DE102019201792A1

DE102019201792A1 - Halbleiter-Schaltungsanordnung und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102019201792A1
Application number: DE102019201792.4A
Authority: DE
Inventors: Andreas Schormann; Christian Herkt-Bruns; Andre EBBERS
Original assignee: Evonik Operations GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 2019-02-12
Filing date: 2019-02-12
Publication date: 2020-08-13

Abstract

Bei einem Verfahren zum Herstellen einer flexiblen Halbleiter-Schaltungsanordnung (1) mit Schaltungsbauteilen (10), werden die folgenden Schritte durchgeführt:beidseitiges Metallisieren einer Isolator- oder Dielektrikumsfolie (2),beidseitiges Strukturieren der Isolator- oder Dielektrikumsfolie (2),Verfüllen von Zwischenräumen der strukturierten Oberfläche der Isolator- oder Dielektrikumsfolie (2) mit einem Halbleitermaterial (27), undÜberführen der strukturierten Oberflächen in Schichten mit halbleitenden Eigenschaften. Bei einer entsprechend hergestellten Halbleiter-Schaltungsanordnung (1) mit einer Trägerschicht und einem oder mehreren Schaltungsbauteilen (10) und einer oder mehreren Verbindungseinrichtungen (6) für das oder die Schaltungsbauteile (10) ist zumindest eine beidseitig metallisierte und strukturierte Isolator- oder Dielektrikumsfolie (2) als Trägerschicht für das oder die Schaltungsbauteile (10) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Halbleiter-Schaltungsanordnung mit einer Trägerschicht und einem oder mehreren Schaltungsbauteilen und einer oder mehreren Verbindungseinrichtungen für das oder die Schaltungsbauteile sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen flexiblen Halbleiter-Schaltungsanordnung mit Schaltungsbauteilen.
Halbleiter-Schaltungsanordnungen und deren Herstellung sind im Stand der Technik bekannt. Derartige Halbleiter-Schaltungsanordnungen weisen diverse Schaltungsbauteile, wie Transistoren, Chips, etc. auf und werden beispielsweise als RFID-Transponder verwendet. Ein bekanntes Verfahren ist es dabei, die elektronischen Bauteile auf ein Substrat aufzubringen, z.B. unter Verwendung einer Drucktechnik als einem schnellen Massenfertigungsverfahren. Allerdings erweist sich eine solche Drucktechnik als problematisch, da diese nur begrenzt Kantensteilheiten zulässt. Gerade das Aufbringen einer Isolatorschicht bzw. eines Dielektrikums auf eine aus mehreren Komponenten bestehende Schicht stellt eine besondere Problematik dar, da die unteren Schichten üblicherweise nicht die idealtypische Rechteckform haben werden. Somit muss die Isolatorschicht bzw. das Dielektrikum auf eine hochgradig unebene Fläche aufgetragen werden. Die Eigenschaften der Isolatorschicht bzw. des Dielektrikums haben jedoch einen besonderen Einfluss auf die herzustellende Halbleiter-Schaltungsanordnung. Beispielsweise wurde herausgefunden, dass die Isolatorschicht bzw. das Dielektrikum dünn sein muss, damit eine niedrige Gate-Spannung für ein genügend hohes elektrisches Feld zur Schaltung von FETs (Feldeffekttransistoren) ausreicht. Ferner sollte die Isolatorschicht bzw. das Dielektrikum eine gleichmäßige Dicke aufweisen, um ein Durchschlagen bei einer partiell zu geringen Dicke zu vermeiden. Außerdem kann das Schalten des Transistors verhindert werden, wenn die Isolatorschicht bzw. das Dielektrikum teilweise zu dick ist.
Ferner stellt eine Halbleiter-Schaltungsanordnung ein komplexes dreidimensionales Gebilde dar, wohingegen die klassischen Druckverfahren üblicherweise im Wesentlichen zweidimensional mit einer mehr oder weniger konstanten Schichtdicke arbeiten. Daher müssen dreidimensionale Gebilde, wie insbesondere Verbindungen zwischen einzelnen Bauteilen, aus einer Vielzahl von Schichten erzeugt werden, die bezüglich ihre Dicken exakt aufeinander abgestimmt sein müssen. Als problematisch erweist es sich hierbei, dass Schrumpfungen auftreten können, die ggf. unterschiedlich ausfallen, sodass Risse innerhalb der Schaltungsanordnung auftreten können, was ggf. zu durchtrennten Bindungen führt, sodass die Schaltungsanordnung nicht mehr betriebsbereit ist. Innerhalb jeder einzelnen von mindestens vier zu druckenden Schichten liegt dabei im Stand der Technik eine Mischung von üblicherweise drei Materialien vor. In einer ersten Schicht über dem Substrat müssen beispielweise gleichzeitig die Materialien für Source, Drain, Halbleiter und Leiter aufgebracht werden und jeweils einen guten seitlichen Kontakt aufweisen.
Aus der US 6,294,401 B1 ist es ferner bekannt, Nano-Partikel, die in einer Flüssigkeit verteilt sind, auf einem Substrat aufzutragen. Hierfür werden verschiedene Auftragsverfahren beschrieben, wie beispielsweise das Ink-Jet-Verfahren, ein lithographischer Auftrag oder das Auftragen auf das Substrat durch eine Maske. Ebenfalls ist es beschrieben, Nano-Partikel in einem trockenen Zustand durch Laserdruck oder Elektrophotographie aufzutragen. Hiermit werden Dünnfilmtransistoren (TFT) hergestellt. Auch eine elektronische Identifikationskarte kann auf diese Weise hergestellt werden, wobei ein dielektrisches Substrat vollständig bedruckt wird. Hierbei werden Nano-Partikelleiter auf die Oberfläche des Substrats gedruckt. Das äußere Ende einer entsprechend hierbei erzeugten Spiralstruktur durchdringt das Substrat und stellt eine Verbindung zu einem zweiten Pad direkt unter einem ersten Pad dar, die zusammen einen Kondensator bilden. Ferner ist in dieser Druckschrift beschrieben, einen Feldeffekttransistor mit einer Halbleiterschicht sowie Source- und Drain-Elementen und einer dielektrischen Schicht zu bilden. Auf der dielektrischen Schicht wird eine Schicht aus einem speziellen chemischen oder biologischen Material aufgetragen.
Das Problem des Auftrags einer dielektrischen Schicht auf eine aus mehreren Komponenten bestehende Schicht wird durch diese Druckschrift also nicht gelöst.
In der US 6,867,081 B2 wird ebenfalls die Herstellung eines Dünnfilmtransistors beschrieben, wobei auch hier ein Auftrag durch Ink-Jet-Verfahren vorgesehen ist. Aufgetragen wird auf ein Substrat eine Halbleiterlösung, die nach der Formgebung in einem vorbestimmten Muster über einen Laserstrahl erhitzt und damit in einen Halbleiterdünnfilm umgewandelt wird. Ebenfalls werden Source- und Drain-Kontakte auf einem Substrat gebildet. Das Substrat weist dabei gute dielektrische Eigenschaften auf. Das Erstellen eines gewünschten Musters bzw. das Messen der Größe der Source- und Drain-Kontakte wird durch selektive Absorption über Laserbestrahlung vorgenommen. Nach dem Bilden dieses sogenannten Transistorkanals wird ein dünner Film eines Halbleitermaterials über Source- und Drain-Kontakte und Teilen des Substrats aufgetragen. Das Halbleitermaterial setzt sich in dem sogenannten Transistorkanal ebenfalls ab. Ebenso kann das elektrische Dünnfilmmaterial über direktes Bedrucken, insbesondere Ink-Jet-Druck, aufgetragen werden, um eine Isolationsschicht über der vorgebildeten aktiven Dünnfilmschicht zu bilden. Ein leitendes Dünnfilmmaterial wird nachfolgend über der Isolatorschicht aufgetragen, um einen Gate-Kontakt zu bilden. Auch der Gate-Kontakt kann nachfolgend auf eine gewünschte Größe zugeschnitten werden. In dieser Druckschrift wird ebenfalls nicht beschrieben, auf welche Art und Weise eine gleichmäßige Dicke der Isolatorschicht bzw. des Dielektrikums ausgebildet werden kann.
Grundsätzlich ist das Herstellen von elektrisch leitenden strukturierten Flächen auf Substraten durch Auftragen von Drucktinten beispielsweise aus der WO 00/20519 , unter Verwendung einer Nano-Paste durch Ink-Jet-Druck auf eine Oberfläche eines Substrats aus der US 2004/0191641 A1 sowie das Ausbilden elektronischer Komponenten unter Verwendung einer druckbaren Zusammensetzung, die ein flüssiges Trägermaterial und eine Vielzahl von Nano-Strukturen enthält, aus der US 2005/0074589 A1 bekannt. Bei all den bekannten Verfahren werden die druckbaren Materialen jeweils auf einem Substrat aufgetragen.
Aus der DE 100 18 697 A1 ist das Herstellen eines Substrats mit einer Dickschicht aus anorganischem Gel-, Glas-, Glaskeramik- oder Keramikmaterial bekannt. Die Beschichtungszusammensetzung umfasst dabei Nano-Teilchen, die zusammen mit wasserlöslichen organischen Flexibilisatoren auf ein Substrat aufgebracht und wärmebehandelt werden. Es werden bei diesem Verfahren nanoporöse Schichten gebildet. Als Substrate sind u. a. Halbleiter offenbart. Das Substrat kann vorbehandelt sein, beispielsweise durch Strukturieren oder durch teilweises Beschichten, z. B. über Drucktechniken. Die Schichtherstellung kann ebenfalls über herkömmliche Drucktechniken erfolgen. Auch die aufgetragenen anorganischen Schichten können strukturiert oder mikrostrukturiert werden, um u.a. elektronische Strukturen zu erzeugen. Die Strukturierung kann unter Zuhilfenahme der Photolithographie, Prägung oder Ätz- und Maskierverfahren durchgeführt werden. Hierdurch lassen sich Halbleiterbauelemente erzeugen. Im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung von Dünnschichtaufbauten wird hier eine Dickschicht gebildet.
Aus der US 6,372,364 B1 ist es bekannt, Dünnfilmerzeugnisse mit einer nanostrukturierten Oberfläche herzustellen. Diese Erzeugnisse werden beispielsweise in Form integrierter Schaltkreise oder von Schaltungsanordnungen hergestellt. Das Verfahren arbeitet mit einem temporären Substrat, auf das eine Dünnfilmschicht aufgetragen wird. Die Dünnfilmoberfläche weist eine Vielzahl von Nano-Strukturen auf. Wenn die Dünnfilmschicht auf ein anderes Substrat transferiert wird, beispielsweise bei der Herstellung von Schaltkreisen, füllt das bleibende Substrat die Zwischenräume zwischen den Nano-Strukturen aus, um einen festeren Halt zwischen dem Dünnfilm und dem endgültigen Substrat vorzusehen. Hierdurch kann das temporäre Substrat nachfolgend von der Dünnfilmschicht abgenommen werden. Inwieweit bei diesem Aufbau eine Gleichmäßigkeit von Schichten erzielt werden kann, ist fraglich. Gerade aufgrund der Vielzahl von Nano-Strukturen ist diese Schicht uneben und neigt daher dazu, auch eine ungleichmäßige Dicke aufzuweisen.
Auch in der JP 2004247572 ist das Aufbringen von Nano-Partikeln auf eine Schicht bekannt. Hierbei wird auf eine Transferschichtoberfläche eine abpellbare Schicht aufgebracht und auf der Oberfläche der Transferschicht ein Leitungsmuster mit den Nano-Partikeln aufgetragen unter Zuhilfenahme eines Druckverfahrens. Auch in der JP 2004207659 ist der Auftrag von Nano-Partikeln in Form eines Metallpulvers offenbart, um auf einem Substrat eine Schaltkreisanordnung aufzubringen.
Aus der WO 2005/005554 A2 ist es ferner bekannt, Nano-Partikel zur Herstellung diverser Schichten zu verwenden, wie beispielsweise auch bei der Herstellung von integrieren Schaltkreisen, Schaltungsanordnungen etc. Hierbei wird auf ein Substrat ein integrierter Schaltkreis aufgebracht und Nano-Partikel neben diesem angeordnet. Die Nano-Partikel bilden eine Schicht, die den integrierten Schaltkreis berührt. Durch die Nano-Partikel soll u. a. ein Einfluss von Feuchtigkeit auf den integrierten Schaltkreis vermieden werden.
Eine andere Variante der Herstellung von Halbleiter-Schaltungsanordnungen ist in der US 2004/0227174 A1 bzw. der DE 101 28 211 C1 offenbart. Hiernach wird u.a. auf einem Substrat selektiv eine Epitaxieschicht gebildet, in dem ein Auswahltransistor gebildet wird, der ein Source-Gebiet und ein Drain-Gebiet umfasst. Die Dicke der Epitaxieschicht wird durch Oxidation und Ätzen in gewünschter Weise reduziert.
All den vorstehend genannten Verfahren des Standes der Technik ist es gemein, dass die integrierten Schaltkreise und Schaltungsanordnungen auf Substraten aufgebaut werden, wobei grundsätzlich eine Vielzahl von Schichten auf dem Substrat aufgebracht wird, in den meisten Fällen aufgedruckt, wobei zwischen den einzelnen Fertigungsschritten üblicherweise Trocknungsschritte geschaltet werden, um den Aufbau zu ermöglichen. Dies führt zu einer zeitlichen Verlängerung der Herstellung, also zu erhöhten Kosten.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Fertigungsprozess von Halbleiter-Schaltungsanordnungen zu vereinfachen und insbesondere noch dünnere Aufbauten zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gelöst, dass zunächst der Schritt des beidseitigen Metallisierens einer Isolator- oder Dielektrikumsfolie, nachfolgend ein beidseitiges Strukturieren der Isolator- oder Dielektrikumsfolie, anschließend ein Verfüllen von Zwischenräumen der strukturierten Oberfläche der Isolator- oder Dielektrikumsfolie mit einem Halbleitermaterial, und danach ein Überführen der strukturierten Oberflächen in Schichten mit halbleitenden Eigenschaften durchgeführt wird. Für eine Halbleiter-Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 25 wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zumindest eine beidseitig metallisierte und strukturierte Isolator- oder Dielektrikumsfolie als Trägerschicht für das oder die Schaltungsbauteile vorgesehen ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Dadurch wird ein Verfahren zum Herstellen einer flexiblen Halbleiter-Schaltungsanordnung mit Schaltungsbauteilen geschaffen, bei dem durch das Vorsehen einer beidseitig metallisierten Isolator- oder Dielektrikumsfolie ein zusätzliches Substrat eingespart werden kann. Üblicherweise dient das Substrat bei einer Halbleiter-Schaltungsanordnung lediglich einer mechanischen Stabilisierung. Diese Funktion wird nun von der Isolator- oder Dielektrikumsfolie übernommen. Somit wird der Gesamtaufbau des flexiblen Halbleiterelements bzw. der flexiblen Halbleiter-Schaltungsanordnung sehr viel dünner als bei den Anordnungen des Standes der Technik, wie sie insbesondere in den vorstehend zitierten Druckschriften des Standes der Technik erläutert sind, da das zusätzliche Substrat entfällt. Da eine beidseitige Metallisierung und Strukturierung der Isolator- bzw. Dielektrikumsfolie erfolgt, liegt diese nach der Bearbeitung im Wesentlichen im Innern der flexiblen Halbleiter-Schaltungsanordnung, sodass ein konstant dünner Aufbau mit einer zentralen mechanischen Verstärkung geschaffen werden kann. Die elektrisch aktive Komponente des Isolators bzw. des Dielektrikums in Form der Isolator- oder Dielektrikumsfolie wird also bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zugleich als Träger bzw. Substrat für die flexible Halbleiter-Schaltungsanordnung verwendet.
Als weiter vorteilhaft erweist es sich, dass die Isolator- oder Dielektrikumsfolie vorzugsweise Lagen mit unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten ε enthält, insbesondere wechselnd eine Lage mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstanten, einer hohen Dielektrizitätskonstanten und einer niedrigen Dielektrizitätskonstanten Auf ihren Außenseiten weist die Isolator- oder Dielektrikumsfolie somit jeweils eine niedrige Dielektrizitätskonstante auf, in ihrem Innern hingegen eine hohe Dielektrizitätskonstante, so dass eine gleichmäßigere Ladungsverteilung zum Vermeiden einer elektrostatischen Aufladung möglich ist. Ferner kann die mechanische Stabilität der Isolator- oder Dielektrikumsfolie gegenüber dem Fall nur einer Lage mit nur einer Dielektrizitätskonstanten verbessert werden, da die mittlere Dielektrikumsfolie dünner und die äußeren Dielektrikumsfolien dicker ausgebildet werden können.
Als vorteilhaft erweist es sich, wenn nach dem ersten Schritt des beidseitigen Metallisierens die Oberflächen der Isolator- oder Dielektrikumsfolie beidseitig vollflächig mit einem Photolack beschichtet werden und nachfolgend die Photolackschicht belichtet und entwickelt wird. Bevorzugt umfasst der Strukturierschritt ein photolithographisches Strukturieren und Ätzen. Die Dicke der Isolations- oder Dielektrikumsschicht sollte konstant sein, um Durchschläge zu vermeiden und angelegte Spannungen zum Schalten beispielsweise eines Transistors möglichst gering zu halten. Daher erweist sich das jeweils beidseitige Bearbeiten der Folie als vorteilhaft, wobei die Isolator- oder Dielektrikumsfolie das Herz der Halbleiter-Schaltungsanordnung bildet. Die Folie kann bereits vorgefertigt mit einer entsprechend geringen Dickenschwankung verwendet werden. Durch das beidseitige Metallisieren und Beschichten bzw. Strukturieren und Ätzen der Isolator- oder Dielektrikumsfolie können unerwünschte Dickenschwankungen ebenfalls minimiert werden.
Vorzugsweise werden Source-, Drain- und Gate-Strukturen sowie Verbindungen zwischen Schaltungsbauteilen im Strukturierschritt erzeugt. Vorteilhaft werden diese zeitsparend gleichzeitig in einem Arbeitsgang erzeugt. Bei einem RFID-Transponder wird ferner bevorzugt die Antenne ebenfalls in dem Strukturierschritt erzeugt. Hierdurch ist in einem Schritt die Herstellung aller erforderlicher Strukturen gleichzeitig und vollständig möglich. Im Stand der Technik sind hierzu üblicherweise mehrere Schritte erforderlich, sodass mit dem gleichzeitigen Herstellen im Strukturierschritt Zeit und damit auch Kosten eingespart werden können gegenüber den Verfahren des Standes der Technik.
Als besonders vorteilhaft erweist es sich, Schaltungsbauteile in Bezug auf die Isolator- oder Dielektrikumsfolie mit wechselnder Ausrichtung anzuordnen, um eine entsprechende Isolator- oder Dielektrikumsfolie und/oder Leitungsüberkreuzungen zu vermeiden. Wird ein Substrat für elektrische Funktionen genutzt, muss die Ebene der Isolator- oder Dielektrikumsschicht durchbrochen werden, um beispielsweise elektrische Verbindungen zwischen Source- und Gate-Strukturen eines Transistors zu ermöglichen. Wird jedoch eine wechselweise Anordnung dieser Schaltungsbauteile in Bezug auf die Isolator- oder Dielektrikumsfolie vorgesehen, können Source- und Gate-Strukturen auf jeweils einer Seite der Isolator- oder Dielektrikumsfolie miteinander verbunden werden, sodass Leitungsüberkreuzungen oder Durchkontaktierungen nicht mehr erforderlich sind. Hierdurch kann der Schaltungsaufbau noch weiter vereinfacht und zugleich verbessert werden, da Durchbrechungen des Dielektrikums stets die Gefahr in sich bergen, zu Ausfällen der Schaltungsanordnung führen zu können. Auch ansonsten erforderliche Isolationen zum Erschaffen von Leitungsüberkreuzungen können entfallen, sodass die Schaltungsanordnung viel besser strukturiert werden kann als dies im Stand der Technik möglich ist. Ferner kann hierdurch die vorstehend bereits beschriebene vorteilhafte Ausgestaltung der Isolator- oder Dielektrikumsfolie mit Lagen von unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten vorgesehen werden, insbesondere drei Lagen von unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten, ohne dass hier eine Störung der Dielektrika zu befürchten wäre. Halbleiter-Schaltungsanordnungen, bei denen zumindest eine beidseitig metallisierte und strukturierte Isolator- oder Dielektrikumsfolie als Trägerschicht für das oder die Schaltungsbauteile und eine wechselseitige Anordnung oder Orientierung der Schaltungsbauteile bezüglich der Trägerschicht zum Vermeiden von Durchkontaktierungen durch die Trägerschicht hindurch vorgesehen ist, gehen aus den vorstehend diskutierten Druckschriften des Standes der Technik jedenfalls nicht vorher.
Als weiter vorteilhaft erweist es sich, die Zwischenräume für Source und/oder Drain und/oder Gate mit einem Halbleitermaterial zu verfüllen. Als Halbleitermaterial eignet sich hier besonders Nano-Silicium. Vorteilhaft enthalten die Source-, Drain- bzw. Gate-Strukturen Nano-Silicium (Nano-Si) oder dotiertes Nano-Silicium (dotiertes Nano-Si). Bevorzugt wird das Halbleitermaterial mittels eines Druckverfahrens appliziert, wie insbesondere mittels eines Ink-Jet- oder Roll-to-Roll-Verfahrens.
Vorteilhaft wird zumindest ein Teil der nicht mit einem Halbleitermaterial verfüllten Zwischenräume zwischen Source und Drain mit einem Isolatormaterial verfüllt zum Ermöglichen des Aufdruckens von Leiterbahnen. Alternativ oder ggf. zusätzlich können die Leiterbahnen im photolithographischen Strukturierschritt erzeugt werden. Das Erzeugen der Leiterbahnen bereits im photolithographischen Schritt ermöglicht es, das Verfahren der Herstellung einer flexiblen Halbleiter-Schaltungsanordnung noch weiter zu beschleunigen.
Als vorteilhaft erweist es sich ferner, eine halbleitende Schicht durch Nachbearbeitung, sog. Postprocessing oder ein chemisches Verbinden der zuvor aufgebrachten Partikel zu erzeugen.
Dabei kann das Postprocessing durch bezüglich der Isolator- oder Dielektrikumsfolie beidseitiges Blitzlampen-Annealing, ein Roll-to-Roll-Verfahren quasikontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden. Wiederum wird die Nachbearbeitung beidseitig bzgl. der Isolator- oder Dielektrikumsfolie durchgeführt bzw. das beidseitige Durchführen bevorzugt. Beim Überführen der zuvor angelegten Struktur in eine Schicht mit halbleitenden Eigenschaften sollen insbesondere Abschattungen der jeweiligen Strukturen vermieden werden, die auftreten könnten, wenn lediglich ein einseitiges Nachbearbeiten durchgeführt würde. Ein kontinuierliches Postprocessing kann insbesondere mittels einer Bogenlampe durchgeführt werden. Das Roll-to-Roll-Verfahren stellt ein quasikontinuierliches Verfahren dar.
Besonders vorteilhaft wird Nano-Silicium als Halbleitermaterial verwendet, da dieses als solches besonders gute Halbleitereigenschaften aufweist und ferner bei dem erfindungsgemäßen Verfahren des Auftrags des Halbleitermaterials mittels eines Druckverfahrens die Anforderungen an die jeweilige Drucktechnik nicht so hoch gewählt werden müssen, wie dies beim Stand der Technik üblicherweise verlangt wird, um präzise aneinander angrenzende Funktionsschichten erzeugen zu können. Die Strukturbreiten können aufgrund des erfindungsgemäßen photolithographischen Strukturschritts sehr fein gewählt werden, wobei nachfolgend das Halbleitermaterial in die feinen Strukturen verfüllt, also nicht im klassischen Sinne aufgedruckt wird. Dabei kann eine höhere Präzision der entstehenden Strukturen gegenüber dem Aufdrucken, wie es im Stand der Technik durchgeführt wird, erzeugt werden.
Als vorteilhaft erweist es sich ebenfalls, nach dem Erzeugen der halbleitenden Schicht ein Isolationsmaterial und/oder eine Barriereschicht auf dieser aufzubringen. Vorzugsweise wird das Isolationsmaterial und/oder die Barriereschicht beidseitig flächig aufgebracht. Als sehr vorteilhaft erweist es sich, das Isolationsmaterial und/oder die Barriereschicht durch ein Roll-to-Roll-Verfahren oder ein anderes Beschichtungsverfahren aufzubringen. Durch das Aufbringen des Isolationsmaterials und/oder der Barriereschicht wird die gebildete Schaltung gegen äußere Einflüsse geschützt. Da die Anforderungen an die Oberflächenstruktur dieser Isolations- bzw. Barriereschicht nicht so hoch sind wie bei den anderen Schichten, können anstelle des Roll-to-Roll-Verfahrens auch andere Beschichtungsverfahren verwendet werden, bei denen gerade eine nicht so große Präzision hinsichtlich der erzeugten Oberflächenstruktur erzielt werden kann.
Der Schritt des beidseitigen Metallisierens der Isolator- oder Dielektrikumsfolie kann insbesondere durch ein Roll-to-Roll-Verfahren oder Abscheiden eines Metalls oder einer Metalllegierung aus der Gasphase durchgeführt werden. Durch diese Verfahren kann das Metallisieren schnell und preisgünstig erfolgen. Alternativ ist es ebenso möglich, eine bereits beidseitig metallisierte Isolator- oder Dielektrikumsfolie zu verwenden, sodass dieser Schritt bei der Herstellung entfällt. Die bereits metallisierte Isolator- oder Dielektrikumsfolie kann dann direkt beidseitig strukturiert werden. Vorzugsweise wird zum Vorsehen der vorstehend bereits genannten Vorteile hier eine metallisierte Isolator- oder Dielektrikumsfolie verwendet, die bereits Lagen mit unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten aufweist.
Der Schritt des Beschichtens der beidseitig metallisierten Isolator- oder Dielektrikumsfolie mit einem Photolack kann insbesondere durch ein Roll-to-Roll-Verfahren, Rakeln, Foular oder eine Rotationszerstäubung durchgeführt werden. Durch diese Verfahren lässt sich der Schritt des Beschichtens mit einem Photolack ebenfalls sehr schnell und preisgünstig durchführen. Alternativ ist es ebenso möglich, eine bereits beidseitig metallisierte und beidseitig mit einem Photolack beschichtete Isolator- oder Dielektrikumsfolie zu verwenden, sodass direkt nachfolgend zunächst der Schritt des beidseitigen Belichtens und anschließend des Strukturierens der Folie erfolgen kann.
Der Schritt des beidseitigen Belichtens der Isolator- oder Dielektrikumsfolie kann ebenfalls vorteilhaft durch ein Roll-to-Roll-Verfahren durchgeführt werden, was einen schnellen und preisgünstigen Prozessverlauf gestattet. Auch der Schritt des beidseitigen Strukturierens der Isolator- oder Dielektrikumsfolie insbesondere durch Ätzen kann durch ein Roll-to-Roll-Verfahren oder in einem kontinuierlichen Prozess durchgeführt werden.
Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass z. B. bei einem RFID-Transponder Chip und Antenne sowie alle weiteren Verbindungen aus ein und demselben Material in einem Prozessdurchgang aufgebracht werden können. Die heutzutage übliche Art, Antennen auf ein Substrat aufzubringen, ist das Bedrucken mit einer Silberleitpaste oder das Herstellen der Antennen im Ätzverfahren, wobei bei diesen Verfahren Kosten und Zuverlässigkeit der Antennen nicht zufriedenstellend sind. Bei den heutzutage bekannten RFID-Transpondern und RFID-Tags entfallen etwa gleiche Kosten auf den Chip, die Antenne und das sogenannte Assembly, also die Montage bzw. der Zusammenbau. Bei Herstellung eines RFID-Transponders bzw. -Tags mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können Chip und Antenne in einem Arbeitsschritt erstellt werden, wobei ein weiterer Zusammenbau nicht erforderlich ist. Aufgrund der Verwendung einer zentral angeordneten Isolator- bzw. Dielektrikumsschicht können Überkreuzungen innerhalb der Chipstrukturen vermieden werden. Dies erweist sich als vorteilhaft, da durch derartige Überkreuzungen nicht nur ein Perforieren der Isolatorschicht und dabei deren Beschädigung vermieden, sondern auch ein störungsfreierer Betrieb des Chips ermöglicht werden kann.
Als besonders vorteilhaft erweist es sich, dass im Prinzip alle erfindungsgemäßen Verfahrensschritte in einem Roll-to-Roll-Verfahren durchgeführt werden können, wodurch deren Durchführung auf einfache Art und Weise und damit sehr störungssicher erfolgen kann. Die einzelnen erfindungsgemäßen Verfahrensschritte sind ohne großen maschinellen Aufwand durchführbar, was sie verhältnismäßig störungsresistent und kostengünstig gestaltet. Neben der Verwendung der Lithographie sowie eines Druckverfahrens wird nur noch ein weiteres flächiges Beschichtungsverfahren, ggf. auch mehr, durchgeführt.
Aufgrund der Verwendung einer mitten in der herzustellenden Halbleiter-Schaltungsanordnung liegenden Isolations- bzw. Dielektrikumsschicht, die als Trägersubstrat vorgesehen ist, kann eine gleichmäßige und dabei konstante geringe Dicke der Isolations- bzw. Dielektrikumsschicht erzielt werden. Die Verbindungen zwischen den einzelnen Bauteilen einer Halbleiter-Schaltungsanordnung werden nicht, wie dies im Stand der Technik üblich ist, durch Bonding oder auf einem Substrat aufgedruckte Pfade erzeugt, sondern in besonders vorteilhafter Weise direkt während des lithographischen Strukturierens der beidseitig metallisierten Isolator- oder Dielektrikumsfolie. Hierbei werden nicht nur Verfahrensschritte eingespart, sondern es besteht auch ein geringeres Risiko, dass diese Verbindungen versagen, da sie direkt bei der Strukturierung der Oberfläche der Isolator- oder Dielektrikumsfolie während des Erzeugens beispielsweise auch von Source- und Drain-Strukturen mit erzeugt werden.
Zu näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen in:

1 eine Prinzipskizze des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Halbleiter-Schaltungsanordnung,
2 eine seitliche Schnittansicht der Skizze gemäß 1 mit Schraffur von nach einem Ätzschritt fertiggestellten Teilen der Schaltungsanordnung,
3a - 3h eine Darstellung der einzelnen Ablaufschritte zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Halbleiter-Schaltungsanordnung als Prinzipskizzen, und
4 eine Prinzipskizze eines Aufbaus einer Halbleiter-Schaltungsanordnung nach dem Stand der Technik.

1 zeigt eine Prinzipskizze einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Halbleiter-Schaltungsanordnung 1. Die Halbleiter-Schaltungsanordnung 1 weist eine Trägerschicht auf, die in Form einer Isolator- bzw. Dielektrikumsfolie 2 ausgebildet ist. Die Isolator- bzw. Dielektrikumsfolie weist drei Lagen 7, 8, 9 mit einer unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten auf. Die Lage 7 weist eine niedrige Dielektrizitätskonstante ε_low, die Lage 8 eine hohe Dielektrizitätskonstante ε_high und die Lage 9 wiederum eine niedrige Dielektrizitätskonstante ε_low auf. Auf ihren Außenseiten weist die Isolator- oder Dielektrikumsfolie somit jeweils eine niedrige Dielektrizitätskonstante auf, in ihrem Innern hingegen eine hohe Dielektrizitätskonstante, so dass eine gleichmäßigere Ladungsverteilung zum Vermeiden einer elektrostatischen Aufladung möglich ist. Ferner kann die mechanische Stabilität der Isolator- oder Dielektrikumsfolie gegenüber dem Fall nur einer Lage mit nur einer Dielektrizitätskonstanten verbessert werden, da die mittlere Dielektrikumsfolie dünner und die äußeren Dielektrikumsfolien dicker ausgebildet werden können.
Die Isolator- oder Dielektrikumsfolie 2 ist ferner beidseitig metallisiert und strukturiert, wobei in wechselseitiger Ausrichtung auf beiden Seiten 21, 22 der Isolator-/Dielektrikumsfolie Schaltungsbauteile 10 angeordnet sind. Die Schaltungsbauteile 10 sind beispielhaft als Transistoren dargestellt und umfassen einen Source-Bereich 3, einen Drain-Bereich 4, einen Gate-Bereich 5, einen Verbindungsbereich 6 zum Verbinden von Drain- und Gate-Bereich sowie einen jeweiligen Zwischenraum 26 mit Isolatormaterial zwischen Source- und Drain-Bereich. Source-, Drain- und Gate-Bereich enthalten jeweils Nano-Silicium oder dotiertes Nano-Slicium.
Durch das wechselseitige Anordnen bzw. Orientieren der Schaltungsbauteile 10 kann ein Durchkontaktieren der Isolator-/Dielektrikumsfolie 2 als Trägerschicht der Halbleiter-Schaltungsanordnung vermieden werden. Die elektrische Verbindung 6 zwischen Drain 4 und Gate 5 liegt mit beiden Bereichen in einer Ebene und verbindet diese im Prinzip im Rahmen einer Schicht. Hierdurch wird ein dünner Aufbau der gesamten Schaltungsanordnung im Vergleich zum Stand der Technik möglich. Beispielhaft ist in 4 ein Aufbau einer Schaltungsanordnung des Standes der Technik dargestellt. Hierbei sind auf einem starren Substrat Halbleiter-Bauteile in Form von Transistoren aufgebracht, wobei die Verbindung zwischen Drain und Gate der jeweils nebenaneinander angeordneten Transistoren bzw. Bauteile ersichtlich kompliziert erfolgt. Die Gefahr eines ungewollten Ablösens der Verbindung im Gate-Bereich ist deutlich erkennbar, insbesondere auch aufgrund des hohen Aufbaus der gesamten Schaltungsanordnung, wobei die Verbindung zwischen Drain und Gate recht separiert und dadurch für äußere Störeinflüsse exponiert erfolgt.
Demgegenüber kann mit dem erfindungsgemäßen Aufbau auf der flexiblen Isolator- bzw. Dielektrikumsfolie bereits in diesem Bereich ein dünnerer Aufbau ermöglicht werden, da das zusätzliche Substrat als Trägerschicht entfällt. Ferner kann der gesamte Aufbau flexibler gestaltet werden, da die Isolator-/ Dielektrikumsfolie als solche bereits ein gewisses Maß an Flexibilität aufweist, im Unterschied zu einem starren Substrat, wie dies im Stand der Technik vorgesehen ist. Auch die Gestaltungs- und Anwendungsmöglichkeiten sind daher bei der erfindungsgemäßen Verwendung einer flexiblen Isolator-/ Dielektrikumsfolie und einer flexiblen Halbleiter-Schaltungsanordnung sehr viel größer als bei den starren Anordnungen des Standes der Technik.
2 zeigt dieselbe Prinzipskizze wie 1, jedoch ist bei der Halbleiter-Schaltungsanordnung nach 2 durch schraffierte Flächen markiert, welche Elemente der Schaltungsanordnung bereits in einem Schritt gefertigt werden können. Dies sind der Source-Bereich, der Drain-Bereich, der Gate-Bereich sowie die Verbindung zwischen Drain- und Gate-Bereich. Lediglich die halbleitenden Bereiche werden erst nachfolgend zwischen Source- und Drain-Bereich eingefügt, bevor der ganze Kontakt mit einer Barriereschicht versehen wird.
Der Ablauf der Herstellung einer solchen Halbleiter-Schaltungsanordnung, wie sie in den 1 und 2 dargestellt ist, ist in den 3a-3h zu sehen. 3a zeigt dabei zunächst einmal die Isolator-/Dielektrikumsfolie 2. Auf diese wird auf beiden Seiten 21, 22 eine Metallschicht 23 aufgebracht. Die Metallschicht 23 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch ein Roll-to-Roll-Verfahren aufgebracht. Alternativ ist auch eine Abscheidung aus der Gasphase möglich oder auch ein anderes Verfahren, mit dem eine Metallisierung der Oberfläche der Isolator-/ Dielektrikumsfolie ermöglicht wird. Beispielhaft sind in 3a zwei Walzen 30 dargestellt, über die eine Metallschicht auf die Isolator-/Dielektrikumsfolie aufgebracht wird.
In 3b wird nachfolgend auf die beidseitig mit der Metallschicht 23 versehene Isolator-/Dielektrikumsfolie vollflächig ein Photolack aufgetragen. Dieser Vorgang ist durch zwei Auftragsvorrichtungen 31, die beispielsweise Rotationszerstäuber sein können, angedeutet. Die Photolackschicht 24 wird nachfolgend belichtet, was durch die Pfeile 32 in 3c angedeutet ist. Nach dem Belichten erfolgt eine Entwicklung der Photolackschicht. Die nicht belichteten Bereiche des Photolacks werden in einem Bad entfernt.
Wie 3d entnommen werden kann, erfolgt anschließend ein Ätzen von Strukturen auf beiden Seiten 21, 22 der Isolator-/Dielektrikumsfolie. Hierbei werden Zwischenräume für Source-, Drain-und Gate-Bereiche 3,4,5 und Zwischenräumen 26,28 zwischen diesen ausgebildet bzw. strukturiert. In diesem vorzugsweise lithographischen Schritt können grundsätzlich auch Leitungsbahnen bereits mit erstellt werden. Dies ist in 3d allerdings nicht dargestellt. Das Ätzen der Strukturen kann wiederum im Roll-to-Roll-Verfahren vorgesehen werden, was durch Walzen 33 in 3d angedeutet ist.
Wie in 3e zu sehen, werden die Zwischenräume zwischen Source-, und Drain-Bereich 26 in einem weiteren Schritt beispielsweise durch ein Druckverfahren, wie insbesondere einen Ink-Jet-Druck, mit einem Halbleitermaterial verfüllt, das in dem Beispiel in 3e Nano-Silicium ist. Nachfolgend werden die übrigen Zwischenräume 28 zwischen Source- und Gate 3, 5 bzw. Drain-und Gate-Bereich 4,5 mit einem Isolatormaterial 27 verfüllt zum Ausbilden der Verbindungsbereiche 6, um auf diesen Leiterbahnen drucken zu können, sofern letztere nicht bereits, wie vorstehend erläutert, bei einem lithographischen Strukturierschritt mit erzeugt wurden.
Nach dem Verfüllen der Zwischenräume 26 zwischen Source und Drain erfolgt eine Nachbearbeitung der Halbleiter-Schaltungsanordnung, um die partikulär aufgebaute Struktur in eine Schicht mit halbleitenden Eigenschaften zu überführen. Als ein Beispiel einer solchen Nachbearbeitung ist in 3g ein Blitzlampen-Annealing durch Pfeile 34 angedeutet. Bei dieser Nachbearbeitung, die wiederum beidseitig der Isolator-/Dielektrikumsfolie 2 erfolgt, werden Abschattungen der jeweiligen Strukturen vermieden, um eine Schaltungsanordnung mit optimalen elektrischen Eigenschaften zu erhalten.
Nach dem Nachbearbeiten der Halbleiter-Schaltungsanordnung wird entsprechend der Darstellung in 3h nachfolgend noch eine Isolator- bzw. Barriereschicht 29 auf beiden Seiten der Halbleiter-Schaltungsanordnung aufgebracht. Hierbei sind die Anforderungen an die Oberflächenstruktur vergleichsweise gering, sodass die Isolator-/Barriereschicht 29 mit diversen Beschichtungsverfahren aufgebracht werden kann. Beispielsweise kann sie im Roll-to-Roll-Verfahren aufgebracht werden, wie durch die beiden Walzen 35 veranschaulicht. Die Isolator-/Barriereschicht schützt die Halbleiter-Schaltungsanordnung gegen äußere Einflüsse, also insbesondere auch gegen ein Eindringen von Feuchtigkeit oder gegen Stoßbeanspruchung. Ferner sind die gesamten Strukturen der Halbleiter-Schaltungsanordnung in Form der einzelnen Bauteile auch gegen ein versehentliches Abpellen bei einer Scherbeanspruchung geschützt, da eine nach außen mehr oder weniger gleichmäßige Fläche durch die Isolator-/Barriereschicht geschaffen wird.
Wird anstelle eines Transistors oder zusätzlich zu diesem ein RFID-Transponder aufgebaut, können die Bauteile des Chips, der Antenne und der Verbindungen zwischen diesen und ggf. weiteren Bauteilen zusammen aufgebaut werden, was einen deutlichen Zeit- und Kostenvorteil mit sich bringt. Anstelle des Aufbringens einer Metallisierung auf die Isolator-/Dielektrikumsfolie, wie im Schritt in 3a dargestellt, kann auch eine bereits metallisierte Isolator-/Dielektrikumsfolie verwendet werden. Die Dicke der Folie wird vorzugsweise von dem jeweiligen Anwendungsfall abhängig gemacht. Eine solche Folie kann beispielsweise eine Dicke von 12 µm aufweisen.
Eine mit drei Dielektrikumslagen 7, 8, 9 versehene Isolator- oder Dielektrikumsfolie kann ohne eine Metallisierung beispielsweise eine Dicke von ca. 500 nm aufweisen. Als Metallisierung kann z.B. ein beidseitiges Aufbringen einer Kupferschicht vorgesehen sein.
Da die Isolator-/Dielektrikumsfolie eine etwa konstante Dicke aufweist, können ansonsten bei den Anordnungen des Standes der Technik vorkommende Spannungsdurchschläge vermieden werden, und die erforderliche Spannung zum Schalten eines Transistors kann vorteilhaft gering gehalten werden. Die bei der Fertigung der Strukturen, also dem Strukturieren, wie es in 3d angedeutet ist, aufbringbaren Breiten können durch Verwendung eines photolithographischen Verfahrens sehr fein gewählt werden, was bei den Ansätzen des Standes der Technik nicht möglich ist. Da nachfolgend lediglich ein Verfüllen der Zwischenräume zwischen den Strukturen zum Ausbilden von Source-, Drain-und Gate-Bereich und zwischen diesen vorgenommen wird, sind die Anforderungen an das Druckverfahren, sofern dieses zum Verfüllen verwendet wird, vergleichsweise gering, zumindest geringer als beim Stand der Technik, bei dem aneinander angrenzende Funktionsschichten selbst gedruckt werden müssen.
Als Halbleitermaterial wird in den Ausführungsbeispielen Nano-Silicium verwendet. Grundsätzlich kann auch ein anderes Halbleitermaterial verwendet werden, wenn dies für eine jeweilige Anwendung vorteilhaft erscheint.
Neben den im Vorstehenden beschriebenen und in den Figuren dargestellten Ausführungsformen von Halbleiter-Schaltungsanordnungen und dem Verfahren zu deren Herstellung können noch zahlreiche weitere entworfen werden, bei denen jeweils die Isolator-/Dielektrikumsfolie als Trägerschicht für die Halbleiter-Schaltungsanordnung verwendet wird. Anstelle von Transistoren und RFID-Transpondern können auch zahlreiche andere elektronische Bauelemente unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden. Hierbei ergibt sich jeweils auch der Vorteil, dass auf einfache und schnelle Art und Weise sehr dünne Halbleiter-Schaltungsanordnungen aufgebaut werden können, die zudem sicherer hinsichtlich ihrer elektrischen Verbindungen sind als dies beim Stand der Technik möglich ist, da insbesondere auf Durchkontaktierungen der Trägerschicht in Form der Isolator-/Dielektrikumsfolie verzichtet werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Halbleiter-Schaltungsanordnung
2: Isolator-/Dielektrikumsfolie (Trägerschicht)
3: Source-Bereich
4: Drain-Bereich
5: Gate-Bereich
6: Verbindungsbereich
7: Erste Lage mit ε_low
8: Zweite Lage mit ε_high
9: Dritte Lage mit ε_low
10: Schaltungsbauteil (Transistor)
21: erste Seite der Isolator-/Dielektrikumsfolie
22: zweite Seite der Isolator-/Dielektrikumsfolie
23: Metallschicht
24: Photolackschicht
25: Halbleitermaterial (Nano-Si)
26: Zwischenraum
27: Nano-Si oder dotiertes Nano-Si
28: Zwischenraum
29: Isolator-/Barriereschicht
30: Walze
31: Auftragsvorrichtung (Rotationszerstäuber)
32: Pfeil
33: Walze
34: Pfeil
35: Walze
ε_low: niedrige Dielektrizitätskonstante
ε_high: hohe Dielektrizitätskonstante

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6294401 B1 [0004]
US 6867081 B2 [0006]
WO 0020519 [0007]
US 2004/0191641 A1 [0007]
US 2005/0074589 A1 [0007]
DE 10018697 A1 [0008]
US 6372364 B1 [0009]
JP 2004247572 [0010]
JP 2004207659 [0010]
WO 2005/005554 A2 [0011]
US 2004/0227174 A1 [0012]
DE 10128211 C1 [0012]

Claims

Verfahren zum Herstellen einer flexiblen Halbleiter-Schaltungsanordnung (1) mit Schaltungsbauteilen (10), enthaltend die folgenden Schritte: beidseitiges Metallisieren einer Isolator- oder Dielektrikumsfolie (2), beidseitiges Strukturieren der Isolator- oder Dielektrikumsfolie (2), Verfüllen von Zwischenräumen der strukturierten Oberfläche der Isolator- oder Dielektrikumsfolie (2) mit einem Halbleitermaterial, und Überführen der strukturierten Oberflächen in Schichten mit halbleitenden Eigenschaften.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt des beidseitigen Metallisierens die Oberflächen beidseitig vollflächig mit einem Photolack (24) beschichtet werden und nachfolgend die Photolackschicht (24) belichtet und entwickelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strukturierschritt ein photolithographisches Strukturieren und Ätzen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass Source- (3), Drain-(4) und Gate (5) - Strukturen sowie Verbindungen (6) zwischen Schaltungsbauteilen (10) im Strukturierschritt erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Source- (3), Drain- (4) und Gate (5) - Strukturen sowie Verbindungen (6) zwischen Schaltungsbauteilen (10) im Strukturierschritt gleichzeitig erzeugt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolator- oder Dielektrikumsfolie (2) Lagen mit unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten (ε) enthält, insbesondere wechselnd eine Lage mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstanten (ε_low), einer hohen Dielektrizitätskonstanten (ε_high) und einer niedrigen Dielektrizitätskonstanten (ε_low).
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem RFID-Transponder eine Antenne in dem Strukturierschritt erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schaltungsbauteile (10) in Bezug auf die Isolator- oder Dielektrikumsfolie (2) mit wechselnder Ausrichtung angeordnet werden, um ein Durchbrechen der Isolator- oder Dielektrikumsfolie (2) und/oder Leitungsüberkreuzungen zu vermeiden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenräume zwischen Source (3) und Drain (4) mit dem Halbleitermaterial verfüllt werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Zwischenräume zwischen Source- (3) und Drain- (4) - Strukturen Nano-Si oder dotiertes Nano-Si enthalten.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der nicht mit einem Halbleitermaterial verfüllten Zwischenräume (28) mit einem Isolatormaterial (27) verfüllt werden zum Ermöglichen des Aufdruckens von Leiterbahnen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Leiterbahnen im photolithographischen Strukturierschritt erzeugt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleitermaterial mittels eines Druckverfahrens in die Zwischenräume (26) gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Druckverfahren ein Ink-Jet-Verfahren oder Roll-to-Roll-Verfahren ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die halbleitende Schicht durch Postprocessing oder ein chemisches Verbinden der Partikel erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Postprocessing durch ein beidseitiges Blitzlampen-Annealing, ein Roll-to-Roll-Verfahren quasikontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein kontinuierliches Postprocessing mittels einer Bogenlampe durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erzeugen der halbleitenden Schicht ein Isolationsmaterial und/oder eine Barriereschicht (29) darauf aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolationsmaterial und/oder die Barriereschicht (29) beidseitig flächig aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolationsmaterial und/oder die Barriereschicht (29) durch ein Roll-to-Roll-Verfahren oder ein anderes Beschichtungsverfahren aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche. dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des beidseitigen Metallisierens der Isolator- oder Dielektrikumsfolie (2) durch ein Roll-to-Roll-Verfahren oder ein Abscheiden aus der Gasphase durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Beschichtens der beidseitig metallisierten Isolator- / Dielektrikumsfolie (2) mit einem Photolack (24) durch ein Roll-to-Roll-Verfahren, Rakeln, Foular oder eine Rotationszerstäubung durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des beidseitigen Belichtens (34) durch ein Roll-to-Roll-Verfahren durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des beidseitigen Strukturierens, insbesondere Ätzens, durch ein Roll-to-Roll-Verfahren oder in einem kontinuierlichen Prozess durchgeführt wird.
Halbleiter-Schaltungsanordnung (1) mit einer Trägerschicht und einem oder mehreren Schaltungsbauteilen (10) und einer oder mehreren Verbindungseinrichtungen (6) für das oder die Schaltungsbauteile (10), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine beidseitig metallisierte und strukturierte Isolator- oder Dielektrikumsfolie (2) als Trägerschicht für das oder die Schaltungsbauteile (10) vorgesehen ist.
Halbleiter-Schaltungsanordnung (2) mit einer Trägerschicht und Schaltungsbauteilen (10) und einer oder mehreren Verbindungseinrichtungen (6) für die Schaltungsbauteile (10), insbesondere nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine wechselseitige Anordnung oder Orientierung der Schaltungsbauteile (10) bezüglich der Trägerschicht zum Vermeiden von Durchkontaktierungen durch die Trägerschicht hindurch vorgesehen ist.
Halbleiter-Schaltungsanordnung (2) mit einer Trägerschicht und Schaltungsbauteilen (10) und einer oder mehreren Verbindungseinrichtungen (6) für die Schaltungsbauteile (10), insbesondere nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder die Isolator- oder Dielektrikumsfolie oder -schicht drei Dielektrika umfasst.
Halbleiter-Schaltungsanordnung (2) nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass wechselweise eine hohe(ε_low), eine niedrige (ε_high) und eine hohe Dielektrizitätskonstante (ε_low) innerhalb der Isolator- oder Dielektrikumsfolie oder -schicht (2) vorgesehen ist.
Halbleiter-Schaltungsanordnung (2) mit einer Trägerschicht und Schaltungsbauteilen (10) und einer oder mehreren Verbindungseinrichtungen (6) für die Schaltungsbauteile (10), insbesondere nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung oder -einrichtungen (6) durch lithographisches Strukturieren aufgebracht sind.
Halbleiter-Schaltungsanordnung (2) mit einer Trägerschicht und einem oder mehreren Schaltungsbauteilen (10) und einer oder mehreren Verbindungseinrichtungen (6) für das oder die Schaltungsbauteile (10), insbesondere nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Source- (3) und Drain- (4) Halbleitermaterial enthalten ist.
Halbleiter-Schaltungsanordnung (2) nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass Halbleitermaterial Nano-Si oder dotiertes Nano-Si ist.