DE1489162A1 - Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung sowie eine nach diesem Verfahren hergestellte Halbleiteranordnung - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung sowie eine nach diesem Verfahren hergestellte Halbleiteranordnung

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DE1489162A1 DE19641489162 DE1489162A DE1489162A1 DE 1489162 A1 DE1489162 A1 DE 1489162A1 DE 19641489162 DE19641489162 DE 19641489162 DE 1489162 A DE1489162 A DE 1489162A DE 1489162 A1 DE1489162 A1 DE 1489162A1
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Description

Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung sowie eine naoh diesem Verfahren hergestellte Halbleiteranordnung. fl Z QQ ICO
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung, die wenigstens einen Transistor enthält, der in einer HaIbleitersohicht auf einem Träger angebracht und mit wenigstens zwei Elektroden einer Zuführungselektrode und einer Abführungselektrode, versehen int, die auf der Halbleiterschicht in einem Abstand voneinander liegen und oin erstes Elektrodenmuster bilden, sowie mit wenigstens einer Torelektrode versehen ist, die mit einem zwischen den Zu- and Abführungselektroden liegenden Teil der üalbleiterschicht verbunden ist und ein zweites Elektrodenmu3ter bildet. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Halbleiteranordnung tnit einem solchen Transistor, die durch Anwendung eines Verfahrens nach der Erfindung hergestellt £*t. »
Transistoren der genannten Art, die einzeln oder in grSfuiorer Anzahl, gegebenenfalls in Kombination mit anderen Schaltelementen, in und auf einer Halbleiterschioht auf einem Träger zu einer Halbleitervorrichtung aufgebaut werden, 3ind unter ίπΙθγθ.τι aus "Proceedings Institution of Radio Engineers" £0 (Juni 196«?), Seiten 1162-1169, bereits bekannt. In ei or üblichsten Ausbildung werden auf einer Isolierträger, z.T. au3 einem keramischen Material oder Glas, nebeneinandpr und in sehr kurzem Abstand di· Zu— und AbfUhrungselektroden in Form leitender Streifen, z.B. au3 Oold, unter Verwendung einer Maske aufgedampft, die aus einem Drahtgitter bestoht, mit dem der Abstand der Zu- und Abführungselektrode genau eingestellt wordtiu kann. Hbfr den mit diesem ersten Elektrodemmster bedeckten Trümer wird dann ej.ne dünne Halbleitersuhicht, z.3. aus Kadmiumsulfid, aufgebracht und anochlieasend wird, vorzugsweise durch eine dünne Isolierschicht vom Halbleiter getrennt, das Elektroienmuater des Torleiters derart ftuf;;odampft, dann der TorloLt^r nit ein*:. z«i nohen dnr i'-iführun,.; und Abi'ürir.in.^ liegenden Teil «Jor Halbleiter.ichicht verbunden iat, Die VM rAungawoisn dieses Translators,
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unter anderem unter der englischen Bezeichnung "Thin Film Transistor* (TFT). bekannt, beruht auf dem bekannten Effekt, dass mit Hilfe der Torelektrode die Impedanz der Halbleitersohioht im Stromweg zwisohen der Zu— und Ab-. führungselektrode beeinflusst werden kann. In den bereits erwähnten Veröffentlichungen wurden auch andere Ausführungsformen vorgeschlagen, bei denen die Torelektrode auf der Trägerseite und die Zu- und Abführungseiektroden auf der »genüberllegenden Seite der Halbleitersohioht liegen oder bei denen die Zuführungselektrode, die Torelektrode, und die Abführungselektrode in dieser Reihenfolge nebeneinander auf derselben Seite der Halbleitereohioht liegen.
Für eine gute Wirkung dieses Transistors werden besondere kleine Abmessungen des Elektrodenmusters der Zu- und Abführungeelektroden abgestrebt s,B, ein Elektrodenabstand von 5/urn» und muss die Torelektrode in einem getrennten Vorgang derart angebracht werden, dass sie mit dem ζ ,Yi so hon der Zu- und Abführungseiektrode liegenden Teil der Halbleiterschicht verbunden ist. Dabei ist es für einen HochfrequenSbatrieb ausserdem erwüneoht, StSrkapazitäten zwischen der Torelektrode und der Zuführungselektrode und zwischen der Torelektrode und der Abführungaelektrode, welche durch eioh überdeckende Teile dieser Elektroden entstehen, weitestgehend zu veruoiden.
Die Erfindung zieht unter anderem darauf ab ein Verfahren zu schaffen, naoh dem Halbkeiteranordnungen mit einem oder mehreren Transie., toren, welche den obengestellten hohen Anforderungen in hohem Masse entsprechen, in einfaoher und reproduzierbarer Weise herstellbar sind.
Dazu wird gemäss der Erfindung bei einem ^erfahren der eingangs beschriebenen Art von wenigstens einem Transistor zunächst eines der beiden erwähnten Elektrodenmuster oder das aus der Za- und Abführungseiektrodβ bestehende Muster oder aber das Muster der Torelektrode wenigstens teilweise
ausgebracht und danach mittels einer optisohen Abbildung des bereite gebildeten lllektrodenmusters das andere Elektrodenmuster naoh einem photog*·-
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phiaohen Verfahren derart gestaltet wird, dass die beiden Elektrodenrauster, in einer Richtung senkrecht zur Halbleitersohicht gesehen, wenigstens teilweise praktisch komplementär zueinander sind, und sich praktisch nicht überdecken.
Unter einem photograph!sehen Verfaaren wird hier ein Verfahren verstanden, nach dem eine photochemieoh empfindliche Schicht bei Bestrahlung durch einen photo«ohemisohen Vorgang derart beeinflusst wird, dass ihre löslichkeit stellenweise bleibend geändert wird, oder nach dem ein photo» chemisches Reaktionsprodukt gebildet wird, das unmittelbar oder mittels einer oder mehrerer sekundär chemischer Reaktionen in ein elektrisch leitendes Metallbild umgesetzt werden kann.
Dadurch, dass bei einem Verfahren nach der Erfindung das bereits erwähnte eine Elektrodenmuster an der für das andere dSlektrodenmuster gewünschten Stelle in der Halbleitervorrichtung optisch abgebildet wird und aus dieser optischen Abbildung nach einem photographischen Verfahren das andere Elektrodenmuster hergestellt wird, ist die gewünschte Anbringung der Elektrodenmuster aueinander, sowie die Erzielung einer praktisch komplementären Form in jenem Teil der 'Halbleiterschicht, in welchen die TClektrodenaiU3ter zur Bildung oines Transistors in direkter Nähe voneinander sind, in besonders einfacher und besonders reproduzierbarer 'Veise möglich. Dieo ist
besonders in Hineicht auf die für den wirksamen Teil eines solchen Transistors gewünschten geringen Abmessungen vorteilhaft. Das zuerst aufzubringende Elektroienmuster kann auf jede dazu geeignete Weise, z.B. duroh Aufdampfen mit Hilfe einer Maske, oder jewünachtenfalls auch auf photographiachorn '"ege aufgebracht wer-ien.
Έβ ist eine grosse 7ahl verschiedener photographischer Verfahren bekannt, die für das Verfahren nach der Erfindung in Frage kommen. Naturgemä38 können nicht alle diese Verfahren hier im einzelnen besprochen werden)
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•swwerden daher nur die wichtigsten aufgeführt und kurz beschrieben« Darüber hinaus wird zur Erläuterung der Erfindung bei den Ausführungebeispielen naher auf einige Verfahren eingegangen· In Bezug auf die Einzelheiten der anderen Verfahren wird auf die Fachliteratur auf diesem Gebiet verwiesen.
Für ein Verfahren nach der Erfindung eignen sich insbesondere die sogenannten Photoreservierunge-Verfahren. Bei diesen wird eine photoohemisoh empfindliche Schioht verwendet, die als Maske zum selektiven Aufbringen einer lfetallsohioht oder zum selektiven Beibehalten einer bereits aufgebrachten Metallsohioht während eines Itzvorgangs dienen kann. Man macht dabei Untersohied gwisohen einer positiv liohthärtenden Schiohtaubetanz, die an den bestrahlten Stellen selektiv löslich wird, und einer negativ liohthärtenden, die an den bestrahlten Stellen selektiv un-löalioh wird. Sie beiden Verfahren eignen sieh für das Verfahren nach der Erfindung und werden bei den Ausführungsb si spülen näher besproohen. Bei den PhotoreaervierungsYerfahren ist liöhthärtende Sohiohtsubstanz nioht nur als Maske verwendbar, sondern auohy um das Elektrodenmaterial direkt aufzubringen} hierzu wird das Elektrodenmaterial vorher in die lichthärtende Substanz in feinverteiltem Zustand eingebracht, und nach Entfernung der löslichen Teile des Mustern werden die unlöslichen Teile, z.3. durch Erwärmung, mit dem Träger ader dem Halbleiterkörper zu einer leitenden Verbindung vereinigt.
Ausser diesem Verfahren sind auch andere photochemieohe Ver ahren bekannt, bei denen ein photochemisches Reaktionsprodukt unmittelbar oder mittelbar mittels sekundärer chemischer Reaktionen ein leitendes T.'uster liefern kann. In diesem Zusammenhang sei z.3. auf das bekannte photograph!sehe Verfahren verwiesen, bei dem eine photoempfindliche Bromsilberenthaltonde Emulsion verwendet wird. Das naoh der Belichtung entstandene latente ild wird in an sich bekannter V/eise entwickelt, wobei an den belichteten Jtellen Silber niedergeschlagen wird. Das metallische Silber kann geÄÜnsohten-
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fall· durch ·1η Ander·· U·tallι ι.B. nach Behandlung mit einer Chlo*-Oelden thaitende· Vieung (Sold ereetst «erden, worauf die IBeIlohen Verbindungen ■lttels eines Fixierbades gelöst werden. An den übrigbleibenden 3t eilen befindet eioh das Silber bnrj das Ersataaetall in einem Träger s.B. au« Gelatin. Durch eine Wärmebehandlung kann das Metall mit der 'inter! age, s. 3. su einer Diffusionselektrode, vereinigt werden, die gewünsohtentallβ naahher tu einer stärkeren Schicht verstärkt werden kann. Ausserdem sind mehrere weitere photocheaische Verfahren bekannt, bei denen photoeupfindliohe Verbindungen verwendet werden, deren durch Belichtung entstandenes Liohtreaktionaprodukt au· einer lSslichen Queoksilber und/oder Silberverbindung bei Anwesenheit von Feuchtigkeit metallische· Quecksilber und/oder 3ilb·» in
Fora eines latenten Metallkeimbildes aussoheidet. Dieses Metallkeimbild wird dann durch eine physikalische Entwicklung mittels einer 13suns eine· Uetallsalse· und eine· photographischen Reduktionsmittels zu einem elektrisch leitenden Ke tall bild verstärkt. Beispiele solcher photoesipfindliohen Verbindungen sind aroaatieohe Diazosulfonate, aromatische Diazooyaniie, Anthraohinon- und Vaphtaohinonderivate und mehrere λοπρίβχο lie tall verbindungen. Ausser den erwähnten Photoreservierungsverfahren kommen auoh die mietet beschriebenen photochemisehen Verfahren, welche ohne eine ''aoke ein komplementäres leitendee ?<!uater liefern können, f'Jkr das Verfahren naoh der Erfindung in Frage.
Nach einer besonders geeigneten Audfuhrungsfortn der Erfindung wird die optieohe Abbildung des bereite aufgebrachten einen Elektrodennuater· durch Bestrahlung durch den Trager hinduroh erzeugt, wobei die Schattonwlrkung dea einen Slektrodenmustere aasgenutzt wird, und an der Stalle des anderen Slektrodennusters ist ein photooh«miach eopfindliahss Material angebracht, das auf die Strahlung, fUr die der Träger und etwaige weitere da« zwischen liegendon Schichten dor Halbleitervorrichtung wenigsten» teilweise
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durchlässig sind, photoohemisoh reagiert. Bei Verwendung ein·· β aus einem durchsichtigen Material, s.B, au« 01a», laaeen sioh dl« ObIlohen -4 für aiohtbarea Lioht empfindliohea photoohemiaohen Materialien verwenden. j An Stelle einer Beilohtang durch den Trager hinduroh ist ea unter gewiesen Verhältnissen, wenn eine daeu' geeignete lichthärtende Subatans verwendet wird und das Material des einen Elektrodenraustera und der Unterlage derart gewählt wird, dass ein deutlioher Unterschied in der Reflexionen oder Absorptionafähigkeit vorhanden 1st, m8glioh, von 3er anderen Seite her duroh die photoohemisohe Sohioht hinduroh au belichten, wie es aus der Roflexphotographie bekanit ist, woeel dann der Unterschied in der Intensitit der voe einen Blektrodenmuster gegenüber seiner Umgebung reflektierten Strahlung ausgenUtst wird* Bei diesem reflexphotographisohen Verfahren ist ein undurohaiohtiger Träger verwendbar. Dennoch ist im allgemeinen die zuerst genannte Belichtung durch den Träger hinduroh vorzuziehen, da die Verhältnisse beim reflexphotographlschen Verfahren besonders kritisch sind.
Die beiden Elektrodenmuster können auf dieselbe Seite ainnr HaIbleitersohioht, entweder auf die Trägerseite oder auf die vom Träger abgekehrte Seite aufgebracht werden. In beiden Fällen wird las aus der Zu- und Ab— führungselektrode bestehende Muster in direkt leitender Verbindung mit der Halbleitersohioht aufgebracht und zvrischen Ίθγ Zu- und der Abführunjaelektrode das Elektrodenmuster der Torelektrode geformt, das über eino Ioolieraohicht, die gleichzeitig eine elektrische Isolierung gegen die Zu- und Abf Uh rungs elektrode liefert, an der Halbleiter3ohicht anliegt. 'Venn boi der Herstellung einer solchen Konfiguration nach ler Erfindung duroh den Träger hindurch bestrahlt wird, werden vorzugsweise die bellen ^lektridennuater auf die Trägerseite der Halbleitersohicht aufgebracht, wozu BunäohBt auf dem Träger das Torelektrodenrauster geformt und wenigatens der vom Torol Iztroden-
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■ueter bedeckt· Tragerteil mit einer Isolierschicht bedeokt, und ansohliee- •end ein photographisohes Verfahren angewendet wird, um unter Bestrahlung
duroh den Triger hindurch das wenigstens teilweise praktisch komplementäre Muster der Zu- «and Abfuhrungeelektroden auf sub ringen, worauf die Halbleiter-•ohioht über de« Zu- und Abführungselektrodenmuster und der aus den Torelektrodenwister vorhandenen Isoliersohioht aufgebracht wird. Biese Ausführung·- for« der Erfindung bietet den Vorteil, dass die Wahl des Halbleitermaterial β ▼en der Wahl der photographisehen Verfahrens unabhängig ist. Hann kann daher s.B. eine Halbleitersohioht verwenden, welohe die für das photoohomisohs Verfahren gewünschten Strahlungswellenlängen nioht durchlaset.
Die Erfindung eignet sich aber auoh besonders zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen, bei denen eines der Elektrodenmuster auf der Trägerseite und das andere auf der vom Triger abgekehrten Seite der Halttbitereohioht liegt. Sasu wird nach der Erfindung vorzugsweise derart verfahren daaa auf den Träger sunaohst eines der beiden Elektrodenmuster und dann die Halbleitersohioht aufgebracht wird, worauf unter Bestrahlung duroh den Träger und die Halbleitersohioht hinduroh und unter Verwendung der Schattenwirkung des bereits aufgebrachten liustere mit Hilfe eines photographischen Verfahrens das wenigstens teilweise komplementäre andere Elektrodenmuster auf die andere Seite der Halbleitersohicht aufgebracht wird. Bei diesem Verfahren naoh der Erfindung müssen der Halbleiter und die photochemisch empfindliche Substanz in Besiehung bu einander derart gewählt werden, dass die Halbleitersohioht die für die photoohemieohe Reaktion erforderlichen StrahlungswellenlSngen in hinreichendem Hasse durchläset. Da aber bei den Transistoren der hier betroffenen Art gerade vorzugsweise Halbleiter mit grossem Bandabstand verwendet werden, braucht diese Anpassung keine grossen Schwierigkeiten zu bereiten. So kann in diesem Zusammenhang vorteilhaft ein aus SnOp oder In-O, bestehender Halbleiter verwendet werden, da dieser Substanzen die für die übliohaten pho—
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toobemisohen Stoffe «rforderllohen Strahlungewellenlängen in hinreichendem
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Mass· durchlassen und andererseits geeignete Halbleitereigtnsohaften besit- \
sen. Wird ein tin photoohemisoher Stoff E.B. eine liohthartende Sohiohtaubstanc, mit einer beträhhtliohen Empfindlichkeit im Langweilenteil des sichtbaren Spektrums verwendet, so körnen aber auch. Halbleiter mit kleinerem Bandabetand, wie z.B. Kadmiumsulfid verwendet werden. Da zwischen der Torelektrode und der Halbleitersohioht gewöhnlioh eine Isolierschicht angebracht wird, muss auoh diese Schicht für die betreffende Strahlung durohlässig sein, wenigstens in soweit sie sie in störendem Masse auaserhalb des Schattens des einen Elektrodenmusters erstreokt. In diesem Falle lot z.B. Silisiumoxyd (SiO) als. Isolierschicht verwendbar.
Die Erfindung betrifft sohliesslioh auoh die Halbleitervorrichtung, die durch Anwendung eines Verfahrene nach der Srfindung hergestellt ist.
Die Erfindung, sowie einige ihrer besonderen Ausführungoformen,werden im folgenden an Hand einiger sohematisoher Figuren und Ausführungsbei-
spielt näher erläutert.
■ Von den Figuren 1 bis 3, welche eine einizge Ausbildung betreffen, seigt Fig. 1 einen sohematisehen Sohnitt in einen Stadium der Herstellung nach der Erfindung und Fig. 2 die zugehörige Ansicht, vom Träger aus gesehen. Fig. 3 zeigt eine Ansicht in einem späteren Stadium der Herstellung.
Die Figuren 4 bis 6 zeigen im Sohnitt schematisch drei aufeinanderfolgende Stadien einer anderen Ausfuhrungsform des Verfahrens nach der Erfindung.
Die Figuren 7 und 8 zeigen sohematisch im Querschnitt v/ioder eine andere Aueführungsform der Erfindung in aufeinanderfolgenden Stadien der Herstellung nach der Erfindung.
Deutlichkeitshalber sind in den Figuren gewisse Abmessungen, inabe-
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aondero die 3ohlchtstärken übertrieben vergrftseert gezeichnet.
An Hand der Figuren 1 bio 3 wird zuerst eine besondere geeignete Ausführungsform des Verfahrene naoh der Erfindung erläutert, boi der ein Photoreservierungeverfahren mit einer negativ lichth&rtenden Subatan» anfe» wendet wird.
Auf eine als Träger wirksame ebene Glasplatte 1, (siehe die Figuren 1 und 2) wird xunaohst das aus der Zufuhrungselektrode 2 und der Ab— fflhrungselektrode 3 bestehende lektrodenrnuster aufgebracht, z.B. duroh Auf· dampfen Über eine Vaake, die eine dem gewünschten Tlektrodenmuatnr 2 und 3 entsprechende Öffnung aufweist. Fi^. 2 zeigt durch den Träger hinduroh, eise Ansicht des Flektrndennusteraf das z.B. aas einer Silberschicht einer Dioke von etwa 300 5t besteht, während Fig. 1 einen Schnitt l'inga der Linie I-I der Fig. 2 darstellt.Die Breite des Spaltes 4 zvrischer. der Zu- und Abführung·*· elektrode 2, 3 beträgt z.B. etwa ΙΟλιγγ, und die beiden Klektrodftnoehiohten 2 und 3 in der Nahe des Spaltes haben eine Breite von etwa 2 mn, die in einem Abstand vom Spalt 4 allmählich grosser, z.B. bis zu 5 ram wird· Die Form und Abmessungen dieses Elektrodenrcuster* 2, 3 sind in übrigen fur die Erfindung nioht wesentlich, sondern allein beispielsweise gevlhlt» So kann z.B. die Verbreiterung auoh weggelassen werden.
Das Elnlctrodenmuater 2, 3 und der übrife Teil des Tx&gers 1 wer· den anochll-saslioh, a.l. lurch Aufdampfen, mit einer Halbleitersehloht J boleckt, die s.B. aus SnO^ besteht, dao n-leit*nd ist und einen npeeifisehen Wideretand von z.B. etwa 1 cm hat. Die Dlolce der Halblelteraohicht, die bei Transistoren dieser Art im allgemeinen besondern dünn gewlhlt 'drd, be» trag ν a.B. etwa 0.1/um. Auf die Halbleiteraohicht 5 *lrd eine dQnne elek· trioch isolierbinde 3chioht 6, z.3. aus Siliziumoxyd, aufjedaapft, τι.Β. in der Dicke von 500 %. Diene Isolierschicht kann sioh, wie in FIg, 1 dargestellt
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über die ganze Halbleitereohioht 5 und gewunsohtenfalls auoh Ober nur einen, -■*·■
Teil erstrecken) der nachher vom Torelektrodenmuster eingenommen wird. Auf
die Isolierschicht 6 wird eine dünne Metallschicht 7» z.B. aus Oold, mit .
einer Dicke von z.B. 200 X aufgedampft, woraus nachher durch Anwendung der Erfindung das Torelektrodenmuster gebildet wird. 71g. 2 zeigt, dass die Sohioht 7 z.B. ein zwieohen den gestrichelten Linien 7' liegender geradliniger Streifen ist. Das Anbringen des Streifens 7 ist sehr einfaoh. fts brauoht nur dafür gesorgt zu werden, dass er, in einer Richtung senkrecht ".um TrI- ger gesehen, den in der Nähe des Spaltes liegenden wirksamen Teil des *!lek-
trodenmusters 2, 3 überdeckt, so dass die für das Tornlektrodenaiuster gewünschte Oberfläche daraus hergestellt werden kann.
Auf die Schioht 7 und gewunsohtenfalls auch auf die daneben liegende Oberflächn der Torisolierachicht 6 wird dann eine photoempfindlihhe Emulsion 8 aufgebracht, die aus einer negativ lichthärtenden Substrnz besteht, die selektiv empfindlich für Strahlung ist, weiche der Tragor 1, der Halbleiter 5» die Isolierschicht 6 und die Metallschicht 7 »welche <\&τλχ hinreichend dünn gewählt ist, in hinreichendem !'asee durchlassen, w&hrond das Elektrodenmuster 2, 3 die betreffende Strahlung abgeschwächt durchlaset oder abfängt, um nachher durch Schattenwirkung eine optische Abbildung in der lichthärtenden Schicht ß zu bewirken.
Beispiele geeigneter negativ lichthärtender Substanzen, die mit dem zugehörigen Entwickler'zum Lösen unbelichteter nichtgehärteter Teile der Substanz im Handel erhalblich sind, sind untor anderem Kodak Photoresist (KPR), Kodak Photo Rtching Resist (ΚΡ^Π) und Kodak Metal Titohing Keniat (KTfa), welche besonders im Kurzwellenteil des sichtbaren Spektrums empfindlich sind, Ein weiteres Beispiel einer solchen S ubstanz ist Polyvinylbutyral, welches als übliche Sensibilisierungsmittal Chromate, Bichromate, ζ.^. von Caloiura oder Amm-iniura, und lichtempfindliche Diazo- oder Diazoniunv »rbindun-
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■gen enthalten kann. Als entwickler «üb Auswaschen der unbelichteten Teile kann im Falle von Polyvinylbutyral «.B. ethanol verwendet werden.
Naoh den Anbringen der lichthär-tenden Schioht 8 wird duroh den Träger hinduroh mittelβ eines in der Figur echetnatisoh dargestellten Liahtbündele 9 belichtet» welches wenigstens teilweise duroh die aufeinanderfolgenden Schiohten 1, 5, 6 und 7 bis in den Photoresist θ eindringt. An der Stelle des Blektrodenmuaters 42» 34 wird das Lioht 9 völlig oder wenigsten· gröeetenteils abgefangen* so dass duroh Schattenwirkung des ^lektrodenauaters 2» 3 in der lichthärtenden Sohioht 8 eine optische Abbildung entsteht. In Fig. 2 ist dasu das Slektrodenmueter 2» 3 schattiert dargestellt. Die lichthärtende Sohioht 8 wird dann duroh eine photoohemieche Reaktion alt dem Lioht an den belichteten Stellen 10 selektiv unlöslich.
Naoh TSntfernung des Liohthärtenden Substanz an den nioht beliohteten Stellen des Schioht 8 mit Hilfe eines zugehörigen Lösungsmittels bleibt daher auf der Metallsohioht 7 und dem naheben liegenden Teil der Isolierschicht 6 ein Muster 10 aus der liohthärtenden Substanz zurück» das eine eu dem Flektrodenmuster 2» 3 komplementäre Form besitzt. Dieses komplementäre Muster 10 wird während einer ^«behandlung als Maske verwendet» so dass die ausserhalb des Vueters 10 liegenden Teile der Metallschicht 8 weggeltBt werden. Pe bleibt daher auf der Isolierschicht^ ein als Torelektrode verwendbares leitendes Muster mit einer zur Zu- und Ybführungsslektrode praktisch komplementären Form zurück, wie aus ier in Pie. 3 durch gestrichelten Linien 11 dargestellten endgültigen Begrenzung der Schicht 7 ersieht- ■ lieh ist. Der Verbleibende Teil iea lichth'artenden Substanz kann, wenn dtes für die vitere Bearbeitung und die Funktion der Vorrichtung nicht störend ist, zurückbleiben oder sonst auf lazu übliche 'Veiss entfernt -.verden.
Bs ist einleuchtend,■ üas.s noch zahlreiche Änderungen de3 vorotehend becov:rieboren Verfahrens möglich sind. So kann man z.B. dasselbe Ver-
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fehren mit einer negativ lichthärtenden Substanz durohfuhren, wenn sun&chet das Torelektrodenmuster mit der zugehörigen Isolierschicht auf einen Träger aafgebraoht und aneohliessend auf ähnliche photographieohe Weise naoh der Erfindung das Zu- und Abführungselektrodenmuster auf die andere Seite der Halbleiteraohicht aufgebracht wird. In Fig. 1 ist das Lichtbündel als praktisch paralleles und senkrecht zum Trager einfallendes Lichtbündel aohematieoh dargestellt. Obwohl voreugsweise angewendet, ist ein solohes Liohtbündel in den meisten Fällen nicht notwendig, da infolge der übliohen geringen Stärken der aufeinanderfolgenden Schichten auch bei nicht senkreoht einfallendem oder nicht parallelem Licht eine gute Schattenwirkung entsteht, dass die gewünschte Komplementäre Form ohne praktische Uberdeokung der TJloktrodenmuater erreicht wird.
An Hand der Figuren 4 bis 6 wird im folgenden eine weitere geeignete Aueführungsform des Verfahrens naoh der Erfindung erläutert, bei fler eine positiv lichthärtende Substanz verwendet wird.
Auf eine als Träger dienende ebene Glasplatte 20 wird zunEohst das B.B. aus einer Aluminiumschioht mit einer Dicke von etwa 600 % beatehende Torelektrodenrauster 21 aufgebracht, z.B. durch Aufdampfen mit Hilfe einer' Maske. Fig. 4 zeigt einen Schnitt senkrecht zur Torelektrode, welche a.B. die in Fig. 3 durch gestrichelte Linien 11 als Begrenzung dargestellte Form, oder, mit anderen V/orten, die komplementäre Form und Abmessungen den Zu— und Abführungselektrodenmusters des zuerst beschriebenen Beispiels hat· Das Torelektrodenmuster 21 wird mit oinar Isolierschicht bedeckt, indem z.B. der ganze Träger 21 mit einer Siliziumoxydhaut bedeckt wird, oder, win in Fig. 4 dargestellt, die zunächst aufgebrachte Aluminiumachicht anodisch oxydiert wird, so dass «ine Oberflächenschicht 22 dieser Schicht mit rinrr Dicke von z.B. 200 % in Aluminiumoxyd umgesetzt wird.
Anschliessend wird eine Halbleitorschicht 23 gleicher "usrir-nn-
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aetzung und gleicher Dicke wie im vorherigen Beispiel aufgebracht. TTber diese Ealbleiteraohioht 23 wird sohliesslioh eine photoempfindliche Emulsion 24 aufgebracht, die aus einer positiv liohthärtenden Substanz besteht. Ein· solche positiv lichthärtende Substans ist mit den zugehörigen Lösungsmitteln, e.B. unter der Bezeichnung "Kalle Kopierlack P·· (positiv), RE 2327-5° von der KaiIe Aktiengesellschaft, 7/ieabaden im Handel erhältlich.
Durch Belichtung, vorzugsweise mittels eines praktieoh parallelen Lichtbündels 29, das praktisch senkrecht auf die Halbleitersohioht 23 und dtn Träger 20 einfällt, wird infolge der Sohattenwirkung der Torelektrode 21, in der positiv liohthärtenden Schicht 24 eine optische Abbildung erzeugt, wobei die belichteten Stellen der Substanz selektiv löslich werden, und der im Schatten liegende Teil 30 unlöolioh bleibt. Mittels des zugehörigen Lösungsmittels werden sodann die belichteten Teile der Schicht 24 entfernt, so dass ein der Form der Torelektrode entsprechendes Muster 30 aus dor lichthärtenden Substanz zurückbleibt (eiehe Fig. 5)·
Auf die Halbleiterschicht 23 und daa Muster 30 aus der liohthärtenden Substanz wird sodann eine Metallschicht 311 z.B. aus Zinc, Silber, Gold, Antimon odar deren Gemischen, mit einer Dicke von z.!3. 25Ο ft in Form eines Streifen3 aufgudarapft, der die Torelektrode* 21 kreuzt.
Die Schicht 30 aus der liohthärtenden Substanz wird anaciilieesend zusammen mit deu daraufliegenden Teil der "etall schicht 31 entfernt, was z.B. nach 3elichtunj duroh die Metallschicht 31 hindurch mit Hilfe eineα zugehörigen Lösungsmittel3 erfolgen !:unn. Jie Metallschicht 31 wird dasu vorzugsweise nicat zu stark gewählt, 30 du;;; die 3elichtung und daa Lösungsmittel in die Schicht 30 eindringen können, "ach Entfernung de3 Musturs 30 bleibt daher von der ',!etallachicht 31 das negativ*} JiId dar Torelektrode 21, 22 zurück, es sind so aine Zuführungselc^trode }1a und eine Abführun^aolektrode 31b,ent3tanden (siehe Fig. 6), die zusammen an der Kreuzung ein °lo'.:trodenmuster aufweisen, das au dem der zuerst angebrachten Torelektrode 21, 22 prak-
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tisch komplementär ist.
Bei dem an Hand der Figuren 4 bis 5 beschriebenen Beispiel wurde «unächet das Torelektrodenmuster und dann auf photograph!schein '.Togo das* an- / dere Auster geformt) es ist im Falle einer positiv lichthärtenden Subβtan» aber auch auf ähnliche Weise möglich, die Reihenfolge umzukehren und zunächst auf den Träger das Zu- und Abführungselektrodenmueter und dass die Halblei tersehioht und die Isolierschicht der Torelektrode aufzubringen! worauf in ähnlicher ".?eise nach der Erfindung auf der Zsoliersohioht das Torelektrodenmuster gebildet wird, ,
Bei den vorhergehenden zwei Beispielen wunden die beiden Slektrodenmuster auf gegenüberliegenden Seiten der Halbleiterschicht aufgebracht) daher musste bei Bestrahlung von der Trägerseite her auch der Halbleiter derart gewählt werden, daaa er die.erforderliche Strahlung durchlioac. Es sind auoh bereits lichthärtende Substanzen i-n Handel, z.3. der Kodaic Ortho Resist (KOR), die bis in den grünen Teil des sichtbaren Spektrums cupfindlieh sind, so dass auch das Verfahren bei Halbleitermaterialien mit oinem kleineren Bandabstand, z.3. Kadtuiamsulfid oder Zinkkadxiumsulfid, angewendet werden kann.
An Hand ler Figuren 7 und C .\ird scialiesslich kurz eine besondere Ausführungsforrc der Erfindung erläutert, bei ler die Halblaitßr3C'ii.-;lit erst nach Anwendung des photographiacη en Verfahrens aufgebracht wird und daher im Prinzip beliebige Halbleitermaterialien verwendbar aind.
Dabei .vird nach der Erfindung auf den Glasträger 4° zunliohat das Torelektrodenmuster 41 und dann eine z.H. aus Siliziumoxyl bestehende Isolierschioht 42 aufgsbracht. Die Dioka ler Torelaktrodanschijht 41 beträgt z.B. 300 Ai und die Dioke des Isolierschicht \2 gleichfalls et.va $0:) il. Auf die Isoliersohioht 42 wird dann durch Anwendung der Erfindung aul" photographisohera 'A'ege das komplementäre Zu- und Abführungselektrodenmuster !3 unter
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Beetrahlang nit einem Lichtbündel 44 aufgebrachtfwelches durch den TrÄger 43 und die Isolierschicht 42 hindurch und unter Bildung eines Schattens des liustere 41 bis zur von Träger aogekehrten Seite der Isolierschicht 42 durchdringen und dort unter Anwendung einer photoahead sehen Reaktion das komplementäre Muster 43 der Zu- und Abführungselektroden liefern kann. Zur Erzielung des komplementären Mualers 43 auf der Isolierschicht 42 lüLset sich s.B.iasselbe Photoreservierunjsvürfahren mit einer negativ liohthärtenden Sabotanz, wie es an Hand der Figuren 1, d uiid 3 zum Aufbringen dar Torelektrode 11 auf die Isolierschicht 6 beschrieben wurde, oder daa Fiiotoreservierungeverfahren mit eines positiv lichthärtenden Substanz, wie oe en Hand der Figuren 4 und 6 beschrieben /mrie, oder aber eines der anderen im Vorstehender, bereits erwähnten photographischen Verfahren verwenden·
Ansuhliessend wird auf das T?lektrodetunuster 43 und den nichtbedeckten Teil der Isolierschicht 42 die Laibleiterschicht 43 aufgebracht (siehe Fig. P), welche s.S. aus !'Cadmiumsulfid besteht.
ochliesslich wird noch bemerkt, dass lie Erfindung nicht auf die hier erwähnton Beispiele beschränkt ist, sondern vielmehr in Rahmen der Erfindung für den Fachmann noch- viele Änderungen möglich sind. So kann der Fachmann z,3. ein anderes photographiscues Vorjahren anwenden, bai dem *.B. im Beispiel der Fig. 1 die "etallöchioht 7 weggelassen und lie negativ liohthartende Substanz bei einen Torelektrode unmittelbar auf ixe luoliurnohicht 6 oder bei einer Zu- ur.d Abfuarungselektrode auf dio HalbleiteriChloUt 5 aufgebracht *ird. In der negativ 1 !enthärtenden Substanz wir! vorhex· oine Flektrodenmaterialiuenge in feinverteil teil iuntand eingebracht. i«*ach 3uliohtung und Lösen der nichtbeiichteten Teile bleibt dann ein k.ompleaanta-.%ce Muster aus des lichthärtor.den Jubatanz mit einem 3ehult an Elektrodenmaterial zurück, das gewünacntenfolls danach wännebehunlelt werden kann, damit die lichthärtpiide Substanz wer.ic3tei:s teilweise verbrennt oder verdampft und nur
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das Elektrodenmaterial im gewünsohten Muster auf der Unterlage zurückbleibt. An Stelle der Photoreservierungstechniken sind auch die andoren bereita erwähnten photochemischen Verfahren anwendbar, bei· denen dor photochemische Stoff aelbst, gegebenenfalls nach Anwendung sekundärer chemischer Reaktionen, das leitende Auster liefert.
In den vorhergehenden Ausfünrungabeispielen wurde stete durch den Träger hindurch belichtet. Es können aber auch di-eselben photo^rajj!dachen Verfahren angewendet werden, welche in der photographischen Drucktechnik zur Herstellung von cieflexkopien verwendet wird, wenigstens insoweit das photoempfindliche Material, z.B. die lichthärtende Substanz, und dor Unterschied in Reflexion oder Absorption zwiscnen dem Elektrodenmaterial des einen Uusters und seiner Umgebung geeignet gewählt werden. Bei einem solchen Reflexkopieveriahrens wird z.B. im.3eispiel der Fig. 1 von der Oboraeite durch die photoempfindliche Schicht 10 hindurch belichtet, wobei der Intensitätapegel der einfallenden Strahlung an sich noch ungenügend ist, um zur photochemischen Reaktion za führen. Dagegen sind die dazukommende intensität und der Int en si tätsanterschied im reflektierten Licht genügend.» uu eine photochemische Umsetzung mit der gewünschten optischen Abbildung dea einen Xusters in der photocueirdachen Schicht heroeizuführen. Eine optiacuü Abbildung kommt dadurcn Zustande, dass entweder das bereits aufgebrachte lektrodenmuster mehr uioht refle.-ttiert als lie "nterlage oder die ^literla^c mehr Licht reflektiert als las ^le'Ktrodenmu3ter. In oeilen Fällen kann. z.J. mit TIilfe eines photoreaervierungsverfanrans mit einer positiv oder negativ lichthärtenden Substanz in Kombination mit einer vorner oder naeuh^r aufzubringenden Metall schient das komplementäre Klektrodenmuster geoiltiut werden. Das refleicphotographi3ohe Verfahren kann z.B. aucn vorteilhaft jeii?, :.enn die beiden Elektrodeniau3ter auf der vorn Trä^or abgekehrten Sei ta ...-■ ialbleitersohicht toOformt werden. Daoei können zunächet dad Cu- imu Au-U
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elektrodenmuater auf die' Halbi ei terecliicht und ansohliessend die Wreleiftrodenieoliersohioht aufgebracht warden, und dann auf dieses Naohwendung der Erfindung das Torelelctrodenmu3ter ohne "Belichtung durch die Halbleiter-
aohioht hinduroh ersielt v/erden.
Hn den vorhergehenla;- 3eiapielen liegen die 1Su- und Abführungaelektroden auf derselben Seit·* 'er Ilalblei t*r3chieht. TCs iat aber in Rahmen der Erfindung auch Möglich, s.T3. zunächst auf einnr Seite die Torelektrode und daneben auf derselben Sei te oina l^r beiTen anderen "Ώ. strode·; durch das Verfaarens nac'a der Trfindurj za formen, jrnrauf die andere "Seite gewünachtenfalla gleiohfall3 lurch krcnnrlunz 1er Frfindun; die Übrige >51elctrode aufgebrauht «vird.
Im Vorhergehenden 7/url" bni jpielr-Tnise und einfachheitehalber die Herstellung einer iialblei tervnrri jhtunjj- mit nur ninem Translator erläutert. Es ist aber einleuchtend, daas lie "rfiniuny in ähnlioher "'nian anweikxLbar iet, um gleichaeitig eine jro.33e Inzahl von Trangiatoren auf einem Träger herzustellen, wobei die Tranjijtnren ^c.j;onnitig oder mit anderen Sahaltelementen verbunden und auf 3i-;n-> '.'-»I,?« ζ χ ^ini»r isusammen.^esetzten Halbleitervorrichtung «ereinigt -werden kopien. ^ab»i kSnrer vom pinem Traneistor zunächst die Zu- und Ab führung-sei ^ trodon ;r..n. auf der Trä^orseite und ßleiohzeitig von einem anderen Transistor die Torelektrode ^efrTrot werden, und anschliessend nach der ^rfindun^ auf lor ard«ren ^oite der Halbleitersohioht die kompleaientära Torelelitrf;-Ir -ino.-s Tranji-itorg und lio kompletnentlren Zu- und Abi"uhrung3elektroden iej α.ι' ?rer. Transiator^ hergestellt werden. Die gegenoeitigen Verbindungen l.önnar. z.B. in pinem getrennten Vorgang hergestellt werden, tfac nicht schwer i3t, da ihre Abmessungen und gegenseitige Anordnung .vesentiioh stärker tolerieren können al3 irr 'wirksamen Teil de· Transistors. Dau Verfahren nach Irr Erfindung kann auch nur stellenweise auf einem Träger dadurch angwwei. U>t ν/οτΊβη, rtaaj mit Hilfe einer Maake nur stellenweise belichtet oder das photoempfindliche Material nur stellenweiee
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Claims (1)

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    aufgebracht wird. Der Träger braucht nioht aus einem anderen Material al· die Halbleitersohioht gebildet zu sein und kann z.B. auch aus demselben Halbleiter mit einem höheren spezifischen Widerstand bestehen.
    Auoh die Gestalt der T-Üektrodenmuster kann ab-veiohend t*in. So kann z.B. die Torelektrode kammförmig sein, und die Zu- und Abführungaelektroden können in Form mehrerer Streifen abwechselnd zvischen den Zähnen der kasatffirralgen Torelektrode liegen. Bei einer -weiteren lusftthrungaforra können die Zu- und Abfuhrungaelektroden konzentrisch aufgebracht -.verien und rtio Torelektrode den Zwischenraum bedecken,
    l
    ) 1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung, die '.venigstene
    einen Transistor enthält, der in einer Halblai+er3ohicht auf Einern TrSger angebracht und mit wenigstens zvei Flektroden, einer Zuführungselektrode und einer Abführun^selektrode versehen i--t, die auf der Halbleitersohicht in einem Abstand von. einander liegen und <^in erstes ^lektndenmuster bilden, sowie mit wenigstens einer Torelektrode versehen ist, die mit Einern zwischen den Zu- und Abführungselektroden liegenden Teil der Halbleiterschicht verbunden ist und ein zweites Elektr-denmuster bildet, dadurch gekennzeichnet, dass von venigstene einem Transistor zunächst eines der beiden Plcktrodenmuster wenigstens teilweise aufgebracht und dar nach mit einer optischen Abbildung des bereits gebildeten Flektrodcnmust^rs das anier«? Tlektrolcnmuster mit Hilfe eines photo graphischen Verfahrens i=?rart gestaltet wird, fU.^a, in einer Richtung senkrecht zur Halbleit^rschicht gesehen, die boiden rlcktrodenmuster wenigstens teilweise praktisch kompleaientär zueinander sind und 3ich praktisch nioht überdecken.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch .-ekenmeiohnet, dann γΊ-> optische
    Abbildung des bereits aufgebrachten ^^ktrortenTUit^re durch ^estrah'· ing durch den Träger hindurch gebildet wird, wobei die ^chattenvr rkung dea bf=roita auf-
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    gebrachten "uatsra auegenutzt wird und an der Stelle, an der das. ander· llektrodenmuater entstehen soll, ein photochemisoh eapfindliohea Material aufgabraubt worden ist, daa auf die Strahlung, für die der Träger ut d etwaige weitere dazwischen liegende Soniohten der Halbleitervorrichtung wenigstens teilweise durchlässig sind, photo σ heed sch, redgiert. 3· Verfahren nach Anspruch 2» daduroh s«kenn*eiohnet| das· Ton wenigstens einen Translator die beiden Slektrodeneuflter auf der Trlgorseitt Äs* Halbleiterschicht gestaltet werden, wobei siuiäehst daa TorelektroaOnmuotiT auf den Träger aufgebracht und wenigstens der vom Toreloktrodenmuatcr Dedeckte Trägerteil mit einer Isolierschicht bedockt wird und an3chliessend sin photo graphische s Verfahren angewendet wird, urn unter Bestrahlung da ro U β en Trig«r hinduroh daa ±»rfcktiacr» kompleinent,Ürc *'ln'Atrnd^nc.a3tar Iac 2u- und Ab» fuhrungselektroden auftubringen, .vorauf die üalbleitersohioht 1br>r der: Äu- und Abftthrungselektrodenauater and der dul' dir Torelektrode vr-rhanAongn Zso«* lisrsohicat aufgebracht \rird.
    4· Verfahren nach Anspruch 3i dadurch ^ek.innzeichr.ot, dass ^ine
    Halbleiter .schient aua Kalaiumsulfid aufgebracht vird.
    5t Verfahren nach Anayruoh 2, daduroh ge!-:ennzeichnet, dass auf d#n
    Träger zunächst eines der beiden Hektrodenmujter and da^3 die Halbleiter— sohioht aufgebracht werdenf *orauf unter ?c»str .hlang iuroh lon TrH0-'-r und dl· Halbleitersshieht hindurch mit nilfe eines phntographiaihnn VtrTahrono das wenigstens teilweise komplecentare and ex-β El <s£ trod en muster auf Uo ander« Seite der Ü&lbleitersohiuht aufgebracht wiri. 6. Verfahren nach einarc oder mehreren i*r vrrher^eherden AiiU
    Iy 2, 3 eier 5, dadurch yekennzeiohru't, daaa eine Ualbleiterachioht aus SnO- oder In?0.j aufgebracht wird.
    7· Vorfahren nach einna lcr vorh^rgpaenden /Ir.sf:-r'Schefda-3uroh jekenft«
    zeiphnst, ilaas bei d**r ilerctellung Joe ko;nple:nnntär,en "lelctrodcnmact ira ein
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    —2 j—
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    Photoreservierungsverfahren angewendet wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 7t dadurch gekennzeichnet,daes eine
    lichthärtende Substanz verwendet wird, in die eine Elektrodenmaterialmenge in feinverteilten Zustand eingebracht ist.
    9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein photographisches Verfahren angewendet wird) bei dem ein photochemischee Reaktionsprodukt gebildet wird, daa unmittelbar oder mittelbar durch eine oder mehrere sekundäre oiiociiache Reaktionen in ein elektrisch leitendes Jletellbild umgesetzt wird.
    10. Halbleitervorrichtung, die durch Anwendung eines Ver.ahrens nach einem der vornergehenden Ansprüche hergestellt ist.
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    Leerseite
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