DE1640500A1 - Verfahren zur Herstellung von Festkoerper-Schaltungsanordnungen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Festkoerper-Schaltungsanordnungen

Info

Publication number
DE1640500A1
DE1640500A1 DE19661640500 DE1640500A DE1640500A1 DE 1640500 A1 DE1640500 A1 DE 1640500A1 DE 19661640500 DE19661640500 DE 19661640500 DE 1640500 A DE1640500 A DE 1640500A DE 1640500 A1 DE1640500 A1 DE 1640500A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
base body
circuit
platelets
binding layer
circuit board
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19661640500
Other languages
English (en)
Inventor
Marinace John Carter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of DE1640500A1 publication Critical patent/DE1640500A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76Making of isolation regions between components
    • H01L21/762Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/76297Dielectric isolation using EPIC techniques, i.e. epitaxial passivated integrated circuit
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00Metal treatment
    • Y10S148/026Deposition thru hole in mask
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00Metal treatment
    • Y10S148/029Differential crystal growth rates
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00Metal treatment
    • Y10S148/043Dual dielectric
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00Metal treatment
    • Y10S148/049Equivalence and options
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00Metal treatment
    • Y10S148/05Etch and refill
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00Metal treatment
    • Y10S148/085Isolated-integrated
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00Metal treatment
    • Y10S148/15Silicon on sapphire SOS

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. H. E. BÖHMER
703 BaBLINGEN SINDELFtNGKR S1TRASSE 49 FERNSPRECHER (0 7031) 6 61 3040
Böblingen, 23, Dezember 1966 gg-ha .
Anmelderin :
Amtliches Aktenzeichen :
Aktenzeichen der Anmelderin
International Business Machines . Corporation, Armonk, N. Y. 10 504 Neuanmeldung Docket 10 831
\ Verfahren zur Herstellung Von Festkörper-Schaltungsanordnungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von FestkÖrper-SchaJLtungsanordnungen bestehend raus einzelnen, in einen Grundkörper eingelagerten Schaltung splättchen.
In den bekannten Verfahren zur Herstellung integrierter Schaltungen werden in einem Grundkörper aus Halbleitermaterial eine Vielzahl von Schaltungselementen gebildet und in geeigneter Weise durch Zwischenverbindungen elektrisch miteinander verbunden. Bei einem anderen bekannten Verfahren wird ein Grundkörper aus isolierendem Material als Träger für integrierte Schaltung splättchen verwendet. Besteht der Grundkörper aus leitendem Material, so werden die einzelnen Schaltung splättchen zum Zwecke der gegenseitigen Isolation in kammerförmigen Ausnehmungen des Grundkörpers eingelagert, wobei die Ausnehmungen zunächst mit einer isolierenden Schicht ausgekleidet werden. Weiterhin ist es bekannt, anstelle der Isolationsschicht einen sperrenden PN-Übergang vorzusehen.
Durch das US-Patent 3 133 336 ist ein Verfahren bekannt geworden, bei dem Docket 10 831
BAD ORIGINAL
QQ9835/tS42
gesonderte Festkörperschaltungen auf einem Träger aus isolierendem Material durch Anwendung der Epitaxie gebildet werden. Dabei wird eine Vielzahl gleichartiger Halbleiter ζ onen in Ausnehmungen eines Grundkörpers aus hitzbeständigem Material aus der Dampfphase gezüchtet. Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß es sehr langwierig ist, da jede Zone in ihrer gesamten Dicke durch Anwendung der Epitaxie gebildet werden muß. Außerdem ist es bei diesem Verfahren sehr schwierig, in den aufeinanderfolgenden Schichten den erforderlichen Dotierungsgrad zu erhalten.
Das Ziel der Erfindung ist ein verbessertes Ve.rfahren, das wenig Zeit beansprucht und vielfältigere Anwendungsmöglichkeiten bietet.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß ein oder mehrere Schaltungsplättchen auf dem Grundkörper unter Einhaltung eines geringen Abstandes zueinander und ggf. zur Oberfläche des Grundlcörpers angeordnet werden und daß die gebildeten Zwischenräume in einem anschließenden Absqheidungsprozeß mit einer geeigneten, die Oberflächen verbindenden Birideschicht ausgefüllt werden. " ·
1| Insbesondere wird vorgeschlagen, daß die Schaltungsplättchen in kammer-
förmigen Ausnehmungen des Grundkörpers angeordnet werden und zwischen ihnen und der seitlichen Begrenzung der Ausnehmungen Zwischenräume vorhanden sind. Zur Erzielung planar er .Strukturen wird vorgeschlagen, daß die Schaltungsplättchen in einer Ebene angeordnet werden und nach Bildung der Binde schicht diese bis auf die dem Grundkörper abgewandte Fläche der Schaltungsplättchen entfernt wird.
Insbesondere wird vorgeschlagen, daß Schaltungsplättchen und Grundkörper.... aus gleichem oder unterschiedlichem Material bestehen und die Bindeschicht durch einen epitaxialen Aufwachsprozeß gebildet wird, wobei die Oberfläche Docket 10 831 . .... ^.
BAD ORIGINAL
0 0 9835/15A2
der Schaltung splättchen und/oder des Grundkörpers als keimbildender Ausgangspunkt für diesen Prozeß dienen.
Vielfältige" Schaltungsvarianten lassen sich dadurch erzielen*, daß Schaltungsplättchen und/oder Grundkörper aus Halbleitermaterial bestehen.
Vorteilhaft ist es, wenn bei leitendem Grundkörper eine Bindeschicht aus isolierendem Material verwendet wird, oder wenn als Bindeschicht Halbleitermaterial eines gegenüber Schaltung splättchen und/oder Grundkörper unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps verwendet wird.
Zusätzlich wird vorgeschlagen, für Grundkörper und Schaltungsplättchen Material mit vergleichbarem Wärmeausdehnungskoeffizienten zu wählen*
Weitere Einzelheiten und Vorteile des e rfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der nachstehenden, anhand der Zeichnung erfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele. Es zeigen :
Fig. 1 : im Querschnitt eine Einrichtung, die
das Züchten des Bindematerials aus der Dampfphase gemäß der Erfindung ermöglicht, und
Fig. 2 bis
5: verschiedene Grundkörper und Strukturen,
wie sie durch Anwendung des eprfindungsgernäßen Verfahrens erzielt werden.
Das erfindun'gsgemäße Verfahren bezieht sich insbesondere auf die Einlagerung von Plättchen eines ersten Materials innerhalb eines vorgeformten Halbleiterkörpers eines zweiten Materials mittels aus der Dampfphase gezüchtetem Bindematerial. In der nachfolgenden Beschreibung wird angenommen, daß die Plättchen Docket 10 831
00983 5/Ϊ5 42
aus Halbleitermaterial bestehen, in denen entweder in nachfolgenden Verfahr ens schritten elektronische Festkörperschaltungen gebildet werden, oder die bereits einen oder mehrere Schaltkreise enthalten. Als Bindematerial wird irgendein für die Züchtung aus der Dampfphase geeignetes Material, wie beispielsweise elementares oder aus mehreren Elementen zusammengesetztes Halbleitermaterial, geeignete metallische Materialien und so weiter, verwendet. Außerdem kann das Bindematerial aus dem gleichen Material wie die Plättchen und/oder der Halbleiterkörper bestehen. In der bevorzugten Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden an das Bindematerial drei Forderungen gestellt:
1. Das aus der Dampfphase gezüchtete Bindematerial soll mit dem Material des Halbleiterplättchens und/oder dem Material des Halbleiterkörpers epitaxial verträglich sein, damit eine kristallogr aphis ehe Verbindung gebildet wird;
2. die betreffenden linearen Ausdehnungskoeffizienten der Materialien von Plättchen und Grundkörper sollen so aufeinander cbgestimmt sein, daß die Plättchen unter leichtem Druck eingepreßt werden;
3. das gezüchtete Bindematerial soll die elektrischen Eigenschaften des Materials der Plättchen und des Grundkörpers nicht beeinflussen.
Es liegt auf der Hand, daß diese Forderungen nicht in jedem Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Verfahrens eingehalten werden müssen. Beispielsweise muß das aus der Dampfphase gezüchtete Bindematerial nicht in jedem Falle eine kristallographische Verbindung mit entweder den Plättchen oder dem Grundkörper herstellen. Das Ziel der Erfindung kann in bestimmten Fällen auch erreicht werden, wenn das Bindematerial nicht epitaxial niedergeschlagen wird. Ebenso können eine Anzahl anderer Niederschlagsprozesse in Betracht
κ gezogen werden, wie beispielsweise Aufdampfen, Zerstäubung, Züchten aus
einer Lösung usw.
Im betrachteten Ausführungsbeispiel wird das Bindematerial epitaxial, d. h.
Docket 10 831
009835/1542
BAD ORIGINAL
in Fortsetzung der kristallogr aphis chen Struktur der keimbildenden Oberfläche aufgebracht. Dies kann beispielsweise durch einen Disproportionierungsprozeß erfolgen, wobei eine Halogenid-Verbindung eines Materials ständig gebildet und örtlich zerlegt wird, so daß es sich auf der Oberfläche des Grundkörpers niederschlägt. In Fig. 1 ist beispielsweise eine Einrichtung dargestellt, die das Aufbringen des Bindematerials gestattet. Sie besteht aus einem in einem Ofen 3 angeordneten geschlossenen Gefäß 1, das eine Bindematerialquelle 5, Germanium, einen Grundkörper 7 und eine Halogenid-Bildner-Quelle 9, beispielsweise Jod, enthält. Quelle 5 und Grundkörper 7 befinden sich an den entgegengesetzten Enden der abgeschlossenen Röhre 1, die innerhalb der Spulen 11 und 13 angeordnet ist. Bei Erregung der Spulen 11 und 13 entsteht entlang des abgeschlossenen Gefäßes 1 ein Temperaturgefälle, das den Disproportionierungsprozeß trägt. Spule 11 liefert am linken Ende 15 des abgeschlossenen Gefäßes 1 eine Temperatur von beispielsweise ? 550 C, bei der sowohl die Quelle 5 als auch die Quellen 9 verdampfen,
Die Dämpfe verbinden sich zu Germanium- Jodiden (Gel und Gel«), die durch
4 Lt
die abgeschlossene Röhre 1 diffundieren. Andererseits liefert Spule 13 am rechten Ende 17 des abgeschlossenen Gefäßes 1 eine etwas tiefere Temperatur von beispielsweise 400 C, bei der sich die Germanium-Jodide zersetzen und sich freies Germanium bildet, das sich auf dem Grundkörper 7 niederschlägt. Dieser Disproportionierungsprozeß ist reversibel und kann durch die Reaktionsgleichung 2GeI_«? Ge* + Gel angegeben werden. Da die Temperatur abfällt, schreitet die Reaktion nach rechts fort, wobei die Zersetzung erfolgt. Unter diesen Bedingungen schlägt sich Germanium auf der Oberfläche des Grundkörpers 7 nieder. Dieses Germanium dient vorteilhafterweise als Bindemittel, um. die in den Figuren 2 bis 5 angegebenen Strukturen herzustellen. Selbstverständlich eignen sich neben Germanium-Jodiden auch eine große Anzahl anderer Materialien als Bindemittel.
Wie Fig. 2A zeigt, sind in der Oberfläche des Grundkörpers 7 in einem beetimmten Muster kammerförmi ge Ausnehmungen 19 hergestellt, die die HaIb-Docket 10 831
009835/15A2
leiterplättchen 21 und 21' aufnehmen. Die Ausnehmungen 19 in der Oberfläche des Grundkörpers 7 lassen sich durch konventionelle Verfahren, wie beispielsweise Ultra schall-Be arbeitung oder chemisches Ätzen, herstellen. Die Form der Ausnehmungen entspricht der Form der Halbleiterplättchen 21 und 21' . Der Abstand der einzelnen Ausnehmungen ist minimal, er liegt beispielsweise in der Größenordnung von 25 bis 75 ,u m.
Im hier betrachteten Beispiel besteht der Halbleiterkörper 7 aus einem isolierenden , einkristallinen Material, beispielsweise halbisolierendes Gallium-Ar senid, Silicium, Germanium, Calcium, Fluorid usw. , auf dem das bindende Germanium epitaxial aufwächst. Andererseits kann der Halbleiterkörper· 7 auch aus einem amorphen, isolierendem Material, beispielsweise Aluminium-
bestehen.
Oxyd usw, In diesem Falle bestehen die Plättchen 21 und 21' aus einem Halbleitermaterial bestimmten Leitfähigkeitstyps, auf dem das bindende Germanium epitaxial aufwachsen kann. Der Grundkörper 7 kann auch aus gesindetem, kera-
Beryll-Erde»
mischem Material wie beispielsweise Tonerde, /Aluminium - Nitrit usw. , bestehen.
Der Grundkörper 7 der Fig. 2A besteht aus Calcium-Fluorid und die Schaltung splättchen 21 und 21' bestehen aus Gallium-Ar senid und Germanium entweder des gleichen oder verschiedenen Leitfähigkeitstyps. Nachdem die Schaltungsplättchen 21 und 21' in die Ausnehmungen 19 eingelegt sind, wird der Grundkörper 7 in das Gefäß 1 gebracht, das züge schmolz en und,im Ofen 3 untergebracht wird. Es ist bekannt, daß Calcium-Fluorid und monokristallines Germanium einen weitgehend identischen Gitteraufbau aufweisen. Wenn daher die Spulen 11 und 13 erregt werden, schlägt sich auf den ausgesetzten Teilen der Oberfläche des Grundkörpers 7 und der Schaltplättchen 21 und 21* und in den Zwischenräumen zwischen beiden freies Germanium nieder. Dadurch bildet sich eine Bindeschicht 23, wie sie in Fig. 2B dargestellt ist. Die Bindeschicht 23 ist epitaxial auf die ausgesetzten Oberflächen des Grundkörpers 7 und der Schaltung splättchen 21 und 21' aufgewachsen und stellt somit eine Docket 10 831
009835/1542
BAD ORIGINAL
kristalline Verbindung zwischen beiden her. Der lineare Ausdehungskoeffizient des Grundkörpers ist um ein geringes größer als der der Schaltungsplättchen 21 und 21' . Das hat zur Folge, daß die zwischen Grundkörper 7 und Schaltungsplättchen 21 und 21' liegende Bindeschicht 23 anschließend etwas gepreßt wird und damit die Schaltungsplättchen 21 und 21' innerhalb der Ausnehmungen des Grundkörpers 7 noch stärker festgehalten werden.
Wie die Fig. 2 B zeigt, ist die Oberfläche der Bindeschicht 23 nicht eben, sondern enthält Einbuchtungen 25. Auch die obere Oberfläche der Schaltungsplättchen 21 und 21' ist nicht weiteren Prozessen zugänglich. Vorteilhafterweise wird der Züchtungsprozeß für die Zwischenschicht 23 solange fortgeaetzt, .bis der Grund der Einbuchtungen 25 mindestens über der Oberfläche des Grundkörpers 7 liegt. Anschließend werden durch mechanisches Läppen die über der Oberfläche der Schaltungsplättchen 21 und 21' liegenden Teile der Bindeschicht 23 entfernt. Man erhält dann die in Fig. 2 C gezeigte Struktur. Für viele Zwecke, beispielsweise für die Diffusion von bipolaren Transistorstrukturen, ist die durch mechanisches Läppen erzeugte Oberfläche der Schaltungsplättchen 21 und 21' nicht geeignet. In diesen Fällen kann die Struktur der Fig. 2B auch durch einen chemischen Ätzprozeß hergestellt werden, bei dem zumindest die Oberflächen der Schaltungsplättchen 21 und 21' in geeigneter Weise freigelegt werden. Im Bedarfsfalle kann der Ätzprozeß solange fortgesetzt werden, bis die Oberflächen der Schaltungsplättchen 21 und 21' unterhalb der Oberfläche des Grundkörpers 7 liegen, so daß bestimmte Verfahrensweisen zur Herstellung von Schaltungen erleichtert werden. Beispielsweise kann auf den in ihrer Höhe verminderten Schaltungsplättchen 21 und 21' Halbleitermaterial des entgegengesetzten Leitungstyps epitaxial aufgebracht werden, so daß ein parallel zur Oberfläche des Grundkörpers 7 verlaufender übergang gebildet wird. Als Ergebnis dieser Verfahr ens schritte erhält man gemäß Fig. 2 C eine Formation mit eb-ener Oberfläche bestehend aus einer Anzahl gesonderter Halbleiterplättchen, die gegeneinander isoliert in den Grundkörper eingebettet sind. Die Struktur der Anordnung gemäß Fig. 2C kann ferner dadurch modifiziert werden, Docket 10 831
0 09835/15 42
BAD ORiQiNAL
daß auch die gegenüberliegende Oberfläche bis zu der gestrichelten Linie A-A entfernt wird. Die Schaltungsplättchen 21 und 21' erstrecken sich dann durch den Halbleiterkörper 7 hindurch. Sind die Schaltungsplättchen 21 und 21' so aufgebaut, daß sie eine eigenleitende Zwischenschicht enthalten, also p-i-p, n-i -n„. oder n-i -p Strukturen bilden, so können in den Schaltungsplättchen beidseitig beispielsweise durch Diffusionen Festkörperschaltungen hergestellt werden. Da der Grundkörper aus isolierendem Material besteht, können die Schaltungsplättchen 21 und 21' und die darin gebildeten Schaltungen durch auf die Oberfläche des Grundkörpers aufgebrachte Leitungsmuster in bekannter Weise untereinander verbunden werden.
Eine weitere, durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielbare Anordnung ist in den Figuren 3C und 3D dargestellt. Hierbei besteht der Grundkörper 7' aus leitendem Material, beispielsweise aus Molybdän, Wolfram, Nickel usw. oder aus geeignetem Halbleitermaterial, wie beispielsweise Silicium, Germanium, Gallium - Ar senid usw.
Damit die einzelnen Schaltungsplättchen 21 und 21'im fertigen Zustand der Anordnung elektrisch gegeneinander isoliert sind, wird die Oberfläche des Grundkörpers 7' ebenso wie das Innere der Ausnehmungen 19 mit einer dünnen, geeignet gewählten Isolationsschicht 27 versehen, wie es in Fig. 3 A dargestellt ist. Wenn beispielsweise der Grundkörper 7 aus einem Metall besteht, so kann die Isolationsschicht 27 aus Aluminium-Oxyd gebildet werden. Besteht andererseits der Grundkörper 7 aus Halbleitermaterial, beispielsweise Silicium, so kann die Isolationsschicht 27 aus einer Silicium-Dioxyd-Schicht bestehen, die in bekannter Weise durch Erhitzung des Grundkörpers 7' in einer oxydierenden Atmosphäre hergestellt wird. Die Schaltungsplättchen 21 und 21'bilden dann das keimbildende Ausgangsmaterial für die Züchtung der Bindeschicht. Zu diesem Zweck wird die Anordnung der Fig. 3A wiederum in das Gefäß 1 gebracht, das dann zugeschmolzen und in den Ofen 3 gebracht wird. Bei Erregung der Spulen 11 und 13 schlägt sich auf der Isolationsschicht 27 und auf den SchalUingsplättchen El und 21' Germanium nieder und bildet die in Fig. 3B dargestellte Bindeschicht 29. Zur Erzielung einer ebenen Oberfläche wird die Oberfläche der Docket IO 831
Ö 0 0 8 3 b / 1 0 4 2
BAD ORIGINAL,,,-..-.. .
164Ü5ÜQ
Anordnung gemäß Fig. 3B bis zur Ebene B-B mechanisch entfernt und anschließend geätzt, so daß die Oberflächen der Schaltungsplättchen 21 und 21' für die weiteren Verfahrens schritte geeignet vorbereitet sind. Auf diese Weise wird eine Anordnung gemäß Fig. 3 C erzielt. An den freigelegten Oberflächen der Schaltungsplättchen 21 und 21' können dann die gewünschten Festkörperschaltungen hergestellt werden. Besteht andererseits der Grundkörper 7' aus Halbleitermaterial, dann kann der mechanische Läpp-Prozeß solange fortgesetzt werden, bis die Ebene C-C in der Anordnung gemäß Fig. 3D erreicht ist. Dann sind auch die Oberflächenbereiche des Halbleitergrundkörpers 7' für die Anwendung von Diffusionen und damit für die Bildung von Schaltungen zugänglich.
Im folgenden wird anhand der Figuren 4A bis 4C ein abwandeltes Verfahren beschrieben, bei dem sich das Läppen erübrigt. Der Grundkörper 7 ' ' gemäß Fig. 4A besteht aus isolierendem Material und ist mit durchgehenden Löchern 31 versehen. Der Grundkörper 7' ' wird auf die vollständig ebene Oberfläche einer Quarzglasplatte 33 gelegt. In den Löchern 31 werden beispielsweise aus Silicium bestehende Schaltungsplättchen 21 und 21' angeordnet, die auf der Quarzplatte 33 ruhen. Es sei hier angenommen, daß die Schaltungsplättchen 21 und 21' bereits Halbleiteranordnungen 35 enthalten. Die Anordnung gemäß
Il
Fig. 4A wird in das Gefäß 1 gebracht, in dem sich bereits eine Quelle 5, beispielsweise Silicium befindet. Nach Verschließen des Gefäßes 1 und Erregung der Spulen 11 und 13 findet ein Si-I -Disproportionierungsprozeß statt. Wie in Fig. 4B dargestellt, wächst dabei eine Bindeschicht 39 epitaxial auf, die eine kristalline Verbindung zwischen Grundkörper 7' ' und Schaltungsplättchen 21 und 21' herstellt. Wesentlich ist, daß die Bindeschicht 39 nur relativ schwach an der Quarzplatte 33 haftet. Nach Bildung der Binde schicht 39 kann demnach die Quarzplatte 31 entfernt werden und man erhält eine Anordnung gemäß Fig. 4C mit völlig ebener Oberfläche. Durch Anwendung konventioneller Verfahren können anschließend die Schaltungen 35 der Plättchen 21 und 21' elektrisch verbunden werden. Beispielsweise kann durch pyrolytische ZaerSetzung auf der Docket 10 831
009835/1542
BAD ORIGINAL
Oberfläche eine dünne Isolationsschicht 37 aus Silicium-Dioxyd gebildet werden. In dieser Isolationsschicht 37 werden anschließend durch Anwendung der bekannten Photoätztechnik Fenster freigelegt und zwischen den
einzelnen Schaltungen elektrische Leitungszüge 41 hergestellt.
Eine weitere Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich aus der Anordnung gemäß der Figuren 5A bis 5C, wobei das Bindematerial einein. PN-Übergang mit dem Material der Schaltungsplättchen 21 und 21' , also eine:» geschlossenen Teil einer Festkörperanordnung, bildet. Beispielsweise erhält man eine Elektro-Lumineszenz-Dioden-Matrix, wenn der Grundkörper 7' ' ' aus leitendem Material besteht. Das aus der Dampfphase gezüchtete Bindematerial ist so ausgewählt, daß es einen ohmschen Kontakt mit dem Grundkörper 7' ' ' und einen PN-Übergang mit den Halbleiterplättchen bildet. Dazu wird, wie Fig. 5A zeigt, der Grundkörper 7 ' ' ' auf einer Quarzplatte 33 angeordnet und die Halbleiterplättchen 21 und 21' , die beispielsweise beide aus η-leitendem Gallium-Ar senid bestehen, werden in Durchgangslöchern 31 untergebracht. Diese Anordnung wird in das Gefäß 1 der Figur 1 gebracht, das ein Akzeptoren lieferndes Material, beispielsweise Zink, enthält. Beispielsweise kann die Quelle 5 aus Gallium-Ar senid, das geeignet mit Zink dotiert ist, oder aus elementarem Zink bestehen. In Gegenwart von Zink wird ein unabhängiger Disproportionierungsprozeß mit der Halogenid-Quelle 9 eingeleitet, wenn die Spulen 11 und 13 erregt werden. Die Zn-I und Ga As - I Reaktionen finden fortlaufend statt und ergeben eine
Ct Ct
Bindeschicht 39 mit steuerbarer P-Leitfähigkeit. Die Bindeschicht 39 bildet einen PN-Übergang 43 mit jedem der Plättchen 21 und 21' , so daß die Anoden und Katoden der Elektrolumineszenz-Dioden 51 gebildet werden. Gleich zeitig liefert die Bindeschicht 39 die ohmschen Kontakte 45 zum Grundkörper 7'' \ was aus Fig. 5B zu ersehen ist. Anschließend wird die Quarzplatte 33 entfernt - und der Grundkörper mechanisch geläppt, so daß das überschüssige Bindematerial entfernt und die PN-Ubergänge 43 freigelegt werden. Bekanntlich ist pleitendes Halbleitermaterial in hohem Maße lichtabsorbierend, so daß durch Freilegen der PN-übergänge der Wirkungsgrad der Diodenstruktur erhöht wird. Docket 10 831
009835/1542
Wie in Fig. 5C dargestellt, wird der größere Teil der Oberfläche mit einer dünnen Isolationsschicht 47, beispielsweise pyrolytisches Sielicium-Dioxyd, beschichtet. Auf diese Isolationsschicht wird eine dünne Metallschicht 49 in konventioneller Weise aufgebracht, die mit jedem der Plättchen 21 und 21' in Verbindung steht und einen gemeinsamen Kathodenanschluß der Elektrolumineszenz-Dioden 51 zur Spannungsquelle 55 darstellt. Zusätzlich wird ein gemeinsamer Anoden-Anschluß dadurch gebildet, daß der Grundkörper 7' ' ' über eine Leitung 53 mit dem anderen Pol der Spannungsquelle 55 verbunden wird.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung einer großen Anzahl verschiedenartigster Fest- ^
körper schaltungen gestattet. Beispielsweise können in der eben beschriebenen Weise elektrische Querverbindungen zwischen gegenüberliegenden Flächen eines Grundkörpers hergestellt werden. Zu diesem Zweck wird in den Anordnungen gemäß Fig. 5A bis 5C für die Plättchen 21 und 21' Metall verwendet. Diese Metallplättchen werden in der beschriebenen Weise innerhalb des Grundkörpers 7' ' ' fest verankert, dabei besteht der Grundkörper entweder aus hochohmigen Halbleitermaterial oder aus isolierendem Material, um die einzelnen Querverbindungen gegeneinander zu isolieren.
Docket 10 831
009835/15A2

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung von Festkörper-Schaltungsanordnungen bestehend aus einzelnen, in einem Grundkörper eingelagerten Schaltung splättchen, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Schaltung splättchen auf dem Grundkörper unter Einhaltung eines geringen Abstandes zueinander und ggf. zur Oberfläche des Grundkörpers angeordnet werden und daß die gebildeten Zwischenräume in einem anschließenden Abscheidungsprozeß mit einer geeigneten, die Oberflächen verbindenden Binde schicht ausgefüllt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsplättchen in kammerförmigen Ausnehmungen des Grundkörpers angeordnet werden und zwischen ihnen und der seitlichen Begrenzung der Ausnehmungen Zwischenräume vorhanden sind.
3. Verfahren nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsplättchen in einer Ebene angeordnet werden und nach Bildung der Bindeschicht diese bis auf die dem Grundkörper abgewandte Fläche der Schaltung splättchen entfernt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltung splättchen und Grundkörper aus gleichem oder unterschiedlichem Material bestehen und die Bindeschicht durch einen epitaxialen Aufwachs prozeß gebildet wird, wobei die Oberfläche der Schaltungsplättchen und/ oder des Grundkörpers als keimbildender Ausgangspunkt für diesen Prozeß dienen.
Docket 10 831
009835/1542
164Ü5Ü0
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltungsplättchen und/oder Grundkörper aus Halbleitermaterial bestehen.
6. Verfahren nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei leitendem Grundkörper eine Bindeschicht aus isolierendem Material verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindeschicht Halbleitermaterial eines gegenüber Schaltungsplättchen und/oder Grundkörper unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps verwendet wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für Grundkörper und Schaltungsplättchen Material mit vergleichbarem Wärmeausdehnungskoeffizienten gewählt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß-in anschließenden, an sich bekannten Verfahren Grundkörper mit eingelagerten Schaltungsplättchen als Träger für integrierte Schaltungen verwendet wird.
Docket 10 831
009835/1542
Leerseite
DE19661640500 1966-01-06 1966-12-30 Verfahren zur Herstellung von Festkoerper-Schaltungsanordnungen Pending DE1640500A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US51907566A 1966-01-06 1966-01-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1640500A1 true DE1640500A1 (de) 1970-08-27

Family

ID=24066704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19661640500 Pending DE1640500A1 (de) 1966-01-06 1966-12-30 Verfahren zur Herstellung von Festkoerper-Schaltungsanordnungen

Country Status (4)

Country Link
US (1) US3433686A (de)
DE (1) DE1640500A1 (de)
FR (1) FR1507796A (de)
GB (1) GB1154868A (de)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3492174A (en) * 1966-03-19 1970-01-27 Sony Corp Method of making a semiconductor device
US3905037A (en) * 1966-12-30 1975-09-09 Texas Instruments Inc Integrated circuit components in insulated islands of integrated semiconductor materials in a single substrate
NL6705847A (de) * 1967-04-26 1968-10-28
US3789276A (en) * 1968-07-15 1974-01-29 Texas Instruments Inc Multilayer microelectronic circuitry techniques
US3950479A (en) * 1969-04-02 1976-04-13 Siemens Aktiengesellschaft Method of producing hollow semiconductor bodies
US4404265A (en) * 1969-10-01 1983-09-13 Rockwell International Corporation Epitaxial composite and method of making
US4368098A (en) * 1969-10-01 1983-01-11 Rockwell International Corporation Epitaxial composite and method of making
US3664866A (en) * 1970-04-08 1972-05-23 North American Rockwell Composite, method for growth of ii{11 {14 vi{11 {0 compounds on substrates, and process for making composition for the compounds
US3658582A (en) * 1970-04-13 1972-04-25 North American Rockwell Composites, of iib-via binary film compounds on iia-viia binary compound substrate crystals and process therefor
US3737739A (en) * 1971-02-22 1973-06-05 Ibm Single crystal regions in dielectric substrate
US3935040A (en) * 1971-10-20 1976-01-27 Harris Corporation Process for forming monolithic semiconductor display
US4012243A (en) * 1971-11-12 1977-03-15 Motorola, Inc. Method of fabricating multicolor light displays utilizing etch and refill techniques
US3979237A (en) * 1972-04-24 1976-09-07 Harris Corporation Device isolation in integrated circuits
US3984857A (en) * 1973-06-13 1976-10-05 Harris Corporation Heteroepitaxial displays
US3985590A (en) * 1973-06-13 1976-10-12 Harris Corporation Process for forming heteroepitaxial structure
US4052251A (en) * 1976-03-02 1977-10-04 Rca Corporation Method of etching sapphire utilizing sulfur hexafluoride
WO1981002948A1 (en) * 1980-04-10 1981-10-15 Massachusetts Inst Technology Methods of producing sheets of crystalline material and devices made therefrom
KR900001267B1 (ko) * 1983-11-30 1990-03-05 후지쓰 가부시끼가이샤 Soi형 반도체 장치의 제조방법
US4889832A (en) * 1987-12-23 1989-12-26 Texas Instruments Incorporated Method of fabricating an integrated circuit with metal interconnecting layers above and below active circuitry
US5064771A (en) * 1990-04-13 1991-11-12 Grumman Aerospace Corporation Method of forming crystal array
US5143862A (en) * 1990-11-29 1992-09-01 Texas Instruments Incorporated SOI wafer fabrication by selective epitaxial growth
US5625209A (en) * 1992-08-26 1997-04-29 Texas Instruments Incorporated Silicon based sensor apparatus
US8963285B2 (en) 2013-03-08 2015-02-24 Infineon Technologies Ag Semiconductor device and method of manufacturing thereof

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3150299A (en) * 1959-09-11 1964-09-22 Fairchild Camera Instr Co Semiconductor circuit complex having isolation means
US3316128A (en) * 1962-10-15 1967-04-25 Nippon Electric Co Semiconductor device
US3300832A (en) * 1963-06-28 1967-01-31 Rca Corp Method of making composite insulatorsemiconductor wafer
US3320485A (en) * 1964-03-30 1967-05-16 Trw Inc Dielectric isolation for monolithic circuit
US3312879A (en) * 1964-07-29 1967-04-04 North American Aviation Inc Semiconductor structure including opposite conductivity segments
US3383760A (en) * 1965-08-09 1968-05-21 Rca Corp Method of making semiconductor devices
US3332137A (en) * 1964-09-28 1967-07-25 Rca Corp Method of isolating chips of a wafer of semiconductor material
US3381182A (en) * 1964-10-19 1968-04-30 Philco Ford Corp Microcircuits having buried conductive layers
FR1483570A (de) * 1965-06-23 1967-09-06
US3372070A (en) * 1965-07-30 1968-03-05 Bell Telephone Labor Inc Fabrication of semiconductor integrated devices with a pn junction running through the wafer
US3322581A (en) * 1965-10-24 1967-05-30 Texas Instruments Inc Fabrication of a metal base transistor

Also Published As

Publication number Publication date
FR1507796A (fr) 1967-12-29
GB1154868A (en) 1969-06-11
US3433686A (en) 1969-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1640500A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Festkoerper-Schaltungsanordnungen
DE1764281C3 (de) Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
DE2512373A1 (de) Sperrschicht-oberflaechen-feldeffekt- transistor
DE1614283B2 (de) Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung
DE1210488B (de) Verfahren zum Herstellen von Halbleiter-bauelementen, insbesondere von Tunnel-Diodenbzw. Esaki-Dioden, mit im Halbleiterkoerper eingebettetem PN-UEbergang
DE1614393A1 (de) Halbleiteranordnung
DE2749607C3 (de) Halbleiteranordnung und Verfahren zu deren Herstellung
EP0001586A1 (de) Integrierte Halbleiteranordnung mit vertikalen NPN- und PNP-Strukturen und Verfahren zur Herstellung
DE3116268C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung
DE1207014C2 (de) Verfahren zum herstellen einer integrierten halbleiterschaltungsanordnung
DE1544214A1 (de) Verfahren zum Zuechten von duennen,schwach dotierten homogenen epitaktischen Siliziumschichten bei niedrigen Temperaturen,insbesondere zum Herstellen von UEbergaengen mit extrem niedrigem Widerstand in Flussrichtung
DE2920108A1 (de) Halbleiteranordnung mit einer anzahl in reihe geschalteter photoempfindlicher zellen
DE1764155B2 (de) Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes aus einem Siliciumkörper
DE2502547A1 (de) Halbleiterkoerper mit bipolartransistor und verfahren zu dessen herstellung
DE2133979B2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung
DE2218680C2 (de) Halbleiteranordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2649935A1 (de) Referenzdiode
DE1564534A1 (de) Transistor und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2212489B2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Feldeffekttransistors
DE1280416B (de) Verfahren zum Herstellen epitaktischer Halbleiterschichten auf elektrisch leitenden Schichten
DE2149247A1 (de) Verfahren zur Ausformung eines Halbleiterkoerpers
DE1802849B2 (de) Verfahren zum herstellen einer monolithischen schaltung
DE69009820T2 (de) Halbleiteranordnung mit eindimensionalen Dotierungsleitern und Verfahren zur Herstellung einer derartigen Halbleiteranordnung.
DE2255508A1 (de) Verfahren zum epitaktischen aufwachsen einer duennen, gut leitenden halbleiterschicht
DE3213772A1 (de) Feldeffekt-halbleitereinrichtung