Niveaus, während der Leiter 8 im dargestellten Teil nur mit dem Leiter 4 an der Stelle der Verbindung 12 verbunden ist Die Verbindungen 10-12 sind in Fig. 1 schraffiert dargestellt

Dadurch, dass die Verdrahtung 7-9 des oberen Niveaus in bezug auf die Oberfläche 2 des Körpers auf einem höheren Niveau als die Leiterbahnen 3-6 des unteren Niveaus liegt, können die Bahnen 7-9 die Leiterbahnen 3-6 kreuzen, ohne dass sie mit diesen elektrisch kurzgeschlossen werden. Die Möglichkeit derartiger Kreuzungen kann als der wichtigste Vorteil von Mehrschichtenverdrahtungen betrachtet werden, weil dadurch die Anzahl möglicher Verbindungen und damit die Komplexität der integrierten Schaltung erhöht werden können.

In der Draufsicht nach Fig. 1 sind die Bahnen 3-6 des unteren Niveaus an den Kreuzungsstellen, die mit 13 bezeichnet sind, mit gestrichelten Linien angegeben.

Die Herstellung der Anordnung nach den Fig. 1 bis 3 wird an Hand der Fig. 4 bis 7 näher erläutert. Die Fig. 4-6 zeigen Schnitte entsprechend dem Schnitt nach Fig. 2 und längs der Linie II-II der Fig. 1 während einiger Stufen in der Herstellung der Anordnung. Fig. 7 zeigt einen Schnitt entsprechend dem Schnitt nach Fig. 3 und längs der Linie III-III der Fig. 1 durch die Anordnung während eines der Herstellungsschritte.

Fig. 4 zeigt die Anordnung in der Stufe, in der auf der Oberfläche 2 die Leiterbahnen 3-6 des unteren Niveaus angebracht sind. Es wird angenommen, dass in dem Halbleiterkörper 3 mit Hilfe an sich bekannter maskierter Diffusion oder Implantation der geeigneten Verunreinigungen die unterschiedlichen Zonen der Schaltung gebildet sind und dass die Oberfläche 2 mit einer Passivierungsschicht oder Passivierungsschichten versehen ist, in der oder in denen Kontaktlöcher gebildet sind. Über diese Kontaktlöcher können die Bahnen 3-6 mit den verschiedenen Zonen im Halbleiterkörper kontaktiert sein.

Die Leiterbahnen 3-6 können dadurch erhalten werden, dass auf der Oberfläche 2 durch Zerstäuben oder Verdampfen eine Schicht aus dem Leitermaterial der Leiterbahnen angebracht wird und daraus durch photolithographisches Ätzen die Leiterbahnen gebildet werden.

Ein geeignetes Metall für die Leiterbahnen 3-6 ist z. B. Aluminium. Eine bevorzugte Dicke ist etwa 0,5 p.m. Die Leiterbahnen 3-6 können auch aus einer Anzahl von Teilschichten aus verschiedenen Metallen zusammengesetzt sein. So wird eine geeignete Kombination, die mit Vorteil angewandt werden kann, durch Schichten aus Pt mit Ti und/oder Au gebildet, die nacheinander aufeinander angebracht sind. Leiter dieser Zusammensetzung sind an sich bekannt und können auf bekannte Weise erhalten werden. Die Breite der Bahnen 3-6 beträgt etwa 7 |im, während die gegenseitigen Abstände der Bahnen in Abhängigkeit von der Schaltung gewählt werden können.

In dem nächsten in Fig. 5 gezeigten Verfahrensschritt wird eine Zwischenschicht 14 angebracht, die sich über die ganze Oberfläche erstreckt und die Leiterbahnen 3-6 und die Räume zwischen diesen Bahnen bedeckt. Für diese Zwischenschicht wird ein Material gewählt, das selektiv in bezug auf das Material oder die Materialien, das oder die für die Leiterbahnen des oberen und des unteren Niveaus verwendet wird oder werden, ätzbar ist. Das Material der Zwischenschicht 14 muss ausserdem elektrisch leitend sein und eine gute Haftung mit den Materialien des oberen und des unteren Leiterniveaus bilden können. Ein Material, das diesen Anforderungen völlig entspricht, ist z. B. Nickel (Ni). Die Dicke der Nickelschicht 14 ist nicht kritisch und beträgt etwa l um. Das Ni kann im wesentlichen auf elektrolytischem Wege angewachsen werden, nachdem zunächst auf der Oberfläche 2 des Körpers 1 eine dünne Ni-Schicht (z. B. von 100 Â) durch Aufdampfen angebracht ist.

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Auf der Zwischenschicht 14 werden dann die Leiterbahnen 7-9 angebracht (Fig. 6). Dafür kann oder können dasselbe Material oder dieselben Materialien wie für die Leiterbahnen 3-6 des unteren Leiterniveaus gewählt werden. So können die Bahnen 7-9 aus AI bestehen ; die Bahnen 7-9 können auch vor- 5 teilhafterweise aus Doppelschichten, wie Pt mit Au oder Ti mit Au, bestehen.

Wie aus der Draufsicht nach Fig. 1 und aus dem Schnitt nach Fig. 3 hervorgeht, sind die Bahnen 7-9 des oberen Leiterniveaus mit Verbreiterungen an den Kreuzungsstellen 10-12 i o versehen.

Diese Verbreiterungen spielen eine wichtige Rolle während der nun folgenden Ätzbehandlung, der die Zwischenschicht 14 unterworfen wird, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Als Ätzmittel wird vorzugsweise eine Lösung aus 3 Vol.-% konzen- 15 trierter Salpetersäure (HNO3) und 7 Vol.-% Wasser bei 50 °C angewendet. Diese Lösung kann wohl das Nickel der Zwischenschicht 14 ätzen, aber greift dabei das AI oder die TiAu-Schichten oder PtAu-Schichten der verschiedenen Leiterniveaus nahezu nicht an. 20

Für diese Ätzbehandlung ist kein gesonderter Photomaskierungsschritt erforderlich, wie im allgemeinen bei üblichen Vorgängen, bei denen eine Schicht örtlich entfernt werden «oll,

wohl der Fall ist. Als Ätzmaske wird nach der Erfindung das Leitermuster 7-9 des oberen Leiterniveaus selber verwendet, 25 wobei die Ätzflüssigkeit über die Zwischenräume zwischen den Leitern 7-9 des oberen Leiterniveaus mit dem Nickel der Zwischenschicht 14 in Berührung gebracht wird.

Die Ätzflüssigkeit greift die Zwischenschicht 14 nicht nur in senkrechter Richtung, sondern auch in seitlicher Richtung 30 unter den Leitern 7-9 an. In Fig. 7 ist dies mit den Pfeilen 16 angegeben. Die Ätzbehandlung wird wenigstens solange fortgesetzt, bis die Zwischenschicht 14, ausgenommen an den Stellen der Verbreiterungen 15, völlig unter den Leitern 7-9 des oberen Leiterniveaus verschwunden ist. Bei einer Breite der 35 Leiter 7-9 von etwa 5 p,m und einer bestimmten Ätzgeschwindigkeit wird die Ätzbehandlung z. B. fortgesetzt, bis der Abstand, über den die Zwischenschicht 14 entfernt wird, etwa 3 (im beträgt. Dadurch, dass die Zwischenschicht dabei zu beiden Seiten der Leiter 7-9 angegriffen wird, wird bei der gege- 40 benen Breite der Leiter 7-9 die Zwischenschicht 14 unter diesen Leitern völlig entfernt werden. An den Kreuzungsstellen 13 sind die Leiterniveaus dann elektrisch gegeneinander isoliert.

Auch an den Stellen der Verbreiterungen 15 findet Unterätzung der Zwischenschicht 14 statt. Hier wird aber die Zwi- 45 schenschicht 14 nur zum Teil bis zu den in Fig. 7 mit gestrichelten Linien angegebenen Grenzen entfernt. Dadurch werden unter den Verbreiterungen 15 - die an Stellen liegen, an denen Leiterbahnen des oberen Niveaus elektrisch mit Leiterbahnen des unteren Niveaus verbunden werden sollen - getrennte 50 Teile der Zwischenschicht 14 erhalten, die die Verbindungen 10-12 zwischen den verschiedenen Leiterniveaus bilden. Wenn die Breite der Leiterbahnen 10-12 an den Stellen der Verbreiterungen etwa gleich dem Zweifachen der Breite dieser Bahnen an den Kreuzungsstellen, somit etwa 12 p.m, ist, werden Verbin- 55 düngen 10-12 mit einer Breite von etwa 6 (im gebildet werden.

Es sei bemerkt, dass die Verbindungsteile 10-12 auf selbstregistrierende Weise in bezug auf Leiterbahnen 7-9 gebildet werden. Ein gesonderter Photomaskierungsschritt ist nicht erforderlich. Ausserdem bildet die Anbringung der Verbindun- 60 gen 10-12 kaum einen beschränkenden Faktor für die Pak-kungsdichte. Die Leiterbahnen 7-9 können nämlich sehr nahe beieinander angeordnet werden, weil keine kritischen Ausrichtschritte in bezug auf zuvor in der Zwischenschicht 14 angebrachte Muster, wobei stets eine gewisse Toleranz berücksich- 65 tigt werden müsste, im hier beschriebenen Vorgang vorhanden sind.

Durch die Entfernung des Nickels wird die Struktur nach den Fig. 2 und 3 erhalten. Die Leiterbahnen 7-9 bilden Brücken, die an den Kreuzungsstellen 13 effektiv von den Leiterbahnen des unteren Niveaus getrennt sind. Kurzschlüsse zwischen den Leiterniveaus, wie sie oft bei üblichen Mehrschichtenverdrah-tungssystemen auftreten, in denen die Leiterniveaus durch eine isolierende Oxidschicht, auf der das obere Niveau niedergeschlagen ist, voneinander getrennt sind, können hier praktisch nicht auftreten. Die Brücken werden von Pfeilern abgestützt, die durch die elektrisch leitenden Verbindungen 10-12 gebildet werden, die mit den Leitermustern der verschiedenen Leiterniveaus gute Haftungen bilden.

In dem Falle, in dem die Anzahl von Kreuzungen 13 zwischen zwei solcher Pfeiler sehr gross ist, kann die Länge der Brücke zwischen diesen Pfeilern (Verbindern) auch sehr gross werden. Eine mögliche Lösung zur Vermeidung von Durchbiegen der Brücke zwischen zwei aufeinanderfolgenden Verbindungen ist in Fig. 8 dargestellt. Der in dieser Figur gezeigte Schnitt unterscheidet sich im wesentlichen darin von der Anordnung nach Fig. 2, dass die Anzahl von Leiterbahnen des unteren Leiterniveaus, die zwischen den Verbindungen 10,11 liegen und den Leiter 7 des oberen Leiterniveaus kreuzen, grösser ist. Zur Illustrierung sind ausser den Leitern 3 und 4 auch die weiteren Leiter 17,18 die zu dem unteren Leiterniveau gehören und den Leiter 7 kreuzen, angegeben.

Um zu verhindern, dass der Leiter 7 zwischen den Verbindungen durchbiegt, ist der Leiter 7 in der Mitte der Zeichnung zwischen den Bahnen 17 und 18 mit einer zusätzlichen Verbreiterung versehen, die schematisch mit den Linien 19 angegeben ist.

Beim Ätzen der Zwischenschicht 14 wird nun nicht nur an den Stellen der Verbindungen zwischen den verschiedenen Leiterniveaus, sondern auch unter der Verbreiterung 19 ein Pfeiler 20 gebildet. Der Pfeiler 20 ruht mit seinem Fuss nicht, wie die Verbindungsteile 10,11 auf einer Leiterbahn des unteren Niveaus, sondern direkt auf der Oberfläche des Trägerkörpers 1.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele. Es leuchtet ein, dass im Rahmen der Erfindung für den Fachmann noch viele Abwandlungen möglich sind. So können die Leiter des oberen Leiterniveaus, statt an den Stellen der Verbindungen mit Verbreiterungen ausgeführt zu werden, auch mit Verschmälerungen an den Kreuzungsstellen versehen werden, wodurch an den Kreuzungsstellen die Zwischenschicht durch Unterätzung völlig entfernt werden kann, während an anderen Stellen Teile der Zwischenschicht zurückbleiben. Auch können an Stellen, an denen die Zwischenschicht völlig entfernt werden soll, z. B. an den Kreuzungsstellen, die Leiterbahnen des oberen Niveaus mit Öffnungen versehen werden, wodurch die Zwischenschicht sowohl von den Seitenrändern der Leiterbahnen her als auch über diese Öffnungen völlig und an den Stellen der Verbindungen nur teilweise entfernt werden kann, während trotzdem die Leiterbahnen des oberen Niveaus doch überall die gleiche Breite aufweisen können.

Ausser durch das Anbringen zusätzlicher Pfeiler kann das Durchbiegen von Leiterbahnen des oberen Niveaus auch dadurch vermieden werden, dass unter diesen Bahnen ein geeigneter Lack oder Kunststoff nach dem Wegätzen der Zwischenschicht angebracht wird.

Auch kann vor dem Anbringen der Zwischenschicht über den Leiterbahnen des unteren Niveaus eine Isolierschicht aus z. B. Siliziumoxid an den Kreuzungsstellen gebildet werden, die die Bahnen des unteren Niveaus an den Stellen der Verbindungen frei lässt. Das Anbringen dieser Isolierschicht braucht nicht kritisch zu sein. Dann kann über die ganze Oberfläche des Körpers die Zwischenschicht angebracht und der Vorgang weiter fortgesetzt werden, wie an Hand der Ausführungsbeispiele

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beschrieben ist. Auf diese Weise kann eine Struktur erhalten werden, in den die Leiterbahnen des unteren Niveaus an den Kreuzungsstellen durch die Isolierschicht und durch einen lee6

ren Zwischenraum von dem oberen Niveau getrennt sind. Das Durchbiegen von Bahnen des oberen Niveaus wird dann keine Kurzschlüsse herbeiführen.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit einem Halbleiterkörper mit einem an einer seiner Oberflächen befindlichen ersten Muster von Gebieten, die elektrisch mit einem zweiten Muster von Leiterbahnen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Anbringen des ersten Musters über die ganze Oberfläche eine Zwischenschicht aus einem Material angebracht wird, das elektrisch leitend ist, selektiv in bezug auf das Material der Leiterbahnen des zweiten Musters geätzt werden kann und mit den Gebieten und dem Material der Leiterbahnen des zweiten Musters eine gute Haftung bilden kann, wonach auf der Zwischenschicht die Leiterbahnen des zweiten Musters angebracht werden und die Zwischenschicht einer selektiven Ätzbehandlung unterworfen wird, wobei die Bahnen des zweiten Musters eine Ätzmaske bilden und die Zwischenschicht örtlich völlig durch Unterätzung der Zwischenschicht unter den Bahnen des zweiten Musters entfernt wird, und wobei die Zwischenschicht an den Stellen der Verbindungen nur teilweise durch Unterätzung unter den Bahnen des zweiten Musters entfernt wird, wodurch zwei getrennte Teile des ersten Musters leitend durch wenigstens einen Teil des zweiten Musters miteinander verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit einem Halbleiterkörper, der an einer seiner Oberflächen mit einem Leitermuster versehen wird, das ein erstes Muster von Leiterbahnen, die zu einem unteren Leiterniveau gehören, und ein zweites Muster von Leiterbahnen enthält, die zu einem oberen Leiterniveau gehören, das örtlich elektrisch mit dem unteren Leiterniveau verbunden ist und örtlich das untere Leiterniveau kreuzt, wobei an der Kreuzungsstelle die Niveaus elektrisch gegeneinander isoliert sind, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Anbringen des Leitermusters des unteren Niveaus über die ganze Oberfläche des Körpers eine Zwischenschicht angebracht wird, die die Leiterbahnen des unteren Leiterniveaus und den Raum zwischen diesen Leiterbahnen bedeckt und aus einem Material besteht, das elektrisch leitend ist, selektiv in bezug auf die für die Leitermuster des unteren und des oberen Niveau verwendeten Materialien geätzt werden kann und mit diesen Materialien eine gute Haftung bilden kann, wonach auf der Zwischenschicht das Leitermuster des oberen Niveaus angebracht und die Zwischenschicht einer selektiven Ätzbehandlung unterworfen wird, wobei das Leitermuster des oberen Niveaus eine Ätzmaske bildet und die Zwischenschicht wenigstens an der Kreuzungsstelle völlig durch Unterätzung der Zwischenschicht unter der die Kreuzung bildenden Bahn des oberen Leitermusters entfernt wird, und wobei die Zwischenschicht an den Stellen der elektrischen Verbindungen zwischen dem oberen und dem unteren Leitermuster nur teilweise durch Unterätzung der Zwischenschicht unter den Bahnen des oberen Niveaus entfernt wird, wodurch zwei getrennte Teile des ersten Musters leitend miteinander durch wenigstens einen Teil des zweiten Musters verbunden werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen des oberen Leiterniveaus an den Stellen der Verbindungen mit Leiterbahnen des unteren Leiterniveaus mit Verbreiterungen versehen werden, unter denen beim Ätzen der Zwischenschicht das Material der Zwischenschicht nur teilweise entfernt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen des oberen Leiterniveaus an den Stellen der Verbindungen mit den Leiterbahnen des unteren Leiterniveaus mit Verbreiterungen versehen werden, wodurch die Breite der Leiterbahnen des oberen Leiterniveaus an der Stelle einer derartigen Verbindung mindestens gleich dem Zweifachen der Breite der Leiterbahnen des oberen Leiterniveaus an einer Kreuzungsstelle ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht aus Nickel hergestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens das Leitermuster eines der Leiterniveaus aus Aluminium hergestellt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens das Leitermuster eines der Leiterniveaus als eine Doppelschicht angebracht ist, von der eine Schicht durch Au und eine zweite Schicht durch ein aus der Gruppe Pt und Ti gewähltes Metall gebildet wird.
8. Halbleiteranordnung, die durch das Verfahren nach Anspruch 2 hergestellt ist.