Bondpadschichtsystem, Gassensor und Verfahren zur Herstellung eines

Gassensors

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bondpadschichtsystem, einen Gassensor und ein Verfahren zur Herstellung eines Gassensors.

Stand der Technik

Obwohl auf beliebige mikromechanische Bauelemente anwendbar, werden die vorliegende Erfindung und die ihr zugrundeliegende Problematik anhand von Bauelementen mit Gassensorchips erläutert.

Bei der Herstellung von mikromechanischen Gassensoren wird in der Regel nach Fertigstellung eines mikromechanischen Chips, welcher eine freitragende, dielektrische, Membran besitzt, in der sich eine Heizerstruktur aus Platin und auf der sich zudem Interdigitalelektrodenstrukturen befinden, auf den Elektroden, ein Pastendot abgelegt, der z.B. seinen Widerstand ändert, wenn bestimmte Gase in seiner Nähe sind, wie etwa in EP 085 92 31 AI beschrieben.

Nach Ablegen des Pastendots muss dieser gesintert werden, um organische Pastenbestandteile entfernen und die gewünschte Gassensitivität einstellen zu können. Das Sintern geschieht in der Regel bei Temperaturen die deutlich über 400°C liegen können, wie zum Beispiel in DE 10 2015 209 267 AI beschrieben. Da beim Sintern der Paste der mikromechanische Unterbau/Sensorchip schon vollständig prozessiert ist, muss dieser den Sinterprozess ohne

Funktionsbeeinträchtigung überstehen können. Das bedeutet auch, dass die Bondpads und die Bondpadverbindungen zu Leiterbahnebenen während des Sinterprozesses nicht degradieren dürfen. Es gibt bereits mikromechanisch hergestellte Gassensoren auf dem Markt, bei denen mit einem Gold-Bonddraht auf die Platin-Schicht eines Tantal/Platin- Bondpadschichtsystems gebondet wird. Dieses System ist jedoch nicht ausreichend prozessstabil und besitzt z.B. stark streuende

Bonddrahthaftungswerte.

Es wäre nun von Vorteil, ein Schichtsystem zu konzipieren, bei dem die

Bondbarkeit (Bonddrahthaftung) ausreichend prozessstabil ist, um eine

Hochvolumenfertigung sicherstellen zu können.

Bei der Realisierung eines derartigen Schichtsystems soll weiter das in der DE 198 24 400 AI bei einem mikromechanischer Luftmassensensorchip

beschriebene Leiterbahn-Kontaktierungsverfahren Anwendung finden, um unabhängig von möglichen Leiterbahnunterbrechungen aufgrund von

Kantenabrissen an Kontaktlochkanten zu werden. Wie der Gassensorchip, so besitzt auch der Luftmassensensorchip eine freitragende dielektrische Membran, in welcher eine Heizstruktur aus Platin integriert ist. Bei dem in der DE 198 24 400 AI beschriebenen Leiterbahn-Kontaktierungsverfahren wird ein

Aluminiumbondpad zum größten Teil in einem Kontaktloch abgelegt und innerhalb des Kontaktlochs der elektrische Anschluss der zum Heizer führenden Platin-Leiterbahn mit Hilfe eines Ringkontakts umgesetzt. Das

Aluminiumbondpad wird somit innerhalb dieses Kontaktlochs partiell auf einer Platin-Schicht sowie auf einer Schicht des dielektrischen Schichtsystem, welche sich unterhalb der Platin-Schicht befindet, abgelegt. Durch diese Art der

Kontaktierung wird sicher gestellt, dass Kantenabrisse an Kontaktlochkanten aufgrund negativer Ätzflanken nicht zu einer Unterbrechung der elektrischen Kontaktierung der Platin-Heizerstrukturen führen können.

Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft ein Bondpadschichtsystem nach Anspruch 1, einen Gassensor nach Anspruch 10 und ein Verfahren zur Herstellung eines Gassensors nach Anspruch 11. Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung demnach ein Bondpadschichtsystem, welches sich auf einem Halbleiterchip befindet. Bei diesem Halbleiterchip kann es sich z.B. um einen mikromechanischen

Halbleiterchip handeln, in welchem mindestens eine freitragende dielektrische Membran mit einem Heizer aus Platin integriert ist. Bei der Herstellung des Bondpadschichtsystems erfolgt zuerst die Abscheidung einer Tantal-Schicht, darauf die Abscheidung einer ersten Platin-Schicht, darauf die Abscheidung einer Tantalnitrid-Schicht, darauf die Abscheidung einer zweiten Platin-Schicht und darauf die Abscheidung einer Gold-Schicht, welche zur Realsierung eines Bondpads dient. Das Gold-Bondpad kann mit einem Bonddraht verbunden werden, wobei sich das gesamte Bondpadschichtsystem auf einem

Halbleiterchip und dort im Wesentlichen im Bereich eines Kontaktlochs, in welchem der Anschluss einer zum Heizer führenden Platin-Leiterbahn mit Hilfe eines Ringkontakts erfolgt, befinden kann. Weiter ist es denkbar, dass sich Bondpads, bestehend aus dem oben genannten Bondpadschichtsystem, auch außerhalb eines Kontaktlochbereichs auf der Halbleiterchipoberfläche befinden und zur elektrischen Kontaktierung von Elektrodenstrukturen dienen.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung einen Gassensor, umfassend mindestens ein Bondpadschichtsystem gemäß dem ersten Aspekt sowie einen Pastendot.

Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Gassensors umfassend ein Bondpadschichtsystem und einen Pastendot mit den Schritten in der Reihenfolge: Bereitstellen eines Halbleiterchips als Basis, z.B. eines mikromechanischen Halbleiterchips, in welchem mindestens eine freitragende dielektrische Membran mit einem Heizer aus Platin integriert ist, abscheiden einer Tantal-Schicht, abscheiden einer ersten Platin-Schicht, abscheiden einer Tantalnitrid-Schicht, abscheiden einer zweiten Platin-Schicht, abscheiden einer Gold-Schicht, ausbilden mindestens eines Bondpads zur Verbindung mit einem Bonddraht auf der Gold-Schicht, ausbilden von

Elektrodenstrukturen, ausbilden eines Pastendots und sintern des Pastendots.

Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche. Vorteile der Erfindung

Die Erfindung stellt ein Bondpadschichtsystem, einen Gassensor und ein entsprechendes Herstellungsverfahren bereit, umfassend eine spezifischen Schichtenabfolge, die hochtemperaturstabil ist und nach einem Sintern des Pastendots in einem Backendprozess zuverlässige, stabile und

hochvolumenfähige Drahtbondverbindungen ermöglicht. Unter

„hochtemperaturstabil" ist insbesondere zu verstehen, dass das

Bondpadschichtsystem als auch die Funktionalität des Gassensors hinsichtlich ihrer Eigenschaften stabil bleiben, auch wenn sie Temperaturen ausgesetzt werden, bei denen Pastendots, die zur Herstellung von Gassensoren verwendet werden, gesintert werden. Dies sind insbesondere Temperaturen im Bereich von 400°C und darüber.

Die Erfindung ermöglicht somit die Erzeugung eines hochtemperturstabilen Bondpadschichtsystems, wie es zum Beispiel für Gassensoren in der

Hochvolumenfertigung verwendet werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung handelt es sich bei dem Halbleiterchip um einen mikromechanischen Halbleiterchip, in welchem mindestens eine freitragende dielektrische Membran umfassend dielektrischen Schichten, eine Platin-Leiterbahn und ein Heizer aus Platin integriert sind. Dies ermöglicht vielfältige Anwendungsmöglichkeiten des Schichtsystems.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung befindet sich mindestens ein Bondpad im Wesentlichen im Bereich eines Kontaktlochs auf dem Halbleiterchip, in welchem der Anschluss einer zum Heizer führenden Platin-Leiterbahn mit Hilfe eines Ringkontakts erfolgt.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung befindet sich mindestens ein Bondpad im Wesentlichen im Bereich außerhalb des Kontaktlochs auf dem Halbleiterchip. Hierüber kann ein Anschluss an den Heizer und/oder zusätzliche

Elektrodenstrukturen und Leiterbahnen erfolgen. Wie erwähnt, besitzt das hochtemperurstabile Bondpadschichtsystem die Schichtenfolge Tantal/Platinl/Tantalnitrid/Platin2/Gold. Gemäß einer

bevorzugten Weiterbildung beträgt die Schichtdicke der Tantal-Schicht 2 - 200 Nanometer, die Schichtdicke der ersten Platin-Schicht 50 - 1000 Nanometer, die Schichtdicke der Tantalnitrid-Schicht 2 - 200 Nanometer, die Schichtdicke der zweiten Platin-Schicht 2 - 400 Nanometer, und die Schichtdicke der Gold- Schicht 50 - 1000 Nanometer. Die Schichtdicken können somit optimal an den Sinterprozess angepasst werden, um zum Beispiel ungewünschte

Diffusionsprozesse zu verhindern, oder bestimmte Funktionen zu gewährleisten.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung beträgt die Schichtdicke der Tantal- Schicht 5 - 50 Nanometer, die Schichtdicke der ersten Platin-Schicht 100 - 500 Nanometer, die Schichtdicke der Tantalnitrid-Schicht 5 - 50 Nanometer, die Schichtdicke der zweiten Platin-Schicht 10 - 150 Nanometer, und die

Schichtdicke der Gold-Schicht 200 - 600 Nanometer. Durch eine optimale

Anpassung der Schichtdicken auf die gewünschte Funktion bzw. den

angewandten Sinterprozess können kürzere Prozesszeiten bei der Abscheidung und geringerer Materialverbrauch erreicht werden. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Schichtzusammensetzung der

Tantalnitrid Schicht aus Tantal (Ta) und Stickstoff (N2) im Verhältnis Ta _x N _y , wobei x zwischen 1 und 5 ist und y zwischen 0,04 und 6. Durch die gewählte

Schichtzusammensetzung kann das Diffusionsverhalten von Atomen durch die Tantalnitrid-Schicht beeinflusst bzw. verhindert werden.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Schichtzusammensetzung der Tantalnitrid-Schicht stöchiometrisch. Hierdurch kann die Diffusion von Atomen anderer Schichten durch die Tantalnitrid-Schicht hindurch beim Sinterprozess kontrolliert werden.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird die Tantal-Schicht und die erste Platin-Schicht des Bondpadschichtsystems auch zur Herstellung elektrischer Leiterbahnen und Elektroden, z.B. in Form von Interdigitalstrukturen, verwendet. So können präzise mikroelektronische Bauteile mit geringem Leistungsverbrauch auf kleinstem Raum geschaffen werden. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist mindestens ein Bondpad zur Verbindung mit einem Bonddraht außerhalb des Kontaktlochbereichs auf der ersten Platin-Schicht des Bondpadschichtsystem ausgebildet. Auf diese Weise können die zu den Elektrodenstrukturen führenden Leiterbahnen, bestehend aus der Tantal- und ersten Platin-Schicht des Bondpadschichtsystems, mit Hilfe eines Bonddrahts sicher und langzeitstabil elektrisch kontaktiert werden.

Während Tantalnitridschichten standardmäßig mit Hilfe der reaktiven

Sputtertechnik hergestellt werden, können gemäß einer bevorzugten

Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Tantalnitrid-Schichten auch durch Tempern von aufgebrachten Tantal-Schichten bei Temperaturen über 600°C in einer Ammoniak (NH3) / Wasserstoff (H2) Atmosphäre oder in einer Stickstoff (N2) / Wasserstoff (H2) Atmosphäre gebildet werden. Dies ermöglicht ein besonders exaktes Einstellen der Zusammensetzung der Tantalnitrid-Schicht.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Tantal und die erste Platin-Schicht mit Hilfe einer Fotolackmaske und eines nachfolgenden Ätzschritts zu Leiterbahnen und Elektrodenstrukturen, z.B. zu Interdigitalstrukturen, ausgebildet, wobei das Ätzen mittels IBE-Ätzen, Plasmaätzen, nasschemischem Ätzen und Kombinationen davon erfolgen kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:

FIG. 1: eine schematische Darstellung eines Gassensors gemäß einer ersten

Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

FIG. 2: eine schematische Darstellung eines Bondpadschichtsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und FIG. 3: ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Herstellen eines Bondpadschichtsystems, oder eines Gassensors, gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Ausführungsformen der Erfindung

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.

FIG. 1 ist eine schematische Darstellung eines Gassensors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Gezeigt ist eine Realisierungsmöglichkeit eines erfindungsgemäßen Gassensors, umfassend ein Bondpadschichtsystem 1, umfassend einen mikromechanischen Halbleiterchip 11 mit einer Kaverne 12 als Basis, zwei dielektrische Schichten 13 und 14, eine Platin Leiterbahn 10 zum Heizer 15 im Kavernenbereich 12, eine Tantal-Schicht 6, darauf abgeschieden eine erste Platin-Schicht 5, darauf abgeschieden eine Tantalnitrid-Schicht 4, darauf abgeschieden eine zweite Platin-Schicht 3, darauf abgeschieden eine Gold-Schicht 2, wobei die einzelnen Schichtabscheidungen vollflächig, auch über einem Kontaktloch 9 erfolgen und anschließend die Strukturierung der einzelnen Schichten mit Hilfe von

Standardverfahren erfolgt. Weiter abgebildet sind ein Bondpad 8, ein Bonddraht 8a, ein Pastendot 7 und schematisch eine Elektrodenstruktur (z.B.

Interdigitalstruktur) 7a sowie eine Leiterbahn 7b. Das Bondpad 8 kann im

Wesentlichen im Bereich eines Kontaktlochs 9, insbesondere direkt darüber, oder auch außerhalb des Kontaktlochs 9 ausgebildet sein.

Die dielektrischen Membranenschichten 13 und 14 können Siliziumdioxid (S1O2), Siliziumnitrid (S13N4) und Mischungen davon umfassen und jede für sich aus mehreren dielektrischen Schichten bzw. unterschiedlichen dielektrischen

Schichtfolgen bestehen.

Kern der Erfindung ist es, ein Bondpad 8 zu realisieren, bei dem nach einem Sinterprozess auf einer Gold-Schicht 2 zuverlässig ein Bonddraht 8a aus Gold befestigt werden kann. Drahtbonden von Golddrähten auf Gold-Bondpads wird beim elektrischen Anschluss von integrierten Halbleiterchips standardmäßig angewandt. Hierbei werden die Bondpads nach der Herstellung jedoch keinen Temperaturen mehr über 400°C ausgesetzt. Da Gold bei hohen Temperaturen und unter bestimmtem Atmosphärenbedingungen verstärkt in Platin und Tantal diffundieren und die Haftung des Bondpads 8 auf dem Untergrund verschlechtern kann, wird erfindungsgemäß, wie in Fig. 1 gezeigt, weiter eine Tantalnitrid- Schicht 4 als Diffusionsbarriere zwischen der Gold-Schicht 2 und der darunter befindlichen ersten Platin-Schicht 5 G.PIatinl") und der Tantal-Schicht 6 eingefügt. Aufgrund der mäßigen Haftung von Gold auf Tantalnitrid, wird zwischen der Gold-Schicht 2 und der als Diffusionsbarriere agierenden

Tantalnitrid-Schicht 4 zusätzlich eine zweite Platin-Schicht 3 G,Platin2") als Haftschicht eingesetzt. Aus dem oben gesagten ergibt sich somit ein

Bondpadschichtsystem, welches sich wie folgt zusammensetzt:

Tantal/Platinl/Tantalnitrid/Platin2/Gold. Dieses Bondpadschichtsystem befindet sich, beginnend mit Tantal 6 als erste Schichtabscheidung, auf einem

Halbleiterchip 11, mit einer Kaverne 12, den dielektrischen Schichten 13 und 14 und der Platinleiterbahn 10 bzw. in einem dort vorhandenen Kontaktloch 9.

Bei der Herstellung eines Gassensors können weiter Teile dieses

Schichtsystems 1 zur Herstellung von Elektroden 7a benutzt werden. So können z.B. die Tantal-Schicht 6 und die erste Platin-Schicht 5 durch gezielten Einsatz von Ätzmasken und Ätzprozessen als Elektroden 7a und Leiterbahnen 7b im Membranbereich als auch außerhalb des Membranbereichs ausgebildet werden, auf welche später dann ein Pastendot 7 abgeschieden werden kann. Im

Bondpadbereich, außerhalb der Membran, befinden sich dann weiter die

Tantalnitrid-Schicht 4, die zweite Platin-Schicht 3 und die Gold-Schicht 2 auf der ersten Platin-Schicht 5 und der Tantal-Schicht 6, was zu dem schon oben beschrieben Bondpadschichtsystem Tantal/Platinl/Tantalnitrid/Platin2/Gold führt. Übernimmt man den Aufbau eines Halbleiterchips, z.B. den eines

mikromechanischen Luftmassensensors, aus dem Stand der Technik, so lässt sich mit angepassten Masken, die Basis für einen Gassensorchip herstellen. Da Aluminium und Platin bereits bei relativ niedrigen Temperaturen (200 - 300°C) miteinander reagieren, was u.a. zu Löcherbildung im Kontaktbereich beider Materialien führen kann und weiter die Bondpads 8 bei einem Gassensor nicht separat, z.B. durch vergelen, vor Umgebungseinflüssen geschützt werden können, besteht die Notwendigkeit das chemisch unstabile Aluminium durch chemisch stabile Materialien wie z.B. Gold oder Platin zu ersetzen. Das beschriebene Bondpadschichtsystem 1 nutzt daher Platin und Gold als

Bestandteile eines neuen, hochtemperaturstabilen, Bondpadschichtsystems 1. Um eine gute Haftung der ersten Platin-Schicht 5 des Schichtsystems auf einer Schicht der dielektrischen Schichten 13 und 14 des Halbleiterchips sicherstellen zu können, wird zuerst eine Tantal-Schicht 6 auf dem Halbleiterchip

abgeschieden. Diese kontaktiert (Ringkontakt) im Kontaktloch 9 die Platin-

Leiterbahnzuführung 10 des Heizers 15 aus Platin und dient weiter als

Haftschicht für die späteren Schichten auf den dielektrischen Schichten 13 und 14. Auf diese Tantal-Schicht 6 und die erste Platin-Schicht 5 werden

anschließend die Tantalnitrid-Schicht 4, die zweite Platin-Schicht 3 und die Gold- Schicht 2 abgeschieden und das Gesamtschichtsystem strukturiert. Die

Abscheidungen der einzelnen Schichten erfolgen mit Hilfe von Sputtern, reaktivem Sputtern, Chemical Vapor Deposition (CVD), Physical Vapor

Deposition (PVD), Pulsed Laser Redeposition, und/oder Atomic Layer Deposition (ALD). Durch die Wahl geeigneter Abscheidungsprozesse können Prozesskosten und -Zeiten optimiert werden.

Bei geeigneter Prozessführung und entsprechend angepassten Masken, ist es weiter möglich die abgeschiedenen Schichten derart zu strukturieren, dass Elektrodenstrukturen (z.B. Interdigitalstrukturen) 7a und Leiterbahnen 7b erzeugt werden, welche aus einer Abfolge der ersten Platin-Schicht 5 und der Tantal-

Schicht 6 bestehen. In der Regel wird hier so vorgegangen, dass mit Hilfe einer ersten Maskenebene die Gold-Schicht 2, die zweite Platin-Schicht 3 und die Tantalnitrid-Schicht 4 und anschließend, mit Hilfe einer zweiten Maskenebene, die erste Platin-Schicht 5 und die Tantal-Schicht 6 strukturiert werden. Während mit der ersten Maskenebene Bondpadstrukturen erzeugt werden, welche später u.a. auch zur elektrischen Kontaktierung der Elektroden 7a dienen, dient die zweite Maskenebene zu Herstellung der Elektroden 7a, deren elektrische Zuleitungen, als auch zur Realisierung des finalen Bondpads 8 im Bereich des Kontaktlochs 9 und der finalen Bondpads 8 außerhalb des Kontaktlochbereichs 9. Auf diese Weise kann die Schichtenfolge der ersten Platin-Schicht 5 und der Tantal-Schicht 6, welche Bestandteil des erfindungsgemäß beschriebenen Bondpadschichtsystems 1 ist, gleichzeitig zur Herstellung von Elektroden 7a und elektrischen Leiterbahnen 7b auf einem Halbleiterchip, welcher als Sensorchip fungiert, genutzt werden.

Die Strukturierung der einzelnen Schichten kann mit Hilfe von Masken und Standardätzverfahren, wie IBE-Ätzen, Plasmaätzen, nasschemischem Ätzen oder Kombinationen aus diesen erfolgen. Ein nasschemischer Ätzschritt kann z.B. dazu eingesetzt werden, die Kanten der Gold-Schicht 2 von den Kanten der zweiten Platin-Schicht 3 und der Tantalnitrid-Schicht 4 zu beabstanden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass Gold nicht über Kanten der zweiten Platin-Schicht 3 und der Tantalnitrid-Schicht 4 diffundieren und unkontrolliert in die erste Platin-Schicht 5 oder die Tantal-Schicht 6 gelangen kann. Die Schichtdicken und Schichtzusammensetzungen der einzelnen

Schichten können weiter den Sinterbedingungen (Temperatur, Atmosphäre, Zeit) angepasst werden.

So ist es z.B. möglich über die Erhöhung von Schichtdicken die Diffusionspfade zu verlängern. Das heißt, die Atome eines Stoffs brauchen länger um durch einen anderen Stoff hindurch zu diffundieren. Da die Interdiffusion von Stoffen temperatur- und/oder zeitabhängig ist, kann die Erhöhung einer Schichtdicke einen Sinterprozess ermöglichen der bei höherer Temperatur und/oder Zeit ablaufen kann. Typische Schichtdicken liegen hier im Bereich von wenigen Nanometern bis hin zu mehreren Mikrometern. Bevorzugte Schichtdicken liegen für die Tantal- Schicht 6 im Bereich von 2 - 200 Nanometer, für die erste Platin-Schicht 5 im Bereich von 50 - 1000 Nanometer, für die Tantalnitrid-Schicht 4 im Bereich von 2 - 200 Nanometer, für die zweite Platin-Schicht 3 im Bereich von 2 - 400

Nanometer und für die Gold-Schicht 2 im Bereich von 50 - 1000 Nanometer.

Besonders bevorzugte Schichtdicken liegen für die Tantal-Schicht 6 im Bereich von 5 - 50 Nanometer, für die erste Platin-Schicht 5 im Bereich von 100 - 500 Nanometer, für die Tantalnitrid-Schicht 4 im Bereich von 5 - 50 Nanometer, für die zweite Platin-Schicht 3 im Bereich von 10 - 150 Nanometer und für die Gold- Schicht 2 im Bereich von 200 - 600 Nanometer. Bei der Wahl der Schichtdicke sind im Wesentlichen zwei Aspekte zu

berücksichtigen. Einmal die notwendigen Sinterbedingungen (Temperatur, Atmosphäre, Zeit) und die Prozesskosten, welche zur Herstellung der Schicht benötigt werden. Können kleinere Schichtdicken verwendet werden, bedeutet das kürzere Prozesszeiten bei der Abscheidung, weniger Materialverbrauch, als auch kürzere Prozesszeiten bei der Strukturierung der Schicht. Da diese drei Punkte zu niedrigeren Prozesskosten führen, ist man bestrebt, für die jeweiligen Sinterbedingungen die optimalen Schichtdicken hinsichtlich Kosten und Funktion auszuwählen. Bei der Tantalnitrid-Schicht 4 spielt weiter die

Schichtzusammensetzung eine Rolle, welche Einfluss auf das

Diffusionsverhalten von Atomen durch die Schicht hat. Abhängig von den Sinterbedingungen kann es daher vorteilhaft sein, die Schichtzusammensetzung der Tantalnitrid-Schicht 4 zu variieren. Die Variationen können dabei in folgendem Bereich liegen: Ta _x N _y , mit x von 1 bis 5 und y von 0,04 bis 6.

Bevorzugt wird aber eine stöchiometrische Zusammensetzung der Tantalnitrid- Schicht 4 angestrebt. Wie oben bereits geschrieben kann die Tantalnitrid-Schicht 4 z.B. durch Sputtern hergestellt werden. Weiter ist es aber auch denkbar, die Tantalnitrid-Schicht 4 durch Tempern von Ta-Schichten bei Temperaturen über 600°C in einer Ammoniak (NH3) / Wasserstoff (H2) Atmosphäre oder in einer Stickstoff (N2) / Wasserstoff (H2) herstellen zu können.

FIG. 2 ist eine schematische Darstellung eines Bondpadschichtsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Gezeigt ist eine Realisierungsmöglichkeit eines erfindungsgemäßen

Bondpadschichtsystems 1, umfassend einen mikromechanischen Halbleiterchip 11 als Basis, zwei dielektrische Schichten 13 und 14, eine Platin Leiterbahn 10 des Heizers 15, eine Tantal-Schicht 6, darauf abgeschieden eine erste Platin- Schicht 5, darauf abgeschieden eine Tantalnitrid-Schicht 4, darauf

abgeschieden eine zweite Platin-Schicht 3, darauf abgeschieden eine Gold- Schicht 2. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform sind hier ein Bonddraht 8a und ein Bondpad 8 außerhalb des Kontaktlochs 9 gebildet worden. Wie in Fig. 2 dargestellt ist es prinzipiell auch denkbar ein klassisches

Kontaktloch 9 auszubilden, in diesem die Platin-Leiterbahnzuführung 10 zum Heizer 15 mit dem vorgeschlagenen Bondpadschichtsystem 1 zu kontaktieren und einen Bonddraht 8a und ein Bondpad 8 außerhalb des Kontaktlochs 9 auf dem Bondpadschichtsystem 1 vorzusehen.

Fig. 3 zeigt ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Herstellen eines Bondpadschichtsystems, oder eines Gassensors, gemäß einer weiteren Ausführungsform. Das Verfahren gemäß Fig. 3 ist dazu geeignet, die im Vorstehenden beschriebenen Vorrichtungen herzustellen und kann gemäß allen bezüglich dieser Vorrichtungen beschriebenen Varianten und

Weiterbildungen modifiziert werden und umgekehrt.

In einem Schritt SOI wird ein Halbleiterchip als Basis, z.B. ein

mikromechanischer Halbleiterchip 11, bereitgestellt, in welchem mindestens eine freitragende dielektrische Membran bestehend aus den dielektrischen Schichten 13, 14, der Platin-Leiterbahn 10 und einem Heizer 15 aus Platin integriert ist. In einem Schritt S02 wird eine Tantal-Schicht 6 abgeschieden. In einem Schritt S03 wird eine erste Platin-Schicht 5 abgeschieden. In einem Schritt S04 wird eine Tantalnitrid-Schicht 4 abgeschieden. In einem Schritt S05 wird eine zweite Platin-

Schicht 3 abgeschieden. In einem Schritt S06 wird eine Gold-Schicht 2 abgeschieden. In einem Schritt S07 wird ein Bondpad 8 zur Verbindung mit einem Bonddraht 8a in der Gold-Schicht 2 ausgebildet, im Wesentlichen im Bereich eines Kontaktlochs 9 auf dem Halbleiterchip 11, in der der Anschluss der zum Heizer 15 führenden Platin-Leiterbahn 10 mit Hilfe eines Ringkontakts erfolgt. Weiter ist es in diesem Schritt möglich, Bondpads auch außerhalb des Kontaktlochbereichs 9 vorzusehen. In einem Schritt S08 werden

Elektrodenstrukturen 7a und Leiterbahnen 7b erzeugt. In einem Schritt S09 wird ein Pastendot 7 ausgebildet. In einem Schritt S10 wird der Pastendot 7 gesintert. Die Schritte S01 bis S10 werden bevorzugt in der Reihenfolge nach ihrer

Nummerierung ausgeführt. An dem Bondpad 8 kann ein Bonddraht 8a angebracht werden.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt. Insbesondere sind die genannten Materialien und Topologien nur beispielhaft und nicht auf die erläuterten Beispiele beschränkt.

Besonders bevorzugte weitere Anwendungen für das erfindungsgemäße Bondpadschichtsystem sind beispielsweise Gassensoren, die Anwendung in

Abgassensoren etwa in der Automobilindustrie oder ähnlichem finden.