DE102014115071A1

DE102014115071A1 - Hall-Effekt-Sensor mit Graphendetektionsschicht

Info

Publication number: DE102014115071A1
Application number: DE201410115071
Authority: DE
Inventors: Alfons Dehe; Markus Eckinger; Stefan Kolb; Günther Ruhl
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2013-10-16
Filing date: 2014-10-16
Publication date: 2015-04-16
Anticipated expiration: 2034-10-17
Also published as: DE102014115071B4; US20150102807A1; CN104576917A; CN104576917B; US9714988B2

Abstract

Es werden ein Hall-Effekt-Sensor mit einer Graphendetektionsschicht, die in zahlreichen Geometrien ausgeführt ist, der die Möglichkeit eines sogenannten ”vollständigen 3D” Hall-Sensors enthält, mit der Option zur Integration in einen BiCMOS-Prozess, und ein Verfahren zur Herstellung des Hall-Effekt-Sensors offenbart.

Description

Verschiedene Ausführungsformen betreffen im Allgemeinen einen Hall-Effekt-Sensor mit einer Graphendetektionsschicht, die in zahlreichen Geometrien implementiert ist, mit der Option zur Integration in einen BiCMOS-Prozess, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Hall-Effekt-Sensors.
Der sogenannte ”Hall-Effekt”” tritt ein, wenn ein Magnetfeld senkrecht zu einem elektrischen Strom ausgerichtet ist. Das Magnetfeld erzeugt eine Spannungsdifferenz über einen Leiter, die sogenannte Hall-Spannung, in einer Richtung, die sowohl zur Richtung des Magnetfeldes wie auch zur Richtung des Stromflusses senkrecht liegt. Durch Messen der Hall-Spannung ist es möglich, die Größe der Komponente des Magnetfeldes zu bestimmen. Typische Hall-Sensoren enthalten üblicherweise einen Streifen oder eine Platte aus einem elektrisch leitenden Material, wobei elektrischer Strom durch die Platte fließt. Wenn die Platte in einem Magnetfeld so angeordnet ist, dass eine Komponente des Feldes senkrecht zur Platte liegt, wird eine Hall-Spannung innerhalb der Platte in einer Richtung erzeugt, die sowohl zur Richtung des Magnetfeldes wie auch zur Richtung des Stromflusses senkrecht liegt. Halbleiter-Hall-Effekt-Sensoren, die mit aktuellen Techniken hergestellt werden, enthalten üblicherweise ein aus Silizium hergestelltes Erfassungselement. Die magnetische Empfindlichkeit dieser Vorrichtungen steht in direktem Zusammenhang mit der Elektronenmobilität μ des Materials, das zur Konstruktion des Erfassungselements verwendet wird, und ist durch diese eingeschränkt. Silizium hat typischerweise eine Elektronenmobilität von etwa 1500 cm²/(V·s). Graphen kann im Gegensatz dazu eine Elektronenmobilität im Bereich von 4500–40000 cm²/(V·s) haben. Folglich hat eine Hall-Effekt-Vorrichtung, die ein aus Graphen konstruiertes Erfassungselement verwendet, eine viel höhere magnetische Empfindlichkeit als eine typische Vorrichtung auf Siliziumbasis.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zur Bildung eines Hall-Sensors mit einer Graphendetektionsschicht offenbart. Das Verfahren kann enthalten: Vorsehen einer Trägerschicht; Bilden einer Metallkeimschicht auf der Trägerschicht; und Bilden einer Graphendetektionsschicht auf der Metallkeimschicht. Die Graphendetektionsschicht kann in verschiedenen geometrischen Ausgestaltungen ausgeführt sein, abhängig von der Spezifikation und den Anforderungen einer bestimmten Anwendung. Das Verfahren kann auch ein Gestalten der Graphenschichtgeographie enthalten, so dass ein vollständiger 3D Hall-Sensor gebildet wird.
In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszeichen im Allgemeinen auf dieselben Teile in den verschiedenen Ansichten. Die Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabgetreu und der Schwerpunkt liegt im Allgemeinen vielmehr auf der Veranschaulichung der Prinzipien der Erfindung. In der folgenden Beschreibung sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung mit Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1A bis 1J gemäß verschiedenen Ausführungsformen, einen perspektivischen Verlauf eines Verfahrens zum Bilden eines Hall-Effekt-Sensors wie auch mehrere Ausführungsformen eines Hall-Effekt-Sensors zeigen;
2A bis 2E gemäß verschiedenen Ausführungsformen, einen perspektivischen Verlauf eines Verfahrens zum Bilden eines Hall-Effekt-Sensors wie auch mehrere zusätzliche Ausführungsformen eines Hall-Effekt-Sensors zeigen;
3A bis 3C verschiedene andere mögliche Merkmale und Ausführungsformen eines Hall-Sensors zeigen;
4 sowohl in Querschnittsansichten wie auch Draufsichten eine mögliche Ausführungsform eines Hall-Sensors zeigt, wobei das Erfassungselement eingekapselt ist;
5A bis 5C sowohl in Querschnittsansichten wie auch Draufsichten einen perspektivischen Verlauf eines Verfahrens zum Bilden eines Hall-Effekt-Sensors wie auch mehrere Ausführungsformen eines Hall-Effekt-Sensors zeigen;
6A & 6B zusätzliche Schritte und/oder Merkmale darstellen, die in dein in 4 dargestellten Hall-Sensor ausgeführt werden können;
7A & 7B zusätzliche Schritte und/oder Merkmale darstellen, die in dem in 5A bis 5C dargestellten Hall-Sensor ausgeführt werden können;
8A bis 8D gemäß verschiedenen Ausführungsformen, einen perspektivischen Verlauf eines Verfahrens zum Bilden eines Hall-Effekt-Sensors wie auch mehrere zusätzliche Ausführungsformen eines Hall-Effekt-Sensors zeigen;
9A & B gemäß einer Ausführungsform einen perspektivischen Verlauf eines Verfahrens zum Bilden eines 3-D Hall-Effekt-Sensors wie auch perspektivische Ausführungsformen eines 3-D Hall-Effekt-Sensors zeigen;
10A bis 10C gemäß einer Ausführungsform einen perspektivischen Verlauf eines Verfahrens zum Bilden eines 3-D Hall-Effekt-Sensors wie auch perspektivische Ausführungsformen eines 3-D Hall-Effekt-Sensors zeigen;
11A bis 11C gemäß einer Ausführungsform, einen perspektivischen Verlauf eines Verfahrens zum Bilden eines 3-D Hall-Effekt-Sensors wie auch perspektivische Ausführungsformen eines 3-D Hall-Effekt-Sensors zeigen.
Die folgende ausführliche Beschreibung bezieht sich auf die beiliegenden Zeichnungen, die zur Veranschaulichung spezielle Einzelheiten und Ausführungsformen zeigen, in welchen die Erfindung ausgeführt werden kann.
Das Wort ”beispielhaft” wird hier in der Bedeutung ”als Beispiel, Fallbeispiel oder Veranschaulichung dienend” verwendet. Jede Ausführungsform oder Ausgestaltung, die hier als ”beispielhaft” beschrieben ist, ist nicht unbedingt als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Ausführungsformen oder Ausgestaltungen auszulegen.
Das Wort ”über”, das in Hinblick auf ein abgeschiedenes Material verwendet wird, das ”über” einer Seite oder Oberfläche gebildet ist, kann hier in der Bedeutung verwendet werden, dass das abgeschiedene Material ”direkt auf”, z. B. in direktem Kontakt mit, der genannten Seite oder Oberfläche gebildet wird. Das Wort ”über”, das in Hinblick auf ein abgeschiedenes Material verwendet wird, das ”über” einer Seite oder Oberfläche gebildet ist, kann hier in der Bedeutung verwendet werden, dass das abgeschiedene Material ”indirekt auf” der genannten Seite oder Oberfläche gebildet wird, mit einer oder mehreren zusätzlichen Schichten, die zwischen der genannten Seite oder Oberfläche und dem abgeschiedenen Material angeordnet sind.
In typischen Hall-Sensoren enthalten Faktoren, von welchen bekannt ist, dass sie Empfindlichkeit und Restversatz beeinflussen, Ausflocken, Niederschlagseigenschaften, Belastung und den Einfluss der Keimschicht und der Grenze zwischen der Keimschicht und dem Graphen. Gemäß der Offenbarung erzeugt die Kombination aus Abscheidung der Graphenschicht auf einer Metallkeimschicht und Entfernung der Metallkeimschicht zur Herstellung einer oberflächlichen mikromechanischen Sensorstruktur eine Sensorstruktur mit optimierter Leistung (z. B. Verringerung des Restversatzes, der Belastung und Effekten zwischen zwei Flächen). Durch Ausgestaltung des Graphens in verschiedenen Geometrien können der Restversatz weiter verringert und die Leistung weiter optimiert werden.
Verschiedene Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf ein Verfahren zum Bilden eines Hall-Effekt-Sensors mit einer Graphendetektionsschicht. Verschiedene Ausführungsformen offenbaren ferner einen Hall-Sensor mit Graphen als Detektionsschicht, die optimierte Eigenschaften vorsieht, in verschiedene geometrischen Ausgestaltungen und die Option einer Integration in einen BiCMOS(hybrider bipolarer Transistor-CMOS)-Prozess, wobei mindestens eine Graphenschicht als das Sensorelement in einem Hohlraum liegt, der in einer Umgebung gebildet/eingebettet ist. Mindestens eine Ausführungsform betrifft die belastungsfreie Montage des Hall-Elements zur Verringerung des Restversatzes und Erhöhung der Leistung des Hall-Sensors. Eine weitere Ausführungsform sieht einen 3D Hall-Sensor mit hoher Empfindlichkeit für Magnetfelder vor, während die Raumforderungen im Vergleich zu gegenwärtig erhältlichen Technologien verringert sind. In mindestens einer Ausführungsform kann die Graphendetektionsschicht in einer Halbleiterträgerschicht zum Schutz der Erfassungsstruktur vor Umwelteinflüssen, die die Wirksamkeit, Empfindlichkeit und Genauigkeit des Sensors beeinträchtigen können, eingebettet sein. In mindestens einer Ausführungsform kann die Graphenschicht in einem Hohlraum gebildet sein, der von einem Überkappungselement bedeckt und so ausgestaltet ist, dass ein Teilvakuum im Hohlraum entsteht.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Hall-Sensor in einer sogenannten ”Hall-Pyramiden-”Ausgestaltung offenbart. Der Hall-Sensor kann eine Graphenschicht als eine magnetisch empfindliche Schicht verwenden. In mindestens einer Ausführungsform kann die Graphenschicht im Wesentlichen pyramidenförmig sein. Diese Pyramidenform ermöglicht einen vollständigen 3D Hall-Sensor, der in einem sogenannten ”Hacker-Modus” betrieben werden kann. In weiteren Ausführungsformen ist der Hall-Sensor in einer Pyramidenform mit Bodenkontakt- oder Oberseitenkontaktoptionen erhältlich.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Graphen Hall-Sensor eingekapselt sein, um den Hall-Sensor besser vor verschiedenen Umwelteinflüssen zu schützen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Hall-Sensor durch Aufbringen einer Graphenschicht auf eine Metallkeimschicht gebildet werden. Die Keimschicht kann aus Kupfer, Nickel, Kupfer-Nickel-Legierungen und anderen verschiedenen elementaren Metallen oder Metalllegierungen bestehen oder zusammengestellt sein, die für eine bestimmte Anwendung geeignet sind. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Graphenschicht durch die Verwendung verschiedener Abscheidungstechniken gebildet sein, z. B. In situ-Abscheidung, Transferabscheidung wie durch Flüssigmediumtransfer oder Filmtransfer, usw.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie als eine Querschnittsdarstellung in 1A gezeigt, kann der Hall-Sensor eine Trägerschicht 102 mit einer Oxidschicht 104, die auf der Trägerschicht 102 gebildet ist, eine Metallschicht 106, die auf der Oxidschicht 104 gebildet ist, und eine Graphenschicht 108, die auf der Oxidschicht 104 gebildet ist, enthalten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Trägerschicht 102 eine Halbleiterträgerschicht, z. B. eine Siliziumträgerschicht, sein. Gemäß mindestens einer Ausführungsform kann die Trägerschicht 102 Material, das für eine bestimmte Anwendung geeignet ist, zum Beispiel Halbleitermaterial wie Germanium, Siliziumgermanium, Siliziumcarbid, Galliumnitrid, Galliumarsenid, Indium, Indiumgalliumnitrid, Indiumgalliumarsenid, Indiumgalliumzinkoxid, oder anderen elementaren und/oder Verbindungshalbleitern enthalten oder aus diesen bestehen. Die Trägerschicht 102 kann auch andere Materialien oder Materialkombinationen enthalten, zum Beispiel verschiedene Dielektrika, Metalle und Polymere. die für eine bestimmte Anwendung geeignet sind. Die Trägerschicht 102 kann ferner zum Beispiel Glas enthalten oder aus diesem bestehen. Gemäß mindestens einer Ausführungsform kann die Trägerschicht 102 ein Silizium-auf-Isolator (SOI) Träger sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Oxidschicht 104 auf der Trägerschicht 102 durch Verwendung von verschiedenen Abscheidungstechniken gebildet werden, wie physikalischer Dampfabscheidung, chemischer Dampfabscheidung, elektrochemischer Abscheidung und verschiedenen Formen von Epitaxie wie Molekularstrahl-Epitaxie und Flüssigphasen-Epitaxie. Die Oxidschicht 104 kann jede Dicke aufweisen, die für eine bestimmte Anwendung und/oder zum Erreichen gewünschter Kenndaten geeignet ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Oxidschicht 104 verschiedene Halbleiteroxide enthalten oder aus diesen bestehen, zum Beispiel, Siliziumdioxid.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Metallschicht 106 auf der Oxidschicht 104 durch Verwendung von verschiedenen Abscheidungstechniken wie physikalischer Dampfabscheidung, chemischer Dampfabscheidung, elektrochemischer Abscheidung und verschiedenen Formen von Epitaxie wie Molekularstrahl-Epitaxie gebildet werden. Die Metallschicht 106 kann jede Dicke aufweisen, die für eine bestimmte Anwendung und/oder zum Erreichen gewünschter Kenndaten geeignet ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Hall-Effekt-Sensor, wie in 1B & 1C dargestellt ist, ein Formen der Metallschicht 106 und der Graphenschicht 108 durch verschiedene Texturierungstechniken enthalten. Zum Beispiel kann die Graphenschicht 108, wie in 1B & 1C dargestellt ist, durch eine Photolithographietexturierungstechnik gebildet werden. Ebenso kann die Metallschicht 106, wie in 1B & 1C dargestellt ist, durch verschiedene Ätztechniken, z. B. isotropisches Gasphasenätzen, Dampfätzen, Nassätzen, isotropisches Trockenätzen, Plasmaätzen, usw. gebildet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Metallschicht 106 verschiedene Metalle, zum Beispiel, Kupfer oder Nickel, enthalten oder daraus bestehen. Einige andere Metalle oder Metalllegierungen, die gemäß verschiedenen Ausführungsformen verwendet werden können, enthalten: Ag, Al, Cu, Ni, Sn, CuNi, CuAl und CnSn. Die Metallschicht 106 kann aus jedem elementaren Metall oder jeder Metalllegierung gebildet werden, das bzw. die für eine bestimmte Anwendung geeignet ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Hall-Sensor, wie in 1D–1F dargestellt, eine Texturierungsschicht 110 über der Oxidschicht 104 enthalten. In mindestens einer Ausführungsform kann die Texturierungsschicht 110 eine polykristalline Siliziumschicht sein. Der Hall-Sensor kann ferner die Entfernung mindestens eines Teils der Metallschicht 106 durch einen Texturierungsprozess enthalten, wie z. B. Photolithographie und/oder verschiedene Ätztechniken. In mindestens einer Ausführungsform, wie in 1E dargestellt ist, kann der Texturierungsprozess die Metallschicht 106 so formen, dass Kontaktanschlüsse 112 gebildet werden und die Graphenschicht 108 zwischen den Kontaktanschlüssen 112 liegt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Hall-Sensor ferner, wie in 1G & 1H dargestellt ist, Anschlussdrähte 114 zu Kontaktanschlüssen 112 enthalten. In mindestens einer Ausführungsform können die Drähte 114 für einen elektrischen Anschluss der Kontaktanschlüsse 112 an eine weitere Struktur (nicht dargestellt) verwendet werden. Gemäß einer Ausführungsform können die Drähte 114 für eine Verdrahtung der Kontaktanschlüsse 112 an die weitere Struktur verwendet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Hall-Sensor ferner, wie in 1I dargestellt ist, die Graphenschicht 108 enthalten, die in verschiedenen Geometrien ausgestaltet sein kann, zum Beispiel kann die Graphenschicht 108: ein Achteck oder im Wesentlichen achteckig, ein Dreieck oder im Wesentlichen dreieckig, ein Kleeblatt oder im Wesentlichen kleeblattförmig, oder ein Kreis oder im Wesentlichen kreisförmig sein. Ebenso kann abhängig von der Geometrie der Graphenschicht 108 die Anzahl von Kontaktanschlüssen 112 und entsprechenden Drähten 114 verändert werden, um zu einer bestimmten Anwendung zu passen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Hall-Sensor ferner, wie in 1G dargestellt ist, eine belastungsverringernde Montagestruktur 116 enthalten, die zwischen der Graphenschicht 108 und den Kontaktanschlüssen 112 angeordnet ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die belastungsverringernde Montagestruktur 116 aus mindestens einem Teil der Graphenschicht 108 gebildet sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Hall-Sensor ferner, wie in 2A–2C dargestellt ist, eine Trägerschicht 202, wobei eine Epitaxieschicht 204 auf der Trägerschicht 202 gebildet ist, eine Metallschicht 208, die auf der Epitaxieschicht 204 gebildet ist, eine Graphenschicht 210, die auf der Epitaxieschicht 204 gebildet ist, und eine Abdeckung der Epitaxieschicht 204 mit einer Texturierungsschicht 212 enthalten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren, wie in einer Querschnittsansicht in 1A dargestellt ist, ein Vorsehen einer Trägerschicht 102, wobei eine Oxidschicht 104 auf der Trägerschicht 102 gebildet ist, einer Metallschicht 106, die auf der Oxidschicht 104 gebildet ist, und einer Graphenschicht 108, die auf der Oxidschicht 104 gebildet ist, enthalten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Trägerschicht 102 eine Halbleiterträgerschicht sein, z. B. eine Silizium-Trägerschicht. Gemäß mindestens einer Ausführungsform kann die Trägerschicht 102 Material enthalten oder aus diesem bestehen, das für eine bestimmte Anwendung geeignet ist, zum Beispiel ein Halbleitermaterial wie Germanium, Siliziumgermanium, Siliziumcarbid, Galliumnitrid, Galliumarsenid, Indium, Indiumgalliumnitrid, Indiumgalliumarsenid, Indiumgalliumzinkoxid, oder andere elementare und/oder Verbindungshalbleiter. Die Trägerschicht 102 kann auch andere Materialien oder Materialkombinationen enthalten, zum Beispiel verschiedene Dielektrika, Metalle und Polymere die für eine bestimmte Anwendung geeignet sind. Die Trägerschicht 102 kann ferner zum Beispiel Glas enthalten oder aus diesem bestehen. Gemäß mindestens einer Ausführungsform kann die Trägerschicht 102 ein Silizium-auf-Isolator-(SOI)Träger sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Oxidschicht 104 auf einer Trägerschicht 102 durch Verwendung von verschiedenen Abscheidungstechniken wie physikalischer Dampfabscheidung, chemischer Dampfabscheidung, elektrochemischer Abscheidung und verschiedenen Formen von Epitaxie wie Molekularstrahl-Epitaxie und Flüssigphasen-Epitaxie gebildet werden. Die Oxidschicht 104 kann jede Dicke aufweisen, die für eine bestimmte Anwendung und/oder zum Erreichen gewünschter Kenndaten geeignet ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Oxidschicht 104 verschiedene Halbleiteroxide enthalten oder aus diesen bestehen, zum Beispiel, Siliziumdioxid.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Metallschicht 106 auf der Oxidschicht 104 durch Verwendung von verschiedenen Abscheidungstechniken wie physikalischer Dampfabscheidung, chemischer Dampfabscheidung, elektrochemischer Abscheidung und verschiedenen Formen von Epitaxie wie Molekularstrahl-Epitaxie gebildet werden. Die Metallschicht 106 kann jede Dicke aufweisen, die für eine bestimmte Anwendung und/oder zum Erreichen gewünschter Kenndaten geeignet ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren, wie in 1B & 1C dargestellt ist, ein Formen der Metallschicht 106 und der Graphenschicht 108 durch verschiedene Texturierungstechniken enthalten. Zum Beispiel kann die Graphenschicht 108, wie in 1B & 1C dargestellt ist, durch eine Photolithographietexturierungstechnik gebildet werden. Ebenso kann die Metallschicht 106, wie in 1B & 1C dargestellt ist, durch verschiedene Ätztechniken, z. B. isotropisches Gasphasenätzen, Dampfätzen, Nassätzen, isotropisches Trockenätzen, Plasmaätzen, usw. gebildet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Metallschicht 106 verschiedene Metalle enthalten oder aus diesen bestehen, zum Beispiel, Kupfer oder Nickel. Einige andere Metalle oder Metalllegierungen, die gemäß verschiedenen Ausführungsformen verwendet werden können, enthalten: Ag, Al, Cu, Ni, Sn, CuNi, CuAl und CnSn. Die Metallschicht 106 kann aus jedem elementaren Metall oder jeder Metalllegierung gebildet werden, das bzw. die für eine bestimmte Anwendung geeignet ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren, wie in 1D–1F dargestellt ist, das Auftragen einer Texturierungsschicht 110 über der Oxidschicht 104 enthalten. In mindestens einer Ausführungsform kann die Texturierungsschicht 110 eine polykristalline Siliziumschicht sein. Das Verfahren kann ferner die Entfernung mindestens eines Teils der Metallschicht 106 durch einen Texturierungsprozess enthalten, wie z. B. Photolithographie und/oder verschiedene Ätztechniken. In mindestens einer Ausführungsform, wie in 1E dargestellt ist, kann der Texturierungsprozess die Metallschicht 106 so formen, dass Kontaktanschlüsse 112 gebildet werden und die Graphenschicht 108 zwischen den Kontaktanschlüssen 112 liegt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner, wie in 1G & 1H dargestellt ist, Anschlussdrähte 114 zu Kontaktanschlüssen 112 enthalten. In mindestens einer Ausführungsform können die Drähte 114 für einen elektrischen Anschluss der Kontaktanschlüsse 112 an eine weitere Struktur (nicht dargestellt) verwendet werden. Gemäß einer Ausführungsform können die Drähte 114 zum Verdrahten der Kontaktanschlüsse 112 mit der weiteren Struktur verwendet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner, wie in 11 dargestellt ist, die Graphenschicht 108 enthalten, die in verschiedenen Geometrien ausgestaltet sein kann, zum Beispiel kann die Graphenschicht 108: ein Achteck oder im Wesentlichen achteckig, ein Dreieck oder im Wesentlichen dreieckig, ein Kleeblatt oder im Wesentlichen kleeblattförmig oder ein Kreis oder im Wesentlichen kreisförmig sein. Ebenso kann abhängig von der Geometrie der Graphenschicht 108 die Anzahl der Kontaktanschlüsse 112 und entsprechenden Drähte 114 geändert werden, um zu einer bestimmten Anwendung zu passen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Graphenschicht 108 aus verschiedenen Metallchalcogeniden bestehen und/oder diese enthalten, wie Molybdändisulfid, Wolframdiselenid, Vanadiumdiselenid, usw. In einigen Ausführungsformen kann die Graphenschicht 108 aus elementaren Allotropen wie Silicen, Germanan, Germanen oder Phosphoren, usw. bestehen und/oder diese enthalten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner, wie in 1J dargestellt ist, ein Anordnen einer belastungsverringernden Montagestruktur 116 zwischen der Graphenschicht 108 und den Kontaktanschlüssen 112 enthalten. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die belastungsverringernde Montagestruktur 116 aus mindestens einem Teil der Graphenschicht 108 gebildet sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner, wie in 2A–2C dargestellt ist, ein Vorsehen einer Trägerschicht 202, wobei eine Epitaxieschicht 204 auf der Trägerschicht 202 gebildet ist, einer Metallschicht 208, die auf der Epitaxieschicht 204 gebildet ist, einer Graphenschicht 210, die auf der Epitaxieschicht 204 gebildet ist, und einer Abdeckung der Epitaxieschicht 204 mit einer Texturierungsschicht 212 enthalten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in 2D dargestellt ist, kann das Verfahren ferner ein Bilden von Öffnungen 222 durch die Texturierungsschicht 212 enthalten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in 2E dargestellt ist, kann das Verfahren ferner ein Strukturieren der Metallschicht 208 zur Bildung der Kontaktanschlüsse 214 enthalten. In einigen Ausführungsformen können die Kontaktanschlüsse 214 entlang des Umkreises und/oder der Periphere der Epitaxieschicht 204 gebildet werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Strukturierung der Metallschicht 208 bewirken, dass sich eine Lücke zwischen einem Teil der Graphenschicht 210 und der Epitaxie 204 öffnet. Mit anderen Worten, ein Teil der Graphenschicht 210 kann über und/oder über einem Teil der Epitaxieschicht 204 liegen. In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner ein Bilden einer strukturellen Füllschicht 216 über der Graphenschicht 210 enthalten. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner ein Bilden eines oberen Kontakts 218 und einer oberen Durchkontaktierungsstruktur 220 enthalten. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der obere Kontakt 218 durch die obere Durchkontaktierungsstruktur 220 elektrisch an die Graphenschicht 210 gekoppelt sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Trägerschicht 202 ein Halbleitermaterial, wie Germanium, Siliziumgermanium, Siliziumcarbid, Galliumnitrid, Indium, Indiumgalliumnitrid, Indiumgalliumarsenid, Indiumgalliumzinkoxid, oder andere elementare und/oder Verbindungshalbleiter enthalten oder im Wesentlichen aus diesen bestehen, z. B. einen III–V Verbindungshalbleiter wie z. B. Galliumarsenid oder Indiumphosphid, oder einen II–VI Verbindungshalbleiter oder einen ternären Verbindungshalbleiter oder einen quaternären Verbindungshalbleiter, wie für eine bestimmten Anwendung gewünscht sein kann. Die Trägerschicht 202 kann zum Beispiel Glas und/oder verschiedene Polymere enthalten oder im Wesentlichen aus diesen bestehen. Die Trägerschicht 202 kann eine Silizium-auf-Isolator-(SOI)Struktur sein. In einigen Ausführungsformen kann die Trägerschicht 202 eine gedruckte Leiterplatte sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Trägerschicht 202 eine flexible Trägerschicht, wie eine flexible Kunststoffträgerschicht, z. B. eine Polyimidträgerschicht, sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Trägerschicht 202 aus einem oder mehreren der folgenden Materialien bestehen oder diese enthalten: einen Polyesterfilm, einen wärmehärtenden Kunststoff, ein Metall, einen metallisierten Kunststoff, eine Metallfolie und ein Polymer. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Trägerschicht 202 eine flexible Laminatstruktur sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Trägerschicht 202 eine Halbleiterträgerschicht, wie eine Siliziumträgerschicht sein. In einigen Ausführungsformen kann die Trägerschicht 202 eine mehrschichtige Trägerschicht, z. B. ein mehrschichtiges Polymer, eine mehrschichtige Glas-Keramik, ein mehrschichtiges Glas-Keramik-Kupfer, usw. sein. Die Trägerschicht 202 kann andere Materialien oder Materialkombinationen enthalten oder im Wesentlichen aus diesen bestehen, zum Beispiel verschiedene Dielektrika, Metalle und Polymere, wie für eine bestimmte Anwendung gewünscht sein kann. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Trägerschicht 202 eine Dicke im Bereich von etwa 100 μm bis etwa 700 μm, z. B. im Bereich von etwa 150 μm bis etwa 650 μm, z. B. im Bereich von etwa 200 μm bis etwa 600 μm, z. B. im Bereich von etwa 250 μm bis etwa 550 μm, z. B. im Bereich von etwa 300 μm bis etwa 500 μm, z. B. im Bereich von etwa 350 μm bis etwa 450 μm aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann die Trägerschicht 202 eine Dicke von mindestens etwa 100 μm, z. B. von mindestens 150 μm, z. B. von mindestens 200 μm, z. B. von mindestens 250 μm, z. B. von mindestens 300 μm aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen, kann die Trägerschicht 202 eine Dicke von kleiner oder gleich etwa 700 μm, z. B. von kleiner oder gleich 650 μm, z. B. von kleiner oder gleich 600 μm, z. B. von kleiner oder gleich 550 μm, z. B. von kleiner oder gleich 500 μm aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, kann die Trägerschicht 202 eine Dicke haben, die jede Dicke sein kann, die für eine bestimmte Anwendung erwünscht ist. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Trägerschicht 202 quadratisch oder im Wesentlichen von quadratischer Form sein. Die Trägerschicht 202 kann rechteckig oder im Wesentlichen von rechteckiger Form sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, kann die Trägerschicht 202 ein Kreis oder im Wesentlichen kreisförmig sein. Die Trägerschicht 202 kann ein Oval oder im Wesentlichen wie ein Oval geformt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Trägerschicht 202 ein Dreieck oder im Wesentlichen dreieckig geformt sein. Die Trägerschicht 202 kann ein Kreuz oder im Wesentlichen kreuzförmig sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Trägerschicht 202 in jeder Form gebildet sein, die für eine bestimmte Anwendung gewünscht sein kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Epitaxieschicht 204 durch einen Epitaxieprozess gebildet werden, wie durch Molekularstrahl-Epitaxie oder metallorganische chemische Dampfabscheidung. Die Epitaxieschicht 204 kann verschiedene Halbleiteroxide, zum Beispiel Siliziumdioxid, enthalten oder aus diesen bestehen. Die Epitaxieschicht 204 kann aus einem Halbleitermaterial wie Germanium, Siliziumgermanium, Siliziumcarbid, Galliumnitrid, Indium, Indiumgalliumnitrid, Indiumgalliumarsenid, Indiumgalliumzinkoxid oder anderen elementaren und/oder Verbindungshalbleitern, z. B. einem III–V Verbindungshalbleiter wie z. B. Galliumarsenid oder Indiumphosphid, oder einem II–VI Verbindungshalbleiter oder einem ternären Verbindungshalbleiter oder einem quaternären Verbindungshalbleiter gebildet sein oder im Wesentlichen aus diesen bestehen, wie für eine bestimmten Anwendung gewünscht sein kann. Gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen kann die Epitaxieschicht 204 aus einer Kombination aus Elementen wie Aluminium, Stickstoff, Phosphor, Arsen, Indium, Gallium und/oder Galliumnitrid bestehen oder kann diese enthalten. Die Epitaxieschicht 204 kann andere Materialien oder Materialkombinationen, zum Beispiel verschiedene Dielektrika, Metalle und Polymere enthalten oder im Wesentlichen aus diesen bestehen, wie für eine bestimmte Anwendung erwünscht sein kann. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Epitaxieschicht 204 eine Dicke im Bereich von etwa 200 μm bis etwa 2000 μm, z. B. im Bereich von etwa 200 μm bis etwa 450 μm, z. B. im Bereich von etwa 450 μm bis etwa 800 μm, z. B. im Bereich von etwa 800 μm bis etwa 1000 μm, z. B. im Bereich von etwa 1000 μm bis etwa 1200 μm, z. B. im Bereich von etwa 1200 μm bis etwa 1450 μm aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Epitaxieschicht 204 eine Dicke aufweisen, die jede Dicke sein kann, die für eine bestimmte Anwendung erwünscht ist. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Epitaxieschicht 204 quadratisch oder im Wesentlichen quadratisch geformt sein. Die Epitaxieschicht 204 kann rechteckig oder im Wesentlichen rechteckig geformt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Epitaxieschicht 204 ein Kreis oder im Wesentlichen kreisförmig sein. Die Epitaxieschicht 204 kann ein Oval oder im Wesentlichen wie ein Oval geformt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Epitaxieschicht 204 ein Dreieck oder im Wesentlichen dreieckig geformt sein. Die Epitaxieschicht 204 kann ein Kreuz oder im Wesentlichen kreuzförmig sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Epitaxieschicht 204 zu einer beliebigen Form geformt sein, die für eine bestimmte Anwendung erwünscht sein kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren eine Texturierungsschicht 206 über der Epitaxieschicht 204 enthalten. In mindestens einer Ausführungsform kann die Texturierungsschicht 206 eine polykristalline Siliziumschicht sein, in einigen Ausführungsformen kann die Texturierungsschicht 206 ein Fotolack aus verschiedenen Fotopolymeren, Fotoharzen, Thermokunststoffen und Fotolacken sein, z. B. verschiedenen Acrylaten, Methacrylaten, Fotoinitiatoren, Epoxidharzen, negativen Fotolacken und positiven Fotolacken.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Metallschicht 208 verschiedene Metalle, z. B. Kupfer, Nickel, Zinn, Blei, Silber, Gold, Aluminium, Titan, Gallium, Indium, Bor, und verschiedene Legierungen dieser Metalle wie z. B. Kupfer-Nickel, Nickel-Aluminium, Aluminium-Kupfer-Silizium, usw. enthalten oder kann aus diesen bestehen. Die Metallschicht 208 kann verschiedene andere Materialien enthalten oder aus diesen bestehen, z. B. ein metallisches Material, eine Metallfolie, ein lotbenetzbares Material, verschiedene Metalllegierungen und/oder Verbindungsmetalle und verschiedene elementaren Metalle, wie für eine bestimmte Anwendung erwünscht sein kann. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Metallschicht 208 quadratisch oder im Wesentlichen quadratisch geformt sein. Die Metallschicht 208 kann rechteckig oder im Wesentlichen rechteckig geformt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Metallschicht 208 ein Kreis oder im Wesentlichen kreisförmig geformt sein. Die Metallschicht 208 kann ein Oval oder im Wesentlichen wie ein Oval geformt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Metallschicht 208 ein Dreieck oder im Wesentlichen dreieckig geformt sein. Die Metallschicht 208 kann ein Kreuz oder im Wesentlichen kreuzförmig sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Metallschicht 208 zu jeder Form geformt werden, die für eine bestimmte Anwendung erwünscht sein kann. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Metallschicht 208 durch verschiedene Techniken abgeschieden werden, z. B. Dampfabscheidung, einen elektrochemischen Prozess, einen Galvanikprozess, einen stromlosen Prozess, einen chemischen Dampfabscheidungsprozess, Molekularstrahl-Epitaxie, Rotationsbeschichtung, eine Sputter-Abscheidung und/oder verschiedene andere Techniken, wie für eine bestimmte Anwendung erwünscht sein kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Metallschicht 208 eine Dicke im Bereich von etwa 20 nm bis etwa 500 nm, z. B. im Bereich von etwa 20 nm bis etwa 30 nm, z. B. im Bereich von etwa 30 nm bis etwa 40 nm, z. B. im Bereich von etwa 40 nm bis etwa 50 nm, z. B. im Bereich von etwa 50 nm bis etwa 100 nm, z. B. im Bereich von etwa 100 nm bis etwa 150 nm, z. B. im Bereich von etwa 150 nm bis etwa 200 nm, z. B. im Bereich von etwa 200 nm bis etwa 250 nm, z. B. im Bereich von etwa 250 nm bis etwa 300 nm, z. B. im Bereich von etwa 300 nm bis etwa 350 nm, z. B. im Bereich von etwa 350 nm bis etwa 500 nm aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform kann die Metallschicht 208 jede Dicke aufweisen, die für eine bestimmte Anwendung erwünscht sein kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Graphenschicht 210 eine Dicke von etwa 0,3 nm bis etwa 10 nm, z. B. von etwa 0,3 nm bis etwa 0,7 nm, z. B. im Bereich von etwa 0,7 nm bis etwa 1,0 nm, z. B. im Bereich von etwa 1 nm bis etwa 1,3 nm, z. B. im Bereich von etwa 1,3 nm bis etwa 1,7 nm, z. B. im Bereich von etwa 1,7 nm bis etwa 2,0 nm, z. B. im Bereich von etwa 2,0 nm bis etwa 2,3 nm, z. B. im Bereich von etwa 2,3 nm bis etwa 2,7 nm, z. B. im Bereich von etwa 2,7 nm bis etwa 3,0 nm, z. B. im Bereich von etwa 3,0 nm bis etwa 3,3 nm, z. B. im Bereich von etwa 3,3 nm bis etwa 3,7 nm, z. B. im Bereich von etwa 3,7 nm bis etwa 4,0 nm, z. B. im Bereich von etwa 4,0 nm bis etwa 4,3 nm, z. B. im Bereich von etwa 4,3 nm bis etwa 4,7 nm, z. B. im Bereich von etwa 4,7 nm bis etwa 5,0 nm, z. B. im Bereich von etwa 5,0 nm bis etwa 10 nm aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Graphenschicht 210 aus verschiedenen Metallchalcogenide wie Molybdändisulfid, Wolframdiselenid, Vanadiumdiselenid, usw. bestehen und/oder kann diese enthalten. In einigen Ausführungsformen kann die Graphenschicht 210 aus elementaren Allotropen wie Silicen, Germanan, Germanen, oder Phosphoren, usw. bestehen und/oder kann diese enthalten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Texturierungsschicht 212 eine polykristalline Siliziumschicht sein, in einigen Ausführungsformen kann die Texturierungsschicht 212 ein Fotolack aus verschiedenen Fotopolymeren, Fotoharzen, Thermokunststoffen und Fotolacken sein, z. B. verschiedenen Acrylaten, Methacrylaten, Fotoinitiatoren, Epoxidharzen, negativen Fotolacken und positiven Fotolacken. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Texturierungsschicht 212 mehrere Öffnungen 222 enthalten. Die Öffnungen 222 können sich durch die Texturierungsschicht 212 und die Graphenschicht 210 erstrecken und können die Metallschicht 208 freilegen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Öffnungen 222 zur Entfernung oder Strukturierung eines Teils und/oder von Teilen der Metallschicht 208 verwendet werden. Die Entfernung und/oder Strukturierung der Metallschicht 208 kann durch verschiedene Ätzprozesse erfolgen, z. B. isotropisches Gasphasenätzen, Dampfätzen, Nassätzen, isotropisches Trockenätzen, Plasmaätzen, usw. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Ergebnis der Entfernung von Teilen der Metallschicht 208 sein, dass ein Teil der Graphenschicht 210 über der Epitaxieschicht 204 zu liegen kommt. Anders gesagt, die Entfernung von Teilen der Metallschicht 208 kann eine Lücke und/oder einen Spalt zwischen einem Teil der Graphenschicht 210 und der Epitaxieschicht 204 bilden. Gemäß einer Ausführungsform kann die Metallschicht zur Bildung mehrerer Kontaktanschlüsse 214 strukturiert sein. Diese Kontaktanschlüsse 214 können mit der Graphenschicht 210 sowohl in elektrischem wie auch physischem Kontakt stehen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Kontaktanschlüsse 214 verwendet werden, um die Graphenschicht 210 elektrisch an verschiedene Vorrichtungen und/oder eine weitere Schaltung (nicht dargestellt) zu koppeln.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die strukturelle Füllschicht 216 aus einem Silikatglas wie Borphosphosilikatglas oder Phosphosilikatglas bestehen und/oder kann dieses enthalten; in einigen Ausführungsformen kann die Füllschicht 216 aus einem Thermokunststoff wie Polyethylen hoher Dichte; einem ALD-Dielektrikum wie einem Aluminiumoxid bestehen oder diese enthalten; die Füllschicht 216 kann aus verschiedenen anderen Materialien bestehen oder diese enthalten, z. B. Wasserstoffsilsesquioxan, Polyimid, Polycarbonsilan, usw. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Füllschicht 216 aus jedem Material bestehen oder dieses enthalten, das für eine bestimmte Anwendung wünschenswert ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die strukturelle Füllschicht 216 mit der Graphenschicht 210 flächengleich sein. Die strukturelle Füllschicht 216 kann die Öffnungen 222 in der Graphenschicht 210 vollständig bedecken oder versiegeln. Gemäß einer Ausführungsform kann die strukturelle Füllschicht 216 als Schutzschicht ausgeführt sein, um die Graphenschicht 210 von verschiedenen außenatmosphärischen Einflüssen, z. B. Feuchtigkeit, Wärme, Schlageinwirkungen, usw. zu isolieren und/oder zu trennen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der obere Kontakt 218 über einer Oberfläche der strukturellen Füllschicht 216 gebildet sein. Der obere Kontakt 218 kann in einigen Ausführungsformen in einer geometrischen Mitte der strukturellen Füllschicht 216 liegen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der obere Kontakt 218 durch die obere Durchkontaktierungsstruktur 220 elektrisch an die Graphenschicht gekoppelt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der obere Kontakt 218 Dicke im Bereich von etwa 20 nm bis etwa 500 nm, z. B. im Bereich von etwa 20 nm bis etwa 30 nm, z. B. im Bereich von etwa 30 nm bis etwa 40 nm, z. B. im Bereich von etwa 40 nm bis etwa 50 nm, z. B. im Bereich von etwa 50 nm bis etwa 100 nm, z. B. im Bereich von etwa 100 nm bis etwa 150 nm, z. B. im Bereich von etwa 150 nm bis etwa 200 nm, z. B. im Bereich von etwa 200 nm bis etwa 250 nm, z. B. im Bereich von etwa 250 nm bis etwa 300 nm, z. B. im Bereich von etwa 300 nm bis etwa 350 nm, z. B. im Bereich von etwa 350 nm bis etwa 500 nm aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform kann der obere Kontakt 218 jede Dicke aufweisen, die für eine bestimmte Anwendung erwünscht sein kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der obere Kontakt 218 verschiedene Metalle, z. B. Kupfer, Nickel, Zinn, Blei, Silber, Gold, Aluminium, Titan, Gallium, Indium, Bor, und verschiedene Legierungen dieser Metalle wie z. B. Kupfer-Nickel, Nickel-Aluminium, Aluminium-Kupfer-Silizium, usw. enthalten oder kann aus diesen bestehen. Der obere Kontakt 218 kann verschiedene andere Materialien enthalten oder aus diesen bestehen, z. B. ein metallisches Material, eine Metallfolie, ein lotbenetzbares Material, verschiedene Metalllegierungen und/oder Verbindungsmetalle und verschiedene elementare Metalle, wie für eine bestimmte Anwendung erwünscht sein kann. In verschiedenen Ausführungsformen kann der obere Kontakt 218 quadratisch oder im Wesentlichen quadratisch geformt sein. Der obere Kontakt 218 kann rechteckig oder im Wesentlichen rechteckig geformt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der obere Kontakt 218 ein Kreis oder im Wesentlichen kreisförmig geformt sein. Der obere Kontakt 218 kann ein Oval oder im Wesentlichen wie ein Oval geformt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der obere Kontakt 218 ein Dreieck oder im Wesentlichen dreieckig geformt sein. Der obere Kontakt 218 kann ein Kreuz oder im Wesentlichen kreuzförmig sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der obere Kontakt 218 zu jeder Form geformt werden, die für eine bestimmte Anwendung erwünscht sein kann. In verschiedenen Ausführungsformen kann der obere Kontakt 218 durch verschiedene Techniken abgeschieden werden, z. B. Dampfabscheidung, einen elektrochemischen Prozess, einen Galvanikprozess, einen stromlosen Prozess, einen chemischen Dampfabscheidungsprozess, Molekularstrahl-Epitaxie, Rotationsbeschichtung, eine Sputter-Abscheidung, und/oder verschiedene andere Techniken, wie für eine bestimmte Anwendung erwünscht sein kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die obere Durchkontaktierungsstruktur 220 durch die strukturelle Füllschicht 216 gebildet und physisch und/oder elektrisch an die Graphenschicht 210 gekoppelt sein. Die obere Durchkontaktierungsstruktur 220 kann ebenso physisch und/oder elektrisch an den oberen Kontakt 218 gekoppelt sein. Die obere Durchkontaktierungsstruktur 220 kann aus verschiedene Metallen bestehen und/oder diese enthalten, z. B. Kupfer, Nickel, Zinn, Blei, Silber, Gold, Aluminium, Titan, Gallium, Indium, Bor, und verschiedene Legierungen dieser Metalle, wie z. B. Kupfer-Nickel, Nickel-Aluminium, Aluminium-Kupfer-Silizium, usw. Die obere Durchkontaktierungsstruktur 220 kann verschiedene andere Materialien enthalten oder aus diesen bestehen, z. B. ein metallisches Material, eine Metallfolie, verschiedene Halbleitermaterialien, die ausreichend dotiert sind, um im Wesentlichen leitend zu werden, ein lotbenetzbares Material, verschiedene Metalllegierungen und/oder Verbindungsmetalle und verschiedene elementare Metalle wie für eine bestimmte Anwendung erwünscht sein kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der obere Kontakt 218 elektrisch durch die obere Durchkontaktierungsstruktur 220 an eine Oberfläche der Graphenschicht 210 gekoppelt sein und die Kontaktanschlüsse 214 können elektrisch an eine Oberfläche der Graphenschicht 210 gekoppelt sein. Gemäß einer Ausführungsform können die Kontaktanschlüsse 214, der obere Kontakt 218 und die obere Durchkontaktierungsstruktur 220 so ausgestaltet sein, dass die Messung einer Spannung über die Graphenschicht 210 möglich ist. In verschiedenen Ausführungsformen können die Kontaktanschlüsse 214, der obere Kontakt 218 und die obere Durchkontaktierungsstruktur 220 so ausgestaltet sein, dass die Messung eines Hall-Effekts möglich ist, der in der Graphenschicht 210 vorhanden sein kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Hall-Effekt-Sensor, wie in 3A–3C dargestellt ist, eine sogenannte ”Hall Pyramide” enthalten. Der Hall-Effekt-Sensor kann eine Trägerschicht 302, eine dotierte Halbleiterschicht 306, die auf der Trägerschicht 302 gebildet ist, und eine Epitaxieschicht 304, die auf der dotierten Halbleiterschicht 306 gebildet ist, enthalten. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Hall-Effekt-Sensor ferner eine Hall-Effekt-Pyramide 308 enthalten, die in der Epitaxieschicht 304 gebildet ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Basis der Hall-Effekt-Pyramide 308 entlang einer oberen Oberfläche der Epitaxieschicht 304 gebildet sein, d. h., entlang der Oberfläche der Epitaxieschicht, die am weitesten von der dotierten Halbleiterschicht 306 entfernt ist. In einigen Ausführungsformen, wie in 3A dargestellt, kann die Basis der Hall-Effekt-Pyramide 308 durch vier Punkte, die als Bezugszeichen K1–K4 dargestellt sind, auf der Oberfläche der Epitaxieschicht 304 definiert sein. Gemäß einer Ausführungsform kann die Basis der Hall-Effekt-Pyramide 308 in einer Ebene mit der oberen Oberfläche der Epitaxieschicht 304 liegen. In einigen Ausführungsformen kann die Basis der Hall-Effekt-Pyramide 308 vollständig von der Epitaxieschicht 304 bedeckt und/oder in dieser eingeschlossen sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann sich der Scheitelpunkt, dargestellt mit denn Bezugszeichen K5, der Hall-Effekt-Pyramide 308 in der dotierten Halbleiterschicht 306 befinden. Die Hall-Effekt-Pyramide kann auf der Miller-Index [111] Gitterebene der Epitaxieschicht 304 liegen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Länge einer Seite der Basis der Hall-Effekt-Pyramide 308, im Bereich von etwa 0,25 μm bis etwa 10 μm, z. B. im Bereich von etwa 0,25 μm bis etwa 1,0 μm, z. B. im Bereich von etwa 1,0 μm bis etwa 1,5 μm, z. B. im Bereich von etwa 1,5 μm bis etwa 3,0 μm, z. B. im Bereich von etwa 3,0 μm bis etwa 4,5 μm, z. B. im Bereich von etwa 4,5 μm bis etwa 6,0 μm, z. B. im Bereich von etwa 6,0 μm bis etwa 7,5 μm, z. B. im Bereich von etwa 7,5 μm bis etwa 9,0 μm, z. B. im Bereich von etwa 9,0 μm bis etwa 10 μm liegen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Scheitelpunkt K5 der Hall-Effekt-Pyramide 308 in elektrischem Kontakt mit der dotierten Halbleiterschicht 306 stehen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Trägerschicht 302 der oben ausführlich besprochenen Trägerschicht 202 gleich sein. Die Trägerschicht 302 kann aus gleichen Materialien wie die Trägerschicht 202 bestehen oder diese enthalten. Die Trägerschicht 302 kann gleiche und/oder im Wesentlichen identische physikalische und elektromagnetische Kenndaten und Eigenschaften wie die Trägerschicht 202 aufweisen. Die Trägerschicht 302 kann durch Verwendung gleicher Prozesse, wie jener, die für oder auf der Trägerschicht 202 verwendet werden, gebildet oder strukturiert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die dotierte Halbleiterschicht 306 ein Halbleitermaterial wie Germanium, Siliziumgermanium, Siliziumcarbid, Galliumnitrid, Indium, Indiumgalliumnitrid, Indiumgalliumarsenid, Indiumgalliumzinkoxid, oder andere elementare und/oder Verbindungshalbleiter enthalten oder im Wesentlichen aus diesen bestehen, z. B. einen III–V Verbindungshalbleiter wie z. B. Galliumarsenid oder Indiumphosphid, oder einen II–VI Verbindungshalbleiter oder einen ternären Verbindungshalbleiter oder einen quaternären Verbindungshalbleiter, wie für eine bestimmten Anwendung erwünscht sein kann. Gemäß einer Ausführungsform kann die dotierte Halbleiterschicht 306 ein Halbleiter vom n-Typ sein, während in anderen Ausführungsformen die dotierte Halbleiterschicht 306 ein Halbleiter vom p-Typ sein kann. In verschiedenen Ausführungsformen kann die dotierte Halbleiterschicht 306 eine Dicke im Bereich von etwa 100 μm bis etwa 350 μm, z. B. im Bereich von etwa 100 μm bis etwa 150 μm, z. B. im Bereich von etwa 150 μm bis etwa 200 μm, z. B. im Bereich von etwa 200 μm bis etwa 250 μm, z. B. im Bereich von etwa 250 μm bis etwa 300 μm, z. B. im Bereich von etwa 300 μm bis etwa 350 μm aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die dotierte Halbleiterschicht 306 eine Dicke aufweisen, die jede Dicke sein kann, die für eine bestimmte Anwendung erwünscht ist. In verschiedenen Ausführungsformen kann die dotierte Halbleiterschicht 306 quadratisch oder im Wesentlichen quadratisch geformt sein. Die dotierte Halbleiterschicht 306 kann rechteckig oder im Wesentlichen rechteckig geformt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die dotierte Halbleiterschicht 306 ein Kreis oder im Wesentlichen kreisförmig geformt sein. Die dotierte Halbleiterschicht 306 kann ein Oval oder im Wesentlichen wie ein Oval geformt. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die dotierte Halbleiterschicht 306 ein Dreieck oder im Wesentlichen dreieckig geformt sein. Die dotierte Halbleiterschicht 306 kann ein Kreuz oder im Wesentlichen kreuzförmig sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann die dotierte Halbleiterschicht 306 mit der Trägerschicht 302 vollständig flächengleich geformt sein. Die dotierte Halbleiterschicht 306 kann eine andere Form als die Trägerschicht 302 aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die dotierte Halbleiterschicht 306 zu jeder Form geformt werden, die für eine bestimmte Anwendung erwünscht sein kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in 3B und 3C dargestellt, kann ein Hall-Effekt-Sensor mehrere Kontaktanschlüsse 310, eine Graphenschicht 312, eine strukturelle Füllschicht 314, und ein Kontaktsondenelement 316 enthalten. 3B unterscheidet sich von 3C vorwiegend darin, dass die Epitaxieschicht 304 von 3B als eine Schicht vom n-Typ dargestellt ist, während die Epitaxieschicht 304 von 3C als p-Typ dargestellt ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Kontaktanschlüsse 310 aus verschiedenen Metallen bestehen oder können diese enthalten, z. B. Kupfer, Nickel, Zinn, Blei, Silber, Gold, Aluminium, Titan, Gallium, Indium, Bor, und verschiedene Legierungen dieser Metalle wie z. B. Kupfer-Nickel, Nickel-Aluminium, Aluminium-Kupfer-Silizium, usw. Die Kontaktanschlüsse 310 können verschiedene andere Materialien enthalten oder aus diesen bestehen, z. B. ein metallisches Material, eine Metallfolie, verschiedene Halbleitermaterialien, die ausreichend dotiert sind, um im Wesentlichen leitfähig zu werden, ein lotbenetzbares Material, verschiedene Metalllegierungen und/oder Verbindungsmetalle und verschiedene elementare Metalle wie für eine bestimmte Anwendung erwünscht sein kann.
In verschiedenen Ausführungsformen kann eine Hall-Effekt-Pyramide aus der Graphenschicht 312 gebildet und/oder mit dieser flächengleich sein. Mit anderen Worten, eine Hall-Effekt-Pyramide kann durch Strukturierung der Graphenschicht 312 gebildet werden. Die Graphenschicht 312 kann zu einer hohlen oder im Wesentlichen hohlen pyramidenartigen Form gebildet werden und diese hohle Form kann mit einer strukturellen Füllschicht 314 gefüllt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Graphenschicht 312 aus verschiedenen Metallchalcogeniden wie Molybdändisulfid, Wolframdiselenid, Vanadiumdiselenid, usw. bestehen und/oder kann diese enthalten. In einigen Ausführungsformen kann die Graphenschicht 312 aus elementaren Allotropen wie Silicen, Germanan, Germanen, oder Phosphoren, usw. bestehen und/oder kann diese enthalten.
Die strukturelle Füllschicht 314 kann der oben beschriebenen strukturellen Füllschicht 216 gleich sein und kann aus gleichen Materialien und durch gleiche Prozesse gebildet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Kontaktsondenelement 316 durch die Graphenschicht 312 gebildet und physisch und/oder elektrisch an die dotierte Halbleiterschicht 306 gekoppelt sein. Das Kontaktsondenelement 316 kann aus verschiedenen Metallen bestehen und/oder diese enthalten, z. B. Kupfer, Nickel, Zinn, Blei, Silber, Gold, Aluminium, Titan, Gallium, Indium, Bor, und verschiedene Legierungen dieser Metalle wie z. B. Kupfer-Nickel, Nickel-Aluminium, Aluminium-Kupfer-Silizium, usw. Das Kontaktsondenelement 316 kann verschiedene andere Materialien enthalten oder aus diesen bestehen, z. B. ein metallisches Material, eine Metallfolie, verschiedene Halbleitermaterialien, die ausreichend dotiert sind, um im Wesentlichen leitfähig zu werden, ein lotbenetzbares Material, verschiedene Metalllegierungen und/oder Verbindungsmetalle und verschiedene elementare Metalle wie für eine bestimmte Anwendung erwünscht sein kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Kontaktsondenelement 316 elektrisch an eine Oberfläche der Graphenschicht 312 gekoppelt sein. Gemäß einer Ausführungsform können die Kontaktanschlüsse 310, die dotierte Halbleiterschicht 306 und das Kontaktsondenelement 316 so ausgestaltet sein, dass die Messung einer Spannung über die Graphenschicht 312 möglich ist. In verschiedenen Ausführungsformen können die Kontaktanschlüsse 310, die dotierte Halbleiterschicht 306 und das Kontaktsondenelement 316 so ausgestaltet sein, dass die Messung eines Hall-Effekts möglich ist, der in der Graphenschicht 312 vorhanden sein kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in 4 gezeigt ist, kann ein Hall-Effekt-Sensor eine Trägerschicht 402, eine Epitaxieschicht 404, eine Lackschicht 406, eine strukturelle Füllschicht 408, mehrere Kontaktanschlüsse 410, und eine Graphenschicht 412 enthalten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Trägerschicht 402 der oben ausführlich besprochenen Trägerschicht 202 gleich sein. Die Trägerschicht 402 kann aus gleichen Materialien wie die Trägerschicht 202 bestehen oder diese enthalten.
Die Trägerschicht 402 kann gleiche und/oder im Wesentlichen identische physikalische und elektromagnetische Kenndaten und Eigenschaften wie die Trägerschicht 202 enthalten. Die Trägerschicht 402 kann durch die Verwendung eines gleichen Prozesses wie jener, die für die oder auf der Trägerschicht 202 verwendet werden, gebildet oder strukturiert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Epitaxieschicht 404 durch einen Epitaxieprozess gebildet werden, wie durch Molekularstrahl-Epitaxie oder metallorganische chemische Dampfabscheidung. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Epitaxieschicht 404 der oben ausführlich besprochenen Epitaxieschicht 204 gleich sein. Die Epitaxieschicht 404 kann aus gleichen Materialien wie die Epitaxieschicht 204 bestehen oder diese enthalten. Die Epitaxieschicht 404 kann gleiche und/oder im Wesentlichen identische physikalische und elektromagnetische Kenndaten und Eigenschaften haben wie die Epitaxieschicht 204. Die Epitaxieschicht 404 kann durch die Verwendung eines gleichen Prozesses wie jener, die für die oder auf der Epitaxieschicht 204 verwendet werden, gebildet oder strukturiert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Lackschicht 406 eine polykristalline Siliziumschicht sein, in einigen Ausführungsformen kann die Lackschicht 406 ein Fotolack, z. B. verschiedene Fotopolymere, Fotoharze, Thermokunststoffe und Fotolacke sein, z. B. verschiedene Acrylate, Methacrylate, Fotoinitiatoren, Epoxidharze, negative Fotolacke, und positive Fotolacke. Die Lackschicht 406 kann zumindest teilweise die Epitaxieschicht 404 bedecken. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Lackschicht 406 teilweise oder vollständig die Kontaktanschlüsse 410 einkapseln und/oder umschließen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die strukturelle Füllschicht 408 über einem Teil der Lackschicht 406 abgeschieden und/oder gebildet werden. Die strukturelle Füllschicht 408 kann die Graphenschicht 412 zumindest teilweise einkapseln. Die strukturelle Füllschicht 408 kann der oben ausführlich besprochenen strukturellen Füllschicht 216 gleich sein. Die strukturelle Füllschicht 408 kann aus gleichen Materialien wie die strukturelle Füllschicht 216 bestehen oder diese enthalten. Die strukturelle Füllschicht 408 kann gleiche und/oder im Wesentlichen identische physikalische und elektromagnetische Kenndaten und Eigenschaften wie die strukturelle Füllschicht 216 haben. Die strukturelle Füllschicht 408 kann durch die Verwendung eines gleichen Prozesses wie jener, die für die oder auf der strukturellen Füllschicht 216 verwendet werden, gebildet oder strukturiert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Kontaktanschlüsse 410 den oben ausführlich besprochenen Kontaktanschlüssen 310 gleich sein. Die Kontaktanschlüsse 410 können aus gleichen Materialien bestehen oder diese enthalten und können durch die Verwendung eines gleichen Prozesses wie jener, die für die oder auf den Kontaktanschlüsse 310 verwendet werden, gebildet oder strukturiert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Graphenschicht 412 über mindestens zwei der Kontaktanschlüsse 410 liegen. Die Graphenschicht 412 kann in direktem physischen und/oder elektrischen Kontakt mit den Kontaktanschlüssen 410 stehen. Die Graphenschicht 412 kann aus verschiedenen Metallchalcogeniden wie Molybdändisulfid, Wolframdiselenid, Vanadiumdiselenid, usw bestehen und/oder kann diese enthalten. In einigen Ausführungsformen kann die Graphenschicht 412 aus elementaren Allotropen wie Silicen, Germanan, Germanen, oder Phosphoren, usw. bestehen und/oder kann diese enthalten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Hall-Effekt-Sensor gleich dem in 4 gezeigten Sensor nach den in 5A–5C gezeigten Schritten und Elementen konstruiert und/oder ausgeführt werden. Die Hall-Effekt-Sensor, wie in 5A–5C gezeigt, kann eine Trägerschicht 502, eine Epitaxieschicht 504, eine Lackschicht 506, mehrere Kontaktanschlüsse 508, eine strukturelle Füllschicht 510, eine Maskierungsschicht 512, eine Überkappungsschicht 514, eine Graphenschicht 516, einen ersten Spalt 518 unter der Graphenschicht 516 und einen zweiten Spalt 520 über der Graphenschicht 516 enthalten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Trägerschicht 502 der oben ausführlich besprochenen Trägerschicht 202 gleich sein. Die Trägerschicht 502 kann aus gleichen Materialien wie die Trägerschicht 202 bestehen oder diese enthalten. Die Trägerschicht 502 kann gleiche und/oder im Wesentlichen identische physikalische und elektromagnetische Kenndaten und Eigenschaften wie die Trägerschicht 202 aufweisen. Die Trägerschicht 502 kann durch die Verwendung eines gleichen Prozesses wie jener, die für die oder auf der Trägerschicht 202 verwendet werden, gebildet oder strukturiert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Epitaxieschicht 504 der oben ausführlich besprochenen Epitaxieschicht 204 gleich sein. Die Epitaxieschicht 504 kann aus gleichen Materialien wie die Epitaxieschicht 204 bestehen oder diese enthalten. Die Epitaxieschicht 504 kann gleiche und/oder im Wesentlichen identische physikalische und elektromagnetische Kenndaten und Eigenschaften wie die Epitaxieschicht 204 aufweisen. Die Epitaxieschicht 504 kann durch die Verwendung eines gleichen Prozesses wie jener, die für die oder auf der Epitaxieschicht 204 verwendet werden, gebildet oder strukturiert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Lackschicht 506 aus gleichen Materialien wie die Lackschicht 406 bestehen oder diese enthalten. Die Lackschicht 506 kann gleiche und/oder im Wesentlichen identische physikalische und elektromagnetische Kenndaten und Eigenschaften wie die Lackschicht 406 aufweisen. Die Lackschicht 506 kann durch die Verwendung eines gleichen Prozesses wie jener, die für die oder auf der Lackschicht 406 verwendet werden, gebildet oder strukturiert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren Kontaktanschlüsse 508 den oben ausführlich besprochenen Kontaktanschlüssen 310 gleich sein. Die Kontaktanschlüsse 508 können aus gleichen Materialien bestehen oder diese enthalten und können durch die Verwendung eines gleichen Prozesses wie jener, die für die oder auf der Kontaktanschlüsse 310 verwendet werden, gebildet oder strukturiert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die strukturelle Füllschicht 510 über einem Teil der Lackschicht 406 abgeschieden und/oder gebildet werden. Die strukturelle Füllschicht 510 kann die Graphenschicht 516 zumindest teilweise einkapseln. Die strukturelle Füllschicht 510 kann der oben ausführlich besprochenen strukturellen Füllschicht 216 gleich sein. Die strukturelle Füllschicht 510 kann aus gleichen Materialien bestehen oder diese enthalten und kann durch die Verwendung eines gleichen Prozesses wie jener, die für die oder auf der strukturellen Füllschicht 216 verwendet werden, gebildet oder strukturiert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Maskierungsschicht 512 über der Lackschicht 506 und der strukturellen Füllschicht 510 abgeschieden und/oder gebildet werden. In einigen Ausführungsformen können mehrere Öffnungen oder Perforationen in der Maskierungsschicht 512 vorhanden sein. Diese Perforationen können Teile der strukturellen Füllschicht 510 freilegen, z. B. gehen die Perforationen vollständig durch einen Teil der Maskierungsschicht 512 hindurch, der sich über der strukturellen Füllschicht 510 befinden kann. In einigen Ausführungsformen kann die Maskierungsschicht eine Halbleiterschicht, wie eine Polysiliziumschicht oder andere elementare und/oder Verbindungshalbleiter sein, z. B. ein III–V Verbindungshalbleiter wie z. B. Galliumarsenid oder Indiumphosphid, oder ein II–VI Verbindungshalbleiter oder ein ternärer Verbindungshalbleiter oder ein quaternärer Verbindungshalbleiter, wie für eine bestimmten Anwendung erwünscht sein kann.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Überkappungsschicht 514 über der Maskierungsschicht 512 gebildet sein. In einigen Ausführungsform kann die Überkappungsschicht 514 die Perforationen in der Maskierungsschicht 512 füllen und/oder versiegeln. Die Überkappungsschicht 514 kann aus einem Silikatglas wie Borphosphosilikatglas oder Phosphosilikatglas bestehen und/oder kann diese enthalten; in einigen Ausführungsformen kann die Überkappungsschicht 514 aus einem Thermokunststoff wie Polyethylen hoher Dichte; einem ALD-Dielektrikum wie einem Aluminiumoxid bestehen oder diese enthalten; die Überkappungsschicht 514 kann aus verschiedenen anderen Materialien, z. B. Wasserstoffsilsesquioxan, Polyimid, Polycarbonsilan, usw. bestehen oder diese enthalten. In verschiedenen Ausführungsformen, kann die Überkappungsschicht 514 aus jedem Material bestehen oder dieses enthalten, das für eine bestimmte Anwendung erwünscht ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Graphenschicht 516 über mindestens zwei der Kontaktanschlüsse 508 liegen. Die Graphenschicht 516 kann in direktem physischen und/oder elektrischen Kontakt mit den Kontaktanschlüssen 508 stehen. Die Graphenschicht 516 kann aus verschiedenen Metallchalcogeniden wie Molybdändisulfid, Wolframdiselenid, Vanadiumdiselenid, usw. bestehen und/oder kann diese enthalten. In einigen Ausführungsformen kann die Graphenschicht 516 aus elementaren Allotropen wie Silicen, Germanan, Germanen, oder Phosphoren, usw. bestehen und/oder kann diese enthalten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Hall-Effekt-Sensor, der in 6A & 6B gezeigt ist, dem in 4 gezeigten Sensor gleich sein, kann aber ferner Poren 602 und Durchkontaktierungen 604 enthalten. Die Poren 602 können durch die strukturelle Füllschicht 408 und die Lackschicht 406 mit Hilfe verschiedener Techniken gebildet werden, z. B. durch isotropisches Gasphasenätzen, Dampfätzen, Nassätzen, isotropisches Trockenätzen, Plasmaätzen, Laserbohren, verschiedene Schleiftechniken, usw. Die Poren 602 können Teile der Kontaktanschlüsse 410 freilegen. In verschiedenen Ausführungsformen können die Durchkontaktierungen 604 in den Poren 602 durch verschiedene Techniken gebildet werden, z. B. Dampfabscheidung, einen elektrochemischen Prozess, einen Galvanikprozess, einen stromlosen Prozess, einen chemischen Dampfabscheidungsprozess, Molekularstrahl-Epitaxie, Rotationsbeschichtung, eine Sputter-Abscheidung und/oder verschiedene andere Techniken, wie für eine bestimmte Anwendung erwünscht sein kann. Further können die Durchkontaktierungen 604 verschiedene Metalle, z. B. Kupfer, Nickel, Zinn, Blei, Silber, Gold, Aluminium, Titan, Gallium, Indium, Bor, und verschiedene Legierungen dieser Metalle wie z. B. Kupfer-Nickel, Nickel-Aluminium, Aluminium-Kupfer-Silizium, usw. enthalten oder kann aus diesen bestehen. Die Durchkontaktierungen 604 können verschiedene andere Materialien, z. B. ein metallisches Material, eine Metallfolie, ein lotbenetzbares Material, verschiedene Metalllegierungen und/oder Verbindungsmetalle, und verschiedene elementaren Metalle enthalten oder aus diesen bestehen, wie für eine bestimmte Anwendung erwünscht sein kann. In verschiedenen Ausführungsformen kann jede der Durchkontaktierungen 604 elektrisch und/oder physisch an mindestens einen Kontaktanschluss 410 gekoppelt sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der in 7A & 7B gezeigte Hall-Effekt-Sensor dem in 5A–5C gezeigten Sensor gleich sein, kann aber ferner Poren 702 und Durchkontaktierungen 704 enthalten. Die Poren 702 können durch die Lackschicht 506, die Maskierungsschicht 512 und die Überkappungsschicht 514 mit Hilfe von verschiedenen Techniken, z. B. durch isotropisches Gasphasenätzen, Dampfätzen, Nassätzen, isotropisches Trockenätzen, Plasmaätzen, Laserbohren, verschiedene Schleiftechniken, usw. gebildet werden. Die Poren 702 können Teile der Kontaktanschlüsse 508 freilegen. In verschiedenen Ausführungsformen können die Durchkontaktierungen 704 in den Poren 702 durch verschiedene Techniken gebildet werden, z. B. Dampfabscheidung, einen elektrochemischen Prozess, einen Galvanikprozess, einen stromlosen Prozess, einen chemischen Dampfabscheidungsprozess, Molekularstrahl-Epitaxie, Rotationsbeschichtung, eine Sputter-Abscheidung, und/oder verschiedene andere Techniken, wie für eine bestimmte Anwendung erwünscht sein kann. Ferner können die Durchkontaktierungen 704 verschiedene Metalle, z. B. Kupfer, Nickel, Zinn, Blei, Silber, Gold, Aluminium, Titan, Gallium, Indium, Bor, und verschiedene Legierungen dieser Metalle wie z. B. Kupfer-Nickel, Nickel-Aluminium, Aluminium-Kupfer-Silizium, usw. enthalten oder können aus diesen bestehen. Die Durchkontaktierungen 704 können verschiedene andere Materialien enthalten oder aus diesen bestehen, z. B. ein metallisches Material, eine Metallfolie, ein lotbenetzbares Material, verschiedene Metalllegierungen und/oder Verbindungsmetalle und verschiedene elementaren Metalle, wie für eine bestimmte Anwendung erwünscht sein kann. In verschiedenen Ausführungsformen kann jede der Durchkontaktierungen 704 elektrisch und/oder physisch an mindestens einen Kontaktanschluss 508 gekoppelt sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Hall-Effekt-Sensor, der den oben beschriebenen Sensoren gleich ist, nach den Schritten und Elementen konstruiert und/oder ausgeführt werden, die in 8A–8D gezeigt sind. Der Hall-Effekt-Sensor, wie in 8A–8D gezeigt, kann eine Trägerschicht 802, eine Epitaxieschicht 804, eine Metallschicht 806, eine Graphenschicht 808 und einen Spalt 809 in der Metallschicht 806 enthalten. Die Trägerschicht 802 kann der oben ausführlich besprochenen Trägerschicht 202 gleich sein. Die Trägerschicht 502 kann aus gleichen Materialien bestehen oder diese enthalten und kann durch die Verwendung eines gleichen Prozesses wie jener, die für die oder auf der Trägerschicht 202 verwendet werden, gebildet oder strukturiert werden. Die Epitaxieschicht 804 kann der oben ausführlich besprochenen Epitaxieschicht 204 gleich sein. Die Epitaxieschicht 804 kann aus gleichen Materialien bestehen oder diese enthalten und kann durch die Verwendung eines gleichen Prozesses wie jener, die für die oder auf der Epitaxieschicht 204 verwendet werden, gebildet oder strukturiert werden. Die Metallschicht 806 kann der oben ausführlich besprochenen Metallschicht 208 gleich sein. Die Metallschicht 806 kann aus gleichen Materialien bestehen oder diese enthalten und kann durch die Verwendung eines gleichen Prozesses wie jener, die für die oder auf der Metallschicht 208 verwendet werden, gebildet oder strukturiert werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Graphenschicht 808 über dem Spalt 809 in der Metallschicht 806 liegen. Die Graphenschicht 808 kann aus verschiedenen Metallchalcogeniden wie Molybdändisulfid, Wolframdiselenid, Vanadiumdiselenid, usw. bestehen und/oder kann diese enthalten. In einigen Ausführungsformen kann die Graphenschicht 808 aus elementaren Allotropen wie Silicen, Germanan, Germanen, oder Phosphoren, usw. bestehen und/oder kann diese enthalten.
In einigen Ausführungsformen kann der Hall-Effekt-Sensor, wie in 8A–8D gezeigt, ferner eine Ringstruktur 810 (im Querschnitt dargestellt) enthalten, die auf einer Oberfläche der Metallschicht 806 gebildet ist. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Hall-Effekt-Sensor, wie in 8A–8D gezeigt, ferner eine Überkappungsstruktur 812 enthalten, die auf der Ringstruktur 810 gebildet ist, und Durchkontaktierungen 814, die in der Überkappungsstruktur 812 gebildet sind. In einigen Ausführungsformen können die Metallschicht 806, die Ringstruktur 810 und die Überkappungsstruktur 812 einen Hohlraum 816 einschließen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Ringstruktur 810 eine Höhe H1 aufweisen, die im Bereich von etwa 200 μm bis etwa 2000 μm, z. B. im Bereich von etwa 200 μm bis etwa 450 μm, z. B. im Bereich von etwa 450 μm bis etwa 800 μm, z. B. im Bereich von etwa 800 μm bis etwa 1000 μm, z. B. im Bereich von etwa 1000 μm bis etwa 1200 μm, z. B. im Bereich von etwa 1200 μm bis etwa 1450 μm liegen kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Ringstruktur 810 eine Dicke aufweisen, die jede Dicke sein kann, die für eine bestimmte Anwendung erwünscht ist. In einigen Ausführungsformen kann die Ringstruktur aus Fotolack, z. B. SU-8, verschiedenen Polyimidverbindungen, verschiedenen Fotopolymeren, Fotoharzen, Thermokunststoffen, und Fotolacken, z. B. verschiedenen Acrylaten, Methacrylaten, Fotoinitiatoren, Epoxidharze, negativen Fotolacken, und positiven Fotolacken ausgeführt sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Überkappungsstruktur 812 über der Ringstruktur 810 gebildet sein und/oder liegen. Die Überkappungsstruktur 812 kann so strukturiert sein, dass die Graphenschicht 808 im Hohlraum 816 eingeschlossen sein kann. In einigen Ausführungsformen kann die Überkappungsstruktur 812 aus demselben Material wie die Ringstruktur 810 gebildet sein, während in anderen Ausführungsformen die Ringstruktur 810 und die Überkappungsstruktur 812 aus verschiedenen Materialien gebildet sein kann.
In verschiedenen Ausführungsformen können die Durchkontaktierungen 814 durch die und/oder in der Überkappungsstruktur 812 gebildet sein. In verschiedenen Ausführungsformen können die Durchkontaktierungen 814 durch die und/oder in der Ringstruktur 810 gebildet sein. In einigen Ausführungsformen können die Durchkontaktierungen durch die Ringstruktur 810 und die Überkappungsstruktur 812 gebildet und/oder in diesen enthalten sein. Die Durchkontaktierungen 814 können den oben ausführlich besprochenen Durchkontaktierungen 704 gleich sein. Die Durchkontaktierungen 814 können aus gleichen Materialien bestehen oder diese enthalten und können durch die Verwendung eines gleichen Prozesses wie jener, die für die oder auf der Durchkontaktierungen 704 verwendet werden, gebildet oder strukturiert werden. In mindestens einer Ausführungsform können die Durchkontaktierungen 814 elektrisch an die Metallschicht 806 gekoppelt sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Hall-Effekt-Sensor, der den oben beschriebenen Sensoren gleich ist, nach den Schritten und Elementen, die in 9A & 9B dargestellt sind, konstruiert und/oder ausgeführt werden. Der in 9A & 9B dargestellte Hall-Effekt-Sensor kann eine Trägerschicht 902, eine Epitaxieschicht 904, mehrere Kontaktanschlüsse 906, eine Aussparung 908 in der Epitaxieschicht 904 und eine Graphenschicht 910 enthalten. Der in 9A & 9B dargestellte Hall-Effekt-Sensor kann als ein sogenannter ”3-D” Hall-Effekt-Sensor ausgeführt werden.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Aussparung 908 in der Epitaxieschicht 904 durch verschiedene Techniken gebildet werden, z. B. isotropisches Gasphasenätzen, Dampfätzen, Nassätzen, isotropisches Trockenätzen, Plasmaätzen, Laserbohren, verschiedene Schleiftechniken, usw. Die Graphenschicht 910 kann über einer Oberfläche der Aussparung 908 gebildet werden. In anderen verschiedenen Ausführungsformen kann die Graphenschicht 910 als eine Art von Auskleidung oder Beschichtung auf einer Oberfläche der Aussparung 908 ausgeführt werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Aussparung 908 als Pyramide ausgeführt werden oder im Wesentlichen pyramidenförmig sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Aussparung 908 ein Pyramidenstumpf und/oder eine quadratische kegelartige Form sein. Gemäß einer Ausführungsform kann die Aussparung 908 jede Form aufweisen, die für eine bestimmte Anwendung erwünscht ist.
Die Trägerschicht 902 kann der oben ausführlich besprochenen Trägerschicht 202 gleich sein. Die Trägerschicht 902 kann aus gleichen Materialien bestehen oder diese enthalten und kann durch die Verwendung eines gleichen Prozesses wie jener, die für die oder auf der Trägerschicht 202 verwendet werden, gebildet oder strukturiert werden. Die Epitaxieschicht 904 kann der oben ausführlich besprochenen Epitaxieschicht 204 gleich sein. Die Epitaxieschicht 904 kann aus gleichen Materialien bestehen oder diese enthalten und kann durch die Verwendung eines gleichen Prozesses wie jener, die für die oder auf der Epitaxieschicht 204 verwendet werden, gebildet oder strukturiert werden. Die Kontaktanschlüsse 906 können den oben ausführlich besprochenen Kontaktanschlüssen 310 gleich sein. Die Kontaktanschlüsse 906 können aus gleichen Materialien bestehen oder diese enthalten und können durch die Verwendung eines gleichen Prozesses wie jener, die für die oder auf der Kontaktanschlüsse 310 verwendet werden, gebildet oder strukturiert werden. Die Graphenschicht 910 kann aus verschiedenen Metallchalcogeniden wie Molybdändisulfid, Wolframdiselenid, Vanadiumdiselenid, usw. bestehen und/oder kann diese enthalten. In einigen Ausführungsformen kann die Graphenschicht 910 aus elementaren Allotropen wie Silicen, Germanan, Germanen, oder Phosphoren, usw. bestehen und/oder kann diese enthalten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Hall-Effekt-Sensor, der den oben beschriebenen Sensoren gleich ist, nach den in 10A–10C gezeigten Schritten und Elementen konstruiert und/oder ausgeführt werden. Der in 10A–10C dargestellte Hall-Effekt-Sensor kann als ein sogenannter ”3-D” Hall-Effekt-Sensor ausgeführt werden und kann eine Trägerschicht 1002, eine Epitaxieschicht 1004, mehrere Kontaktanschlüsse 1006, die auf einer Oberfläche der Epitaxieschicht 1004 gebildet sind, einen Fortsatz 1008 von der Epitaxieschicht 1004 und eine Graphenschicht 1010 enthalten.
In verschiedenen Ausführungsformen kann der Fortsatz 1008 durch Strukturierung der Epitaxieschicht 1004 mit Hilfe verschiedener Techniken gebildet werden, z. B. durch isotropisches Gasphasenätzen, Dampfätzen, Nassätzen, isotropisches Trockenätzen, Plasmaätzen, Laserbohren, verschiedene Schleiftechniken, usw. Die Graphenschicht 1010 kann über einer Oberfläche des Fortsatzes 1008 gebildet sein. In anderen verschiedenen Ausführungsformen kann die Graphenschicht 1010 als eine Art von Auskleidung oder Beschichtung auf einer Oberfläche des Fortsatzes 1008 gebildet sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Fortsatz 1008 als eine Pyramide gebildet sein oder im Wesentlichen pyramidenförmig sein. Gemäß einer Ausführungsform kann der Fortsatz 1008 jede Form aufweisen, die für eine bestimmte Anwendung erwünscht ist.
Die Trägerschicht 1002 kann der oben ausführlich besprochenen Trägerschicht 202 gleich sein. Die Trägerschicht 1002 kann aus gleichen Materialien bestehen oder diese enthalten und kann durch die Verwendung eines gleichen Prozesses wie jener, die für die oder auf der Trägerschicht 202 verwendet werden, gebildet oder strukturiert werden. Die Epitaxieschicht 1004 kann der oben ausführlich besprochenen Epitaxieschicht 204 gleich sein. Die Epitaxieschicht 1004 kann aus gleichen Materialien bestehen oder diese enthalten und kann durch die Verwendung eines gleichen Prozesses wie jener, die für die oder auf der Epitaxieschicht 204 verwendet werden, gebildet oder strukturiert werden. Die Kontaktanschlüsse 1006 können den oben ausführlich besprochenen Kontaktanschlüssen 310 gleich sein. Die Kontaktanschlüsse 1006 können aus gleichen Materialien bestehen oder diese enthalten und können durch die Verwendung eines gleichen Prozesses wie jener, die für die oder auf der Kontaktanschlüsse 310 verwendet werden, gebildet oder strukturiert werden. Die Graphenschicht 1010 kann aus verschiedenen Metallchalcogeniden wie Molybdändisulfid, Wolframdiselenid, Vanadiumdiselenid, usw. bestehen und/oder kann diese enthalten. In einigen Ausführungsformen kann die Graphenschicht 1010 aus elementaren Allotropen wie Silicen, Germanan, Germanen, oder Phosphoren, usw. bestehen und/oder kann diese enthalten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Hall-Effekt-Sensor, der den oben beschriebenen Sensoren gleich ist, nach den Schritten und Elementen konstruiert und/oder ausgeführt werden, die in 11A–11C gezeigt sind. Der in 11A–11C gezeigte Hall-Effekt-Sensor kann als ein sogenannter ”3-D” Hall-Effekt-Sensor ausgeführt werden und kann eine Trägerschicht 1102, eine Epitaxieschicht 1104, mehrere Kontaktanschlüsse 1106, die auf einer Oberfläche der Epitaxieschicht 1104 gebildet sind, einen Fortsatz 1108 von der Epitaxieschicht 1104 und eine Graphenschicht 1110 enthalten.
In verschiedenen Ausführungsformen kann der Fortsatz 1108 durch Strukturierung der Epitaxieschicht 1104 mit Hilfe verschiedener Techniken, z. B. durch isotropisches Gasphasenätzen, Dampfätzen, Nassätzen, isotropisches Trockenätzen, Plasmaätzen, Laserbohren, verschiedene Schleiftechniken, usw. gebildet werden. Die Graphenschicht 1110 kann über einer Oberfläche des Fortsatzes 1108 gebildet werden. In anderen verschiedenen Ausführungsformen kann die Graphenschicht 1110 als eine Art von Auskleidung oder Beschichtung auf einer Oberfläche des Fortsatzes 1108 ausgeführt werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Fortsatz 1108 als eine Pyramide ausgeführt sein oder kann im Wesentlichen pyramidenförmig sein. Gemäß einer Ausführungsform kann der Fortsatz 1108 jede Form aufweisen, die für eine bestimmte Anwendung erwünscht ist.
Die Trägerschicht 1102 kann der oben ausführlich besprochenen Trägerschicht 202 gleich sein. Die Trägerschicht 1102 kann aus gleichen Materialien bestehen oder diese enthalten und kann durch die Verwendung eines gleichen Prozesses wie jener, die für die oder auf der Trägerschicht 202 verwendet werden, gebildet oder strukturiert werden. Die Epitaxieschicht 1104 kann der oben ausführlich besprochenen Epitaxieschicht 204 gleich sein. Die Epitaxieschicht 1104 kann aus gleichen Materialien bestehen oder diese enthalten und kann durch die Verwendung eines gleichen Prozesses wie jener, die für die oder auf der Epitaxieschicht 204 verwendet werden, gebildet oder strukturiert werden. Die Kontaktanschlüsse 1106 können den oben ausführlich besprochenen Kontaktanschlüssen 310 gleich sein. Die Kontaktanschlüsse 1106 können aus gleichen Materialien bestehen oder diese enthalten und können durch die Verwendung eines gleichen Prozesses wie jener, die für die oder auf der Kontaktanschlüsse 310 verwendet werden, gebildet oder strukturiert werden. Die Graphenschicht 1110 kann aus verschiedenen Metallchalcogeniden wie Molybdändisulfid, Wolframdiselenid, Vanadiumdiselenid, usw. bestehen und/oder kann diese enthalten. In einigen Ausführungsformen kann die Graphenschicht 1110 aus elementaren Allotropen wie Silicen, Germanan, Germanen, oder Phosphoren, usw. bestehen und/oder kann diese enthalten.
Die folgenden Beispiele beziehen sich auf weitere Ausführungsformen.
In Beispiel 1, eine Struktur, die eine Trägerschicht mit einer ersten Seite; eine Keimschicht, die auf der ersten Seite gebildet ist; und eine Graphenschicht, die über mindestens einem Teil der Keimschicht gebildet ist, enthalten kann; wobei zumindest ein Teil der Keimschicht zwischen der Trägerschicht und der Graphenschicht entfernt werden kann, um eine von der Graphenschicht herabhängende Graphenstruktur zu bilden.
In Beispiel 2 kann die Struktur von Beispiel 1 ferner eine Trägerstruktur, die über einem Teil der Graphenschicht gebildet ist; eine Einkapselungsstruktur, die über einem Teil der Trägerstruktur gebildet ist, enthalten; wobei die Einkapselungsstruktur, die Trägerstruktur und die Graphenschicht ein Volumen umschließen können.
In Beispiel 3, die Struktur nach einem der vorangehenden Beispiele, wobei das Volumen imstande sein kann, einer Niederdruckumgebung standzuhalten.
In Beispiel 4, die Struktur nach einem der vorangehenden Beispiele, wobei die Einkapselungsstruktur das Volumen vollständig füllt.
In Beispiel 5, die Struktur nach einem der vorangehenden Beispiele, wobei die Einkapselungsschicht als Borphosphosilikatglas ausgeführt sein kann.
In Beispiel 6, die Struktur nach einem der vorangehenden Beispiele, wobei die Einkapselungsschicht ein Polyethylen hoher Dichte sein kann.
In Beispiel 7, ein Verfahren zur Herstellung eines Hall-Sensors, enthaltend ein Vorsehen einer Trägerschicht mit einer ersten Seite; Bilden eine Keimschicht auf der ersten Seite; Bilden eine Graphenschicht über mindestens einem Teil der Keimschicht; und Entfernen eines Teils der Keimschicht zwischen der Trägerschicht und der Graphenschicht.
In Beispiel 8 kann das Verfahren von Beispiel 7 ferner ein Texturieren der Graphenschicht enthalten.
In Beispiel 9, das Verfahren von Beispiel 7 oder 8, wobei der Teil der Keimschicht durch Ätzen entfernt wird.
In Beispiel 10, das Verfahren von Beispielen 7–9, wobei der Teil der Keimschicht, der nicht durch Ätzen entfernt wird, mindestens einen Kontaktanschluss bilden kann.
In Beispiel 11 kann das Verfahren von Beispielen 7–10 ferner ein Bilden einer dreidimensionalen Aussparung in der ersten Seite enthalten.
In Beispiel 12, das Verfahren von Beispielen 7–11, wobei die dreidimensionale Aussparung gebildet wird, bevor die Keimschicht gebildet wird.
In Beispiel 13, das Verfahren von Beispielen 7–12, wobei die dreidimensionale Aussparung auf der (1, 1, 1) Gitterebene gebildet ist.
In Beispiel 14, das Verfahren von Beispielen 7–13, wobei die dreidimensionale Aussparung im Wesentlichen pyramidenförmig ist.
In Beispiel 15, das Verfahren von Beispielen 7–14, wobei die dreidimensionale Aussparung im Wesentlichen achteckig geformt ist.
In Beispiel 16, das Verfahren von Beispielen 7–15, wobei die dreidimensionale Aussparung im Wesentlichen würfelförmig ist.
In Beispiel 17, das Verfahren von Beispielen 7–16, wobei die dreidimensionale Aussparung im Wesentlichen kleeblattförmig ist.
In Beispiel 18, das Verfahren von Beispielen 7–17, wobei die Keimschicht eine Metallschicht sein kann.
In Beispiel 19, das Verfahren von Beispielen 7–18, wobei die Metallschicht Kupfer sein kann.
In Beispiel 20, das Verfahren von Beispielen 7–19, wobei die Metallschicht Nickel sein kann.
In Beispiel 21, das Verfahren von Beispielen 7–20, wobei die Metallschicht eine Kupfer-Nickel-Legierung sein kann.
In Beispiel 22 kann das Verfahren von Beispielen 7–21 ferner ein Bilden einer Einkapselungsschicht über oder um zumindest einen Teil der Graphenschicht enthalten.
In Beispiel 23, das Verfahren von Beispielen 7–22, wobei die Einkapselungsschicht Borphosphosilikatglas sein kann.
In Beispiel 24, das Verfahren von Beispielen 7–23, wobei die Einkapselungsschicht Polyethylen hoher Dichte sein kann.
Die Erfindung wurde zwar insbesondere unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen dargestellt und beschrieben, es sollte aber für einen Fachmann auf dem Gebiet klar sein, dass verschiedene Änderungen in Form und Detail darin vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen, wie durch die beiliegenden Ansprüche definiert. Der Umfang der Erfindung ist somit durch die beiliegenden Ansprüche angegeben und alle Änderungen, die in der Bedeutung und im Äquivalenzbereich der Ansprüche liegen, sollen daher eingeschlossen sein.

Claims

Struktur, aufweisend: eine Trägerschicht mit einer ersten Seite; eine Keimschicht, die auf der ersten Seite gebildet ist; und eine Graphenschicht, die über mindestens einem Teil der Keimschicht gebildet ist; wobei zumindest ein Teil der Keimschicht zwischen der Trägerschicht und der Graphenschicht entfernt wird, um eine von der Graphenschicht herabhängende Graphenstruktur zu bilden.
Struktur nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Trägerstruktur, die über einem Teil der Graphenschicht gebildet ist; eine Einkapselungsstruktur, die über einem Teil der Trägerstruktur gebildet ist; wobei die Einkapselungsstruktur, die Trägerstruktur und die Graphenschicht ein Volumen einschließen.
Struktur nach Anspruch 2, wobei das Volumen imstande ist, einer Niederdruckumgebung standzuhalten.
Struktur nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Einkapselungsstruktur das Volumen vollständig füllt.
Struktur nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Einkapselungsschicht Borphosphosilikatglas aufweist.
Struktur nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Einkapselungsschicht Polyethylen hoher Dichte aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Hall-Sensors, aufweisend: Bereitstellen einer Trägerschicht mit einer ersten Seite; Bilden einer Keimschicht auf der ersten Seite; Bilden einer Graphenschicht über mindestens einem Teil der Keimschicht; und Entfernen eines Teils der Keimschicht zwischen der Trägerschicht und der Graphenschicht.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner aufweisend ein Texturieren der Graphenschicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei der Teil der Keimschicht durch Ätzen entfernt wird, wobei optional der Teil der Keimschicht, der nicht durch Ätzen entfernt wird, mindestens einen Kontaktanschluss bildet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, ferner aufweisend ein Bilden einer dreidimensionalen Aussparung in der ersten Seite; wobei optional die dreidimensionale Aussparung gebildet wird, bevor die Keimschicht gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die dreidimensionale Aussparung auf der (1, 1, 1) Gitterebene gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die dreidimensionale Aussparung im Wesentlichen pyramidenförmig ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die dreidimensionale Aussparung im Wesentlichen als Achteck geformt ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die dreidimensionale Aussparung im Wesentlichen würfelförmig ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die dreidimensionale Aussparung im Wesentlichen kleeblattförmig ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 15, wobei die Keimschicht eine Metallschicht aufweist, wobei die Metallschicht optional Kupfer und/oder Nickel und/oder eine Kupfer-Nickel-Legierung aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 16, ferner aufweisend: Bilden einer Einkapselungsschicht über oder um zumindest einen Teil der Graphenschicht; wobei die Einkapselungsschicht optional Borphosphosilikatglas oder Polyethylen hoher Dichte aufweist.