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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung.
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Dreidimensionale
Halbleitervorrichtungen (oder Halbleitervorrichtungen mit einem
dreidimensionalen Aufbau), welche aus einem Si(Silizium)-Halbleitermaterial
ausgebildet sind, sind im Stand der Technik bekannt und in
JP-A-2006-203250 offenbart. Gemäß dem
in dieser Patentveröffentlichung offenbarten Verfahren
wird eine dreidimensionale Halbleitervorrichtung durch die folgenden
Schritte hergestellt: Ausbilden einer integrierten Halbleiterschaltung
auf einem Halbleitersubstrat; Ausbilden einer Zwischenlagenschicht über
dem Substrat; Ausbilden einer Si-Lage auf der Zwischenlagenschicht
und Ausbilden einer anderen integrierten Halbleiterschaltung auf
der Si-Lage. (Weiterer Stand der Technik beinhaltet
JP-A-Hei 5-75018 ,
JP 2000-150900 und
JP 2003-179233 .)
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Bei
der Herstellung einer dreidimensionalen Halbleitervorrichtung ist
vorzugsweise jedes Halbleiterelement, dass in jeder Halbleiterlage
ausgebildet wird, genau an einer gewünschten Position angeordnet.
Es sollte beachtet werden, dass je mehr Halbleiterlagen ausgebildet
werden, es um so notwendiger ist, eine genaue Positionsbeziehung
zwischen den Strukturen (oder Halbleiterelementen), die in diesen Lagen
ausgebildet werden, zu bestimmen und herzustellen.
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Das
obige bekannte Verfahren zum Ausbilden eines dreidimensionalen Vorrichtungsaufbaus bildet
jedoch zunächst Halbleiterelemente auf einem Halbleitersubstrat
aus und bildet dann eine Si-Lage über dem Substrat aus,
wie oben beschrieben. Dies bedeutet, dass der auf dem Substrat hergestellte
Aufbau mit der ausgebildeten Si-Lage bedeckt wird, wodurch eine
genaue Messung der Position der Struktur verhindert wird. Als ein
Ergebnis ist es schwierig, die Positionsbeziehung zwischen den Strukturen,
die in den Halbleiterlagen der Halbleitervorrichtung ausgebildet
werden, genau zu bestimmen und herzustellen.
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Zur
Umgehung dieses Problems können nach dem Schritt des Herstellens
der Halbleiterelemente in der Si-Lage (die auf dem Substrat ausgebildet
ist) die Abschnitte der Si-Lage, die nicht diese Elemente darstellen,
durch eine Strukturierungsmethode entfernt werden, so dass die Halbleiterelemente
auf dem Substrat gesehen werden können. Dies erfordert
jedoch einen oder mehrere zusätzliche Prozessschritte.
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Die
vorliegende Erfindung wurde ersonnen zum Lösen der obigen
Probleme. Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine dreidimensionale Halbleitervorrichtung bereitzustellen, die
so hergestellt werden kann, dass eine Positionsbeziehung zwischen
den Halbleiterelementen, die in ihren Halbleiterlagen ausgebildet
werden, genau bestimmt und hergestellt werden kann ohne die die
Komplexität des Herstellungsprozesses zu vergrößern.
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Die
Aufgabe wird gelöst durch eine Halbleitervorrichtung nach
Anspruch 1.
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Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß eines
Aspektes der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Halbleitervorrichtung
eine erste Halbleiterlage und ein erstes Halbleiterelement, dass
in der ersten Halbleiterlage ausgebildet ist. Die Halbleitervorrichtung
beinhaltet ebenfalls eine zweite Halbleiterlage eines transparenten
Halbleitermaterials. Die zweite Halbleiterlage ist auf der ersten
Halbleiterlage so ausgebildet, dass sie das erste Halbleiterelement
bedeckt. Die Halbleitervorrichtung beinhaltet ebenfalls ein zweites
Halbleiterelement, das in der zweiten Halbleiterlage ausgebildet
ist. Die Halbleitervorrichtung beinhaltet ebenfalls eine Verdrahtung,
die sich innerhalb der zweiten Halbleiterlage erstreckt zum elektrischen
Verbinden der ersten und zweiten Halbleiterelemente.
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Weitere
Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben
sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand
der Zeichnung.
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Erste Ausführungsform
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1 ist
eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es wird
angenommen, dass diese Halbleitervorrichtung eine Hoch frequenz-Halbleitervorrichtung
ist und ein SiC(Siliziumcarbid)-Substrat 2 (ein transparentes Substrat)
enthält, wie in 1 gezeigt. Bezugnehmend auf 1 ist
ein Transistor 10 in dem SiC-Substrat ausgebildet. Der
Transistor 10 hat eine Gateelektrode 12, eine
Sourceelektrode 14 und eine Drainelektrode 16.
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Eine
GaN(Galliumnitrid)-Lage 6, welche eine transparente Einkristall-Halbleiterlage
ist, ist zum Bedecken des Transistors 10 ausgebildet. Weiterhin
ist über der GaN-Lage 6 eine AlGaN-Lage 8 ausgebildet und
ein Transistor 20 ist in der AlGaN-Lage 8 ausgebildet.
Der Transistor 20 hat eine Gateelektrode 22, eine
Sourceelektrode 24 und eine Drainelektrode 26. Eine
Isolationsschicht 28 ist um die Gateelektrode 22 herum
ausgebildet.
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Die
Halbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform
enthält eine Verdrahtung 18, welche die Drainelektrode 16 des
Transistors 10 und die Drainelektrode 26 des Transistors 20 elektrisch
verbindet. Diese Verdrahtung durchdringt die GaN-Lage 6,
so dass sie die Drainelektrode 16 des Transistors 10 erreicht.
Die Halbleitervorrichtung enthält ebenfalls eine Verdrahtung 30,
welche mit der Sourceelektrode 14 des Transistors 10 verbunden
ist, und eine Verdrahtung 32, welche mit der Sourceelektrode 24 des
Transistors 20 verbunden ist. Die Verdrahtung 30 durchdringt
das SiC-Substrat 2 und die Verdrahtung 32 durchdringt
die AlGaN-Lage 8, die GaN-Lage 6 und das SiC-Substrat 2.
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Dadurch
hat die Halbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform
einen dreidimensionalen Mehrlagenaufbau, welcher das SiC-Substrat 2, die
GaN-Lage 6 und die AlGaN-Lage 8 enthält.
Der Transistor 10 ist in dem SiC-Substrat 2 ausgebildet und
der Transistor 20 ist in der GaN-Lage 6 und der AlGaN-Lage 8 ausgebildet.
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Diese
Halbleitervorrichtung kann beispielsweise durch den folgenden Prozess
hergestellt werden. Zunächst wird das SiC-Substrat 2 (ein
transparentes Substrat) bereitgestellt. Die Verdrahtung 30, ein
Abschnitt der Verdrahtung 32 und der Transistor 10 werden
dann in dem SiC-Substrat 2 ausgebildet. Als nächstes
wird die GaN-Lage 6 auf das SiC-Substrat 2 aufgewachsen
und die Verdrahtung 18 und der restliche Abschnitt der
Verdrahtung 32 werden in der GaN-Lage 6 ausgebildet.
Der Transistor 20 wird dann so ausgebildet, dass er mit
den Verdrahtungen 18 und 32 elektrisch verbunden
ist.
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Es
sollte beachtet werden, dass in dem Falle einer aus GaN ausgebildeten
Hochfrequenzvorrichtung das GaN vorzugsweise eine hexagonale kristalline
Struktur hat. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform
ist deshalb der Abschnitt des SiC-Substrates 2 unter der
GaN-Lage 6 so ausgebildet, dass er eine Kristallebene oder
kristalline Struktur aufweist, welche eine hexagonale kristalline
Struktur der GaN-Lage 6 erlaubt.
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Es
sollte weiterhin beachtet werden, dass der Ausdruck "transparent",
so wie er in der Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform
verwendet wird, sich auf die Fähigkeit bezieht, den Laserstrahl für
die Waferpositionsbestimmung welcher durch die bei der Herstellung
der Halbleitervorrichtung vorhandene Belichtungsvorrichtung ausgesendet
wird, durchzulassen (oder im Wesentlichen nicht zu absorbieren).
Speziell kann ein "transparentes" Halbleitermaterial gemäß der
vorliegenden Ausführungsform eine Durchlässigkeit
gegenüber Licht mit sichtbaren Wellenlängen aufweisen.
Beispiele solch "transparenter" Halbleitermaterialien, die eine
Energielücke bzw. einen Energieübergang bei 2,5
eV oder darüber aufweisen und zum Ausbilden einer Halbleitervorrichtung
verwendet werden können, beinhalten SiC, GaN, ZnO (Zinkoxid),
etc..
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Bei
der Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform wird
der Begriff "Energielücke" synonym verwendet mit den Begriffen
"Bandlücke" und "Breite der verbotenen Zone". Dies bedeutet,
der Begriff "Energielücke" kann ersetzt werden durch den Begriff
"Bandlücke".
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Es
sollte das folgende beachtet werden: Das SiC-Substrat 2 wird
in den Ansprüchen als eine "erste Halbleiterlage" bezeichnet.
Der Transistor 10 wird als ein "erstes Halbleiterelement"
bezeichnet. Die GaN-Lage 6 und die AlGaN-Lage 8 werden
zusammen als eine "zweite Halbleiterlage" bezeichnet. Der Transistor 20 wird
als ein "zweites Halbleiterelement" bezeichnet und die Verdrahtung 18 wird
als eine "Verdrahtung" bezeichnet.
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Die
Vorteile der obigen Halbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform
werden jetzt beschrieben.
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Da
die GaN-Halbleiterlage 6, die auf dem SiC-Substrat 2 ausgebildet
ist, aus einem transparenten Halbleitermaterial besteht, kann gemäß der vorliegenden
Ausführungsform die Position des Transistors 10 durch
eine Betrachtung durch die GaN-Lage 6 hindurch optisch
erfasst werden. Dies erlaubt die Herstellung der Halbleitervorrichtung,
während die Positionsbeziehung zwischen den Transistoren 10 und 20 genau
ermittelt und hergestellt wird.
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Spezieller
kann der Waferpositions-Ermittlungsmechanismus der vorhandenen Belichtungsvorrichtung,
welche bei der Herstellung der Halbleitervorrichtung verwendet wird,
verwendet werden zum einfachen Erfassen der Position des Transistors 10,
der in dem SiC-Substrat 2 ausgebildet ist. Dies erlaubt
die exakte Positionierung des Transistors 20 relativ zu
dem Transistor 10. Weiterhin kann die Wahl des transparenten
Halbleitermaterials ge troffen werden auf der Grundlage der Wellenlänge
des Laserstrahls, der durch ein vorhandenes optisches System (z.
B. die Laservorrichtung für die Waferpositionsbestimmung
in der Belichtungsvorrichtung) emittiert wird. Dies erlaubt die
Herstellung der dreidimensionalen Halbleitervorrichtung ohne bedeutende
Veränderung des optischen Systems.
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Das
Substrat (das SiC-Substrat 2) der Halbleitervorrichtung
der vorliegenden Ausführungsform ist aus SiC ausgebildet.
Da SiC transparent ist, kann die Position des Transistors 10 ebenfalls
erfasst werden durch Betrachten der entgegengesetzten Seite (der
Unterseite in 1) des Substrates des Transistors 10.
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Es
sollte beachtet werden, dass transparente Halbleitermaterialien
mit einer Energielücke (oder Bandlücke) von 2,5
eV oder mehr, wie zum Beispiel GaN, gewöhnlich eine halbisolierende
Eigenschaft haben. Dies bedeutet, bei der vorliegenden Ausführungsform
liefert die GaN-Lage 6 (welche halbisolierend ist), die
zwischen die Transistoren 10 und 20 gefügt
ist, eine gute Isolation zwischen diesen Transistoren. Als ein Ergebnis
hat diese dreidimensionale Halbleitervorrichtung sowohl eine Lichtdurchlässigkeitseigenschaft
als auch eine elektrische Isolationseigenschaft. Weiterhin können
Isolationsschichten (oder Zwischenlagen-Isolationsschichten) zum
Isolieren der Transistoren 10 und 20, die nicht
in 1 gezeigt sind, bei der Vorrichtung ohne eine
bedeutsame Verringerung in der Isolation weggelassen werden. Dies
erlaubt eine Vereinfachung des Aufbaus der Halbleitervorrichtung
und daher eine Vereinfachung ihrer Herstellung.
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Bei
der Herstellung der dreidimensionalen Halbleitervorrichtung der
vorliegenden Ausführungsform werden die GaN-Lage 6 und
weitere Schichten aufeinanderfolgend auf das SiC-Substrat 2 gesta gelt. Deshalb
hat jede Halbleiterstapelschicht bevorzugt eine hohe Kristallqualität.
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Ein
Verfahren um dies zu erreichen ist die Ausbildung einer amorphen
oder polykristallinen Halbleiterlage auf dem Halbleitersubstrat
und die nachfolgende Rekristallisation der ausgebildeten Halbleiterlage.
Dies erfordert jedoch einen oder mehrere zusätzliche Prozessschritte
einschließlich eines Rekristallisationsschrittes, was in
einer erhöhten Herstellungsdauer resultiert.
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Andererseits
werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform
die Halbleiterlagen, die aufeinander folgend auf das Substrat gestapelt
sind, in Kristallgestalt aufgewachsen, wodurch der Herstellungsvorgang
vereinfacht wird. Speziell besteht die transparente Halbleiterlage
(die GaN-Lage 6), die auf dem SiC-Substrat 2 ausgebildet
wird, aus GaN mit einer Gitterkonstante nahe jener von SiC, was
das epitaktische Aufwachsen der Schicht auf das SiC-Substrat 2 erlaubt.
Dies bedeutet, die GaN-Lage 6 kann so ausgebildet werden,
dass sie eine einzelne Halbleiterkristallschicht mit einer hohen
Qualität ist. Dadurch wird die Notwendigkeit eines komplizierten
Rekristallisationsvorgangs beseitigt.
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Somit
ist bei der Halbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform
der gesamte Abschnitt der GaN-Lage 6 in hohem Maße
kristallin, da die Lage epitaktisch aufgewachsen wird. Dies gestattet
die Ausbildung des Transistors 20 an jedem gewünschten
Ort, was in einer größeren Freiheit beim Entwurf
resultiert.
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Eine
Halbleitervorrichtung aus GaN- oder SiC-Material wird gewöhnlich
bei Temperaturen von 1000°C oder höher hergestellt.
Es sollte beachtet werden, dass die Wärmebehandlungstemperatur des Substrates
die Qualität des Kristalls beeinträchtigt, welcher
durch den epitaktischen Wachstumsprozess ausgebildet wird. Dies
bedeutet, je höher die Wärmebehandlungstemperatur
ist um so besser. Da die Halbleitervorrichtung der vorliegenden
Ausführungsform aus GaN und SiC ausgebildet ist, kann sie
bei erhöhten Temperaturbedingungen (1000°C oder
höher, wie oben beschrieben) hergestellt werden, zur Erhöhung
der Kristallqualität ihrer Halbleiterschichten.
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Andererseits
gibt es in dem Falle einer dreidimensionalen Halbleitervorrichtung,
die in erster Linie aus Si hergestellt wird (wie jene, die in
JP-A-2006-203250 ,
wie oben erwähnt, offenbart wird), beispielsweise eine
verhältnismäßig niedrige obere Grenze
der Wärmebehandlungstemperatur des Substrates. Die obige
Veröffentlichung erwähnt, dass die maximal zulässige
Wärmebehandlungstemperatur ungefähr 900°C
ist. Der Grund hierfür ist, dass in dem Falle einer dreidimensionalen
Halbleitervorrichtung, welche in erster Linie aus Si-Material besteht,
das Halbleiterelement oder die Halbleiterelemente, die auf dem Substrat
ausgebildet sind, sich in ihrer Funktion verschlechtern, wenn sie
erhöhten Temperaturbedingungen unterworfen werden.
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In
dem Falle der dreidimensionalen Halbleitervorrichtung der vorliegenden
Ausführungsform erleiden andererseits das SiC-Substrat 2 und
der Transistor 10 nicht irgendeine Verschlechterung, sogar wenn
das Substrat bei 900°C oder mehr wärmebehandelt
wird. Dies bedeutet, der Vorrichtungsaufbau der vorliegenden Ausführungsform
hat eine höhere Wärmewiderstandsfähigkeit
als der Vorrichtungsaufbau der obigen Patentveröffentlichung.
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Somit
beinhaltet die dreidimensionale Halbleitervorrichtung der vorliegenden
Ausführungsform ein transparentes Substrat und eine darüber
liegende transparente Halbleiterlage aus SiC bzw. GaN. Dies erlaubt,
dass mit der Vorrichtung viele Vorteile er zielt werden, wie zum
Beispiel die genaue Anordnung ihrer Transistoren (oder Halbleiterelemente),
eine gute Isolation zwischen diesen Transistoren, etc., eine hohe
Wärmewiderstandsfähigkeit, eine hohe Kristallqualität
in ihren Halbleiterlagen und eine Vereinfachung ihres Herstellungsprozesses.
Diese Vorteile sind besonders günstig, da die Halbleitervorrichtung einen
dreidimensionalen Aufbau hat. Dies bedeutet, der Vorrichtungsaufbau
der vorliegenden Ausführungsform liefert verschiedene Vorteile,
wie oben beschrieben, zusätzlich zu der genauen Positionierung seiner
Transistoren.
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Es
sollte beachtet werden, dass, obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform
SiC und GaN verwendet werden zum Ausbilden des transparenten Substrates
bzw. der darüber liegenden transparenten Halbleiterschicht
zum Erzielen der oben beschriebenen Vorteile, in anderen Ausführungsformen
andere Materialien zum Erzielen solcher Vorteile verwendet werden
können. Speziell können das transparente Substrat
und die darüber liegende transparente Lage aus SiC, GaN
oder ZnO ausgebildet sein. Beispielsweise kann bei der dreidimensionalen
Halbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform
das SiC-Substrat 2 (unter der GaN-Lage 6) durch
ein GaN-Substrat ersetzt werden.
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Nun
werden Variationen der ersten Ausführungsform beschrieben.
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Wie
oben beschrieben enthält die dreidimensionale Halbleitervorrichtung
der ersten Ausführungsform ein transparentes Substrat und
eine darüber liegende transparente Halbleiterschicht aus
SiC bzw. GaN zum Erzielen einer genauen Positionierung ihrer Transistoren
(ein erster Vorteil) und zum Erzielen vieler weiterer Vorteile (zweite
Vorteile). Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese
spezielle Anordnung beschränkt.
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Wenn
beispielsweise die Halbleitervorrichtung nicht die zweiten Vorteile
(beispielsweise eine gute Isolation zwischen ihren Transistoren,
etc., eine hohe Wärmewiderstandsfähigkeit, eine
hohe Kristallqualität in ihren Halbleiterschichten und
eine Vereinfachung ihres Herstellungsvorgangs) erzielen muss, kann
eine große Vielfalt an transparenten Materialien verwendet
werden zum Ausbilden des Substrates und der darüber liegenden
Halbleiterlage zum Erreichen des Hauptvorteils einer genauen Positionierung der
Transistoren.
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Es
sollte beachtet werden, dass der Begriff "transparent", wie er in
der Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform verwendet
wird, sich auf die Fähigkeit bezieht, den Laserstrahl für
die Waferpositionsbestimmung, der durch die vorhandene Belichtungsvorrichtung
emittiert wird, die bei der Herstellung der Halbleitervorrichtung
verwendet wird, wie oben beschrieben durchzulassen (oder im wesentlichen
nicht zu absorbieren). Dies bedeutet, Halbleitermaterialien mit
solch einer Transparenzeigenschaft können verwendet werden
zum Erzielen einer genauen Positionierung der Transistoren.
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Obwohl
bei der ersten Ausführungsform das Substrat aus SiC besteht
(und als das SiC-Substrat 2 bezeichnet wird), kann es weiterhin
aus einem anderen Material ausgebildet sein. Beispielsweise kann das
Substrat aus einem nichttransparenten Halbleitermaterial (z. B.
Si) bestehen, falls es nicht notwendig ist, die Betrachtung der
Unterseite des Substrates zu ermöglichen. In diesem Falle
wird die auf dem Substrat hergestellte Struktur durch die auf dem
Substrat ausgebildete transparente Halbleiterlage hindurch optisch
erfasst.
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Weiterhin
kann das Substrat aus einem transparenten Material ausgebildet sein
und eine als eine Basislage dienende SiC-Lage kann auf dem Substrat
ausgebildet sein. In diesem Falle wird die GaN-Lage auf der SiC-Lage
ausgebildet. Die SiC-Lage, welche als eine Basislage dient und auf
dem transparenten Substrat ausgebildet ist) und die darüber
liegende GaN-Lage werden in den Ansprüchen als eine "erste
Halbleiterlage" bzw. eine "zweite Halbleiterlage" bezeichnet.
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Die
dreidimensionale Halbleitervorrichtung der ersten Ausführungsform
wird hergestellt zum Erzielen des ersten Vorteils einer genauen
Positionierung ihrer Transistoren und zum Erzielen der zweiten Vorteile
wie beispielsweise: (i) Gute Isolation zwischen ihren Transistoren,
etc., (ii) Vereinfachung des Herstellungsprozesses, (iii) hohe Kristallqualität
in ihren Halbleiterschichten und (iv) hohe Wärmewiderstandsfähigkeit.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen speziellen
Aufbau beschränkt. Dies bedeutet, die vorliegende Erfindung
kann eine dreidimensionale Halbleitervorrichtung mit einem unterschiedlichen
Aufbau oder eine dreidimensionale Halbleitervorrichtung die aus
anderen Materialien ausgebildet ist, bereitstellen, während
eine genaue Positionierung ihrer Transistoren bei der Herstellung der
Vorrichtung möglich ist, wenn es nicht notwendig ist, einen
oder mehrere der obigen zweiten Vorteile zu erzielen.
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Falls
beispielsweise die dreidimensionale Halbleitervorrichtung zusätzlich
zu dem ersten Vorteil (d. h. einer genauen Positionierung ihrer
Transistoren) lediglich (i) eine gute Isolation zwischen ihren Transistoren,
etc. erzielen soll, dann können verschiedene transparente
Halbleitermaterialien mit einer Energielücke (oder Bandlücke)
von 2,5 eV oder mehr verwendet werden und eine oder mehrere Zwischenlagen-Isolationsschichten
können bei der dreidimensionalen Halbleitervorrichtung
weggelassen werden.
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Falls
weiterhin die dreidimensionale Halbleitervorrichtung zusätzlich
zu dem obigen ersten Vorteil (d. h. einer genauen Positionierung
ihrer Transistoren) lediglich (ii) eine Vereinfachung ihres Herstellungsprozesses
und (iii) eine hohe Kristallqualität in ihren Halbleiterlagen
erzielen soll, dann können sogar andere transparente Halbleitermaterialien
als SiC und GaN (ungeachtet ihrer Energielücke) verwendet werden
zum Aufwachsen der transparenten Halbleiterlage auf das Substrat.
Speziell kann das Material der transparenten Halbleiterlage so ausgewählt
werden, dass es eine Gitterkonstante nahe jener des Materials des
Substrats aufweist. Dies erlaubt das epitaktische Aufwachsen der
Lage auf das Substrat, wodurch eine dreidimensionale Halbleitervorrichtung mit
einer hohen kristallinen Qualität ermöglicht wird.
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Falls
weiterhin die dreidimensionale Halbleitervorrichtung zusätzlich
zu dem ersten Vorteil (d. h. einer genauen Positionierung ihrer
Transistoren) lediglich (iv) eine hohe Wärmewiderstandsfähigkeit
erzielen muss, dann können sogar andere transparente Halbleitermaterialien
als SiC und GaN, welche in einem verbreiteten Herstellungsprozess
bei hohen Temperaturen verwendet werden, verwendet werden zum Ausbilden
des Substrates und der darüber liegenden Halbleiterlage.
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Obwohl
bei der vorliegenden Ausführungsform die Halbleiterlage
(die GaN-Lage 6), welche auf dem SiC-Substrat 2 ausgebildet
wird, eine hexagonale kristalline Struktur aufweist, kann sie eine
unterschiedliche kristalline Struktur aufweisen, welche durch die
Art und die Verwendung der Halbleitervorrichtung festgelegt wird.
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Obwohl
bei der vorliegenden Ausführungsform der Transistor 20 nach
der Ausbildung der Verdrahtung 18 ausgebildet wird, kann
er vor der Verdrahtung 18 ausgebildet werden. Dies ermöglicht die Anordnung
des Transistors 20 an jedem gewünschten Ort, wodurch
eine größere Freiheit bei der Herstellung bereitgestellt
wird.
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Weiterhin
kann bei der dreidimensionalen Halbleitervorrichtung eine Mehrzahl
von Halbleiterlagen aufeinanderfolgend auf das SiC-Substrat 2 gestapelt
sein. In diesem Falle können diese Halbleiterlagen aus
einem transparenten Material ausgebildet sein zum einfachen und
genauen Ausrichten der Strukturen (oder Transistoren), die in den
Lagen ausgebildet sind.
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Es
sollte bemerkt werden, dass bei der dreidimensionalen Halbleitervorrichtung
der vorliegenden Ausführungsform Transistoren (10, 20)
in dem Substrat SiC 2 und der darüber liegenden
GaN-Lage 6 und der darüber liegenden AlGaN-Lage 8 ausgebildet
sind. In anderen Ausführungsformen können jedoch
andere Halbleiterelemente in dem Substrat und den darüber
liegenden Halbleiterschichten ausgebildet werden.
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Weiterhin
liefert der dreidimensionale Aufbau der Halbleitervorrichtung der
vorliegenden Ausführungsform eine größere
Freiheit bei der Materialauswahl als der dreidimensionale Aufbau
der Halbleitervorrichtung, die in erster Linie aus Si ausgebildet ist,
welche, wie oben erwähnt, in
JP-A-2006-203250 offenbart
ist.
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Die
Vorteile der vorliegenden Erfindung können wie folgt zusammengefasst
werden: Da gemäß des ersten Aspektes der vorliegenden
Erfindung die zweite Halbleiterlage, welche das erste Halbleiterelement
bedeckt, aus einem transparenten Halbleitermaterial besteht, kann
die Position des ersten Halbleiterelementes optisch erfasst werden
durch Hindurchsehen durch die zweite Halbleiterlage. Dies gestattet
die Herstellung der Halbleitervorrichtung, während die
Positionsbeziehung zwischen den ersten und zweiten Halbleiterelementen
genau bestimmt und hergestellt wird ohne die Komplexität
des Herstellungsprozesses zu vergrößern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2006-203250
A [0002, 0031, 0049]
- - JP 5-75018 [0002]
- - JP 2000-150900 [0002]
- - JP 2003-179233 [0002]