DE1764959B2 - Integrierte halbleiterschaltung zur thermischen anzeige von informationen und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Integrierte halbleiterschaltung zur thermischen anzeige von informationen und verfahren zu ihrer herstellung

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DE1764959B2
DE1764959B2 DE19681764959 DE1764959A DE1764959B2 DE 1764959 B2 DE1764959 B2 DE 1764959B2 DE 19681764959 DE19681764959 DE 19681764959 DE 1764959 A DE1764959 A DE 1764959A DE 1764959 B2 DE1764959 B2 DE 1764959B2
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Description

2. Halbleiterschaltung nach Anspruch 1, da- lierenden Träger getragenen Halbleiterplatte angedurch gekennzeichnet, daß die Steuennatrix (4) 25 ordnet sind, denen jeweils mindestens ein Halbleitermittels mindestens eines pn-Übergangs von dem bauelement zugeordnet ist und die durch ein Muster Muster (3) der Heizelemente isoliert ist. von Verbindungsleitungen miteinander und mit einer
3. Halbleiterschaltung nach Anspruch 1 oder 2, Steuennatrix verbunden sind, ist durch die USA.-dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiter- Patentschrift 3 323 241 bekanntgebe integrierte platte (2) mittels eines isolierenden Klebers auf 30 Halbleiterschaltung gemäß der genannten USA.-dem isolierenden Träger (1) befestigt ist. Patentschrift ist dabei mit einem thermochromen
4. Halbleiterschaltung nach Anspruch 1 bis 3, Material beschichtet, auf welchem die Information dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterplatte angezeigt wird. Die Heizelemente werden bei der in einem ersten Bereich mehrere, körperlich von- bekannten Anordnung durch Widerstände gebildet, einander getrennte und damit thermisch und elek- 35 denen jeweils eine Diode zugeordnet ist, um auf diese trisch gegeneinander isolierte und ein Muster Weise eine Verringerung der Anzahl der Verbinbildende Teile (Mesa's) aufweist, in denen dem dungsleitungen zwischen der Halbleiterschaltung und Träger benachbart Heizelemente vorgesehen sind, einer Steuermatrix zu erreichen. Dennoch ist die An- und daß die Halbleiterplatte in einem zweiten zahl der verbleibenden Verbindungsleitungen so vom ersten im Abstand angeordneten Bereich 40 groß, daß diese in mehreren Ebenen übereinander dem Träger benachbart Schaltungselemente der angeordnet werden müssen, was die bekannte An-Steuermatrix aufweist, deren Zahl mindestens der meldung verteuert. Außerdem bringt die Tatsache, Zahl der Heizelemente entspricht und die durch daß die Steuermatrix und die Halbleiterschaltung zur im Halbleitermaterial des zweiten Bereichs vor- thermischen Anzeige getrennte Baueinheiten sind, die gesehene pn-Ubergänge elektrisch gegeneinander 45 über die Verbindungsleitungen miteinander verbunisoliert sind. den werden müssen, Schwierigkeiten bei der Herstel-
5. Halbleiterschaltung nach Anspruch 4, da- lung einwandfreier Kontakte mit sich.
durch gekennzeichnet, daß mindestens doppelt Aus der USA.-Patentschrift 3 161 457 ist ein
so viel Schaltungselemente im zweiten Bereich Druckkopf für einen Wärmedrucker bekannt, bei vorgesehen sind, wie die Halbleiterplatte Heiz- 50 welchem die in einem Muster angeordneten, vonein-
elemente aufweist. ander isolierten Heizelemente auf wärmeempfind-
6. Verfahren zur Herstellung einer integrierten lichem Papier jeweils einen entsprechenden Abdruck Halbleiterschaltung nach einem oder mehreren erzeugen. Diese Druckschrift offenbart auch die Mögder vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- lichkeit, den dort beschriebenen Druckkopf aus einzeichnet, daß gleichzeitig auf einer Seite der 55 zelnen Platten aus Halbleitermaterial aufzubauen Halbleiterplatte in deren erstem Bereich die Heiz- und die Heizelemente in Form von Widerständen elemente und in deren zweitem Bereich die Schal- sowie die zu diesen Widerständen führenden Vertungselemente der Steuennatrix gebildet werden bindungsleitungen zu einer Steuennatrix durch Diffu- und daß auf bzw. über dieser Seite die Verbin- sion herzustellen. Nachteilig an diesem bekannten dungsleitungen erzeugt werden, worauf die Halb- 60 Druckkopf ist es, daß für jede Spalte des Musters leiterplatte mit dieser Seite auf dem Träger befe- von voneinander isolierten Heizelementen ein besonstigt wird, und daß dann an ausgewählten Stellen deres Halbleiterplättchen erforderlich ist und daß die im ersten Bereich der Halbleiterplatte Halbleiter- Zahl der erforderlichen Verbindungsleitungen und material so entfernt wird, daß die körperlich von- damit die Empfindlichkeit gegenüber der an erster einander getrennten Teile entstehen, von denen 65 Stelle beschriebenen bekannten Anordnung noch erjedes ein Heizelement enthält. höht wird, da die einzelnen Heizelemente nicht un-
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch ge- mittelbar mit Dioden gekoppelt sind, welche eine kennzeichnet, daß als Heizelement Widerstände Vereinfachung der Steuermatrix ermöglichen.
3 4
Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der lierender Klebstoff mit guten elektrischen und ther-
vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, mischen Isoliereigenschaften, wie dies beispielsweise
eine integrierte Halbleiterschaltung zur thermischen bfd Epoxy-Klebern der Fall ist
Anzeige von Informationen vorzuschlagen, die so- Jedes Heizelement des Musters weist einen mesa-
wohl zur direkten Anzeige der Informationen als S förmigen, einkristallinen Halbleiterkörper auf und
auch als Druckkopf für einen Wärmedrucker geeignet enthält das eigentliche Heizelement, das an der
ist und bei der bei gedrängtem Aufbau sichere Ver- Unterseite des Mesakörpers dem Träger 1 benach-
bindungen zwischen den Heizelementen und der bart gebildet ist. Wird das Heizelement mit Energie
Steuermatrix erzielt werden. versorgt, so entsteht auf der oberen Fläche des Mesa-
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch io teilchens ein heißer Punkt, der einen scharf lokalieine integrierte Halbleiterschaltung der eingangs be- sierten Punkt auf dem wärmeempfindlichen Material schriebenen Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet erzeugt Eine Gruppe selektiv beheizter Heizelemente ist, daß die Steuermatrix und die Heizelemente in der bildet eine Gruppe von Punkten auf dem wärmegleichen Ebene der gemeinsamen Halbleiterplatte aus- empfindlichen Material, so daß dort die Abbildung gebildet sind und daß die Heizelemente, abgesehen 15 eines Symbols oder einer anderen Information gebilvoii den sie verbindenden Verbindungsleitungen, von- det werden kann,
einander und von der Steuermatrix isoliert sind. Die die Heizelemente aufnehmenden Mesateilchen
Zur Herstellung einer solchen integrierten Halb- sind körperlich voneinander getrennt, so daß Luftleiterschaltung hat sich ein Verfahren bewährt, wel- zwischenräume sie gegeneinander isolieren; der Verches dadurch gekennzeichnet ist, daß gleichzeitig auf ao bindung untereinander dient ein metallisches Muster einer Seite der Halbieiterplatte in deren erstem Be- unter den Mesateilchen, d. h. zwischen dem Halbreich die Heizelemente und in deren zweitem Bereich leiterplättchen 2 und dem Träger 1. Durch dieses die Schaltungselemente der Steuermatrix gebildet Muster werden die Heizelemente in den Mesateilwerden und daß auf bzw. über dieser Seite die Ver- chen in der gewünschten Weise miteinander verbindungsleitungen erzeugt werden, worauf die Halb- a.5 schaltet Die Steuermatrix, mit deren Hilfe ausgeleiterplatte mit dieser Seite auf dem Träger befestigt wählte Heizelemente mit Energie versorgt werden, wird, und daß dann an ausgewählten Stellen im liegt im Halbleiterplättchen in einem mit 4 bezeichersten Bereich der Halbleiterplatte Halbleitermate- neten Bereich. Die die Matrix aufbauenden Schalrial so entfernt wird, daß körperlich voneinander tungselemente sind einstückig in dem Halbleitergetrennte Teile (Mesa's) entstehen, von denen jedes 30 plättchen 2 gebildet und werden durch pn-Überein Heizelement enthält. gänge voneinander elektrisch isoliert; ein metallisches
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung Verbindungsmuster unter dem Halbleiterplättchen, ergeben sich aus den Ansprüchen. Die Beschreibung d. h. wiederum zwischen diesem und dem Träger 1, dient der Erläuterung eines in der Zeichnung dar- dient der richtigen Verschaltung dieser Schaltungsgestellten Ausführungsbeispiels einer erfindungs- 35 elemente. Außerdem dient das metallische Verbingemäßen Halbleiterschaltung. In der Zeichnung dungsmuster auch dazu, das Muster der Heizelemente zeigt an die Steuermatrix anzuschließen.
F i g. 1 eine integrierte Halbleiteranordnung mit Das Halbleiterplättchen 2 besteht aus einem Stück
einem Muster von Heizelementen und einer Steuer- und hat nur das Fenster 3, in dem die durch Luft
schaltung gemäß der Erfindung, 40 voneinander getrennten Heizelemente angeordnet sind.
F i g. 2 eine Draufsicht auf die in F i g. 1 gezeigte Die obere Fläche des Halbleiterplättchens bildet Halbleiteranordnung in einem Zwischenstadium daher eine gute und gleichmäßige Auflage zum Aufwährend des Herstellungsverfahrens, bringen oder Auflegen des wärmeempfindlichen
F i g. 3 ein Muster metallischer Verbindungslei- Materials, mit dem das Muster der Heizelemente zu-
tungen für die Heizelemente und die zugehörige 45 sammenwirkt.
Steuerschaltung auf der Oberfläche der in Fig. 2 Das zwischen dem Halbleiterplättchen2 und dem
gezeigten Anordnung, Träger 1 angeordnete metallische Verbindungs-
Fig.4 eine Draufsicht auf ein Muster von Ver- muster läuft in Anschlußplättchen aus, die über öffbindungsleitungen zur Herstellung äußerer An- nungen 5, 6 und 7 im Träger 1 liegen, so daß Anschlüsse an die Heizelemente und die zugehörige 50 Schlußleitungen von außen durch die öffnungen hin-Steuerschaltung, wie sie die F i g. 1 zeigt, und durch, d. h. von der Unterseite des Trägers 1 an die
F i g. 5 ein Schaltbild für einen Teil der Heizele- Anschlußplättchen, herangeführt werden können,
mente und der zugehörigen Steuerschaltung. Diese äußeren Anschlüsse liegen also an der Unter-
Die F i g. 1 zeigt ein Muster von 3 · 5 Heizelemen- seite des Trägers 1 und deshalb nicht in der Nähe des ten aus mesaförmigen Halbleiterteilen, die innerhalb 55 wärmeempfindlichen Materials, das auf den Mesaeines Fensters 3 angeordnet sind; ferner ist eine teilchen angeordnet ist. Das metallische Verbin-Steuermatrix 4 vorgesehen, und über das Ganze kann dungsmuster zwischen Halbleiterplättchen 2 und ein wärmeempfindliches Material gelegt werden, um Träger 1 verbindet die durch Luftzwischenräume eine dynamische Anzeige oder Wiedergabe einer voneinander isolierten Mesateilchen mechanisch und Information zu erzielen; es kann aber auch ein spe- 60 elektrisch miteinander und verbindet sie elektrisch ziell vorbehandeltes, wärmeempfindliches Material außerdem mit den Schaltungselementen der Steuerauf die Heizelemente gelegt werden, um eine dauer- matrix; dieses Verbindungsmuster ruht in dem hafte Abbildung der Information zu erzeugen. Epoxy-Kleber zwischen dem Halbleiterplättchen 2
Auf einem isolierenden Träger 1 ist ein einkristalli- und dem Träger 1.
nes Silizium-Halbleiterplättchen 2 montiert; der Trä- 65 In jedem Mesateilchen sind ein Transistor und ein ger kann aus Keramik, Glas oder Saphir oder aus Heizwiderstand gebildet, wobei der letztere selektiv einem anderen geeigneten Werkstoff sein, und der mit Energie versorgt werden kann, um so die Ober-Befestigung des Halbleiterplättchens dient ein iso- fläche des ausgewählten Mesateilchens zu erhitzen.
5 6
Der zugehörige Transistor versieht eine aktive Steue- widerstand R15 besteht bei dem gezeigten Ausführungsfunktion, dient der Verstärkung, und die von rungsbeispiel aus einer durch Diffusion geschaffenen ihm entwickelte Wärme unterstützt die Erhitzung der η-leitenden Zone, die gleichzeitig mit der zugehöri-Oberfläche des Mesateilchens. Auf diese Weise ist es gen Kollektorzone im Diffusionsverfahren gebilde nicht dringend erforderlich, die Steuersignale vorher 5 wurde und mit dieser einstückig ist, so daß zwischer zu verstärken, was bei den bekannten Anordnungen dem einen Ende des Heizwiderstandes R15 und dei außerhalb des Musters der Heizelemente erfolgen Kollektorzone 9 eine ohmsche Verbindung aus Halbmußte; bei der beschriebenen Anordnung können leitermaterial besteht.
also die Heizelemente direkt von einer Steuerung Die Treibertransistoren 7*16-7*30 weisen jeweils
niederer Leistung angesteuert werden. io eine durch Diffusiqn gebildete, η-leitende Kollektor-
Die F i g. 5 zeigt die paarweise Anordnung von zone, eine ebensolche p-leitende Basiszone und eine jeweils einem Transistor und einem Widerstand; so durch Diffusion geschaffene η-leitende Emitterzone sind nebeneinander ein Transistor T14 und ein Heiz- auf. Jeder Treibertransistor T16-7" 30 ist mit einem widerstand R14 angeordnet und mit einer Steuer- zugehörigen Kollektorwiderstand verbunden, und schaltung versehen, die bei dem gezeigten Ausfüh- 15 diese sind mit RC 16-RC30 bezeichnet. Sie weiser rungsbeispiel einen Transistor T29 und Widerstände jeweils einen, durch Diffusion gebildeten, n-leitenden RC 29, RE29 und RB 29 umfaßt. Die Schaltung ist Bereich auf, der gleichzeitig mit der zugehörigen KoI-derart. daß das eine Ende des Heizwiderstandes mit lektorzone des Treibertransistors im Diffusionsverdem Kollektor des ihm zugeordneten Transistors fahren gebildet wurde, und zwar so, daß ein Ende verbunden ist, während das andere Ende des Heiz- ao des Kollektorwiderstandes einstückig mit dem Kolwiderstandes am positiven Pol VC einer Spannungs- lektor des zugehörigen Treibertransistors verbunden quelle liegt. Der Emitter des Transistors, beispiels- ist. Ein Ende eines jeden Kollektorwiderstandes weise des Transistors 7*14 ist geerdet, während die RC16-RC30 ist also innerhalb des Halbleitermate Basis mit der Steuerschaltung verbunden ist. Bei dem rials mit dem Kollektor des zugehörigen Treibergezeigten Ausführungsbeispiel ist die Basis mit dem 25 transistors 716-7*30 verbunden. Die durch Diffu-Emitter des zugehörigen Transistors der Steuerschal- sion gebildeten Widerstände RC 21-RC 25 sind mil tung verbunden. einem Ende innerhalb des Halbleitermaterials mit
Werden gleichzeitig positive Impulse an einen jeweils einem Ende der durch Diffusion gebildeten Eingangsanschluß /29 und einen Anschluß PG ge- Widerstände RC30, .RC29, RC28, RC 21 und RC2<i legt, so öffnet der Transistor 729, so daß die Span- 30 verbunden. Die Basiswiderstände RB16-RB 30 steinung an seinem Emitter positiver wird, weshalb len durch Diffusion gebildete, p-leitende Zonen in der Transistor Γ14 öffnet. Der dadurch verursachte der Oberfläche des Halbleiterplättchens 2 dar und Stromfluß im Heizwiderstand R14 erzeugt einen sind jeweils mit einer Basiselektrode der zugehörigen heißen Punkt auf der Oberfläche des Halbleiter- Treibertransistoren 716-730 verbunden. Bei den Mesateils, in dem sich der Transistor Γ14 und der 35 Emitterwiderständen RE16-RE30 handelt es skh Heizwiderstand R14 befinden. Der Anschluß PG ist schließlich um Diffusion gebildete, p-leitende Zonen mit allen Transistoren von der Art der Transistoren in der Oberfläche des Halbleiterplättchens 2, die mit 7*29 und Γ 30 verbunden, und zwar über die Wider- den Emittern der zugehörigen Treibertransistoren ständeÄß 29 und RB 30, so daß das gleichzeitige 7* 16-7" 30 verbunden sind. Eine im Diffusionsver-Auftreten eines positiven Impulses am Anschluß PG 40 fahren gebildete, η-leitende Zone in der Oberfläche und an einem ausgewählten Eingangsanschluß / 29 des Halbleiterplättchens umgibt jede der ebenfalls im oder /30 den entsprechenden Transistor Γ 29 oder Diffusionsverfahren erzeugten, p-leitenden Zonen, 730 öffnen läßt und eine Beheizung des zugehörigen, die die Basis- und Emitterwiderstände RB 16-RB 30 ausgewählten Heizelementes zur Folge hat. und RE16-RE30 enthalten, um die vorteilhaften.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit einem 45 isolierenden pn-Übergänge zwischen den Schaltungs-Muster von 3 ■ 5 Heizelementen sind fünfzehn Halb- elementen im Halbleitermaterial zu erzeugen. Ferner leiter-Mesateile und damit fünfzehn Paare von sind hochdotierte, η-leitende Zonen TBl-TB 15 vorTransistoren und Heizwiderständen vorhanden gesehen, die im Halbleiterplättchen 2 angeordnete, (T14-R14, 715-/? 15), und dazu gehören fünfzehn leitende »Tunnel« enthalten, um die Basiselektroden Treibertransistoren (7*29, 730) sowie fünfzehn Ein- 50 der Transistoren 7" 1-7" 15 ohmisch mit den verschiegangsanschlüsse(/29,/30). denen Schaltungselementen der Steuermatrix zu ver-
Der Aufbau des Heizelement-Musters und der binden. Eine weitere hochdotierte, η-leitende und im
Steuermatrix gemäß Fig. 1 läßt sich leichter an Hand Diffusionsverfahren erzeugte Zone Tvc bildet eben-
einer Schilderung des Herstellungsverfahrens ver- falls einen leitenden Tunnel im Halbleitermaterial,
stehen. 55 Schließlich sind drei weitere hochdotierte, n-leitende
Die Fig.2 zeigt das einstückige, monokristalline und im Diffusionsverfahren erzeugte ZonenPG in
Halbleiterplättchen 2, das aus p-leitendem Silizium der Oberfläche des Halbleiterplättchens 2 vorge-
besteht. Die Transistor-Heizwiderstands-Paare der sehen, und zwar nahe den drei Widerstandsgruppen
Heizelemente weisen durch Diffusion gebilviete Be- RB16-RB20 und RE16-RE20, RB21-RB2S und
reiche in der Oberfläche des Halbleiterplättchens auf 60 RE21-RE25 sowie RB26-RB30 und RE26-RE30.
und sind mit 7*1-715 und Rl-RlS bezeichnet, die Der zwischen einem η-leitenden Tunnel und dem
sämtlich innerhalb des Fensters 3 liegen. Mit 8 ist ein darunterliegenden, p-Ieitenden Halbleitermaterial
Mesateilstück aus Halbleitermaterial bezeichnet Je- vorgesehene pn-übergang isoliert die Tunnel unter-
der Transistor, beispielsweise der Transistor 7*15 einander und von den anderen Schaltungselementen,
weist eine durch Diffusion gebildete, η-leitende KoI- 65 Die verschiedenen Transistoren, Widerstände,
lektorzone 9, eine ebenfalls durch Diffusion gebil- Tunnel und isolierenden pn-Übergänge werden im
dete, p-leitende Basiszone 10 und schließlich eine Halbleiterplättchen 2 mit Hilfe des übliclicu Planar-
ebensolche η-leitende Emitterzone 11 auf. Der Heiz- Verfahrens erzeugt, bei dem thermisch ein Oxydfilm
7 . 8
auf einem p-leitenden Siliziumplättchen erzeugt wird, gangsanschluß/30 in Fig. 5, und das Anschlußdas einen geeigneten spezifischen Widerstand hat. plättchen des Leiterstreifens22 (Fig.3) entspricht Zur Erzeugung dieses Oxydfilmes wird das Plättchen dem Eingangsanschluß /29 in F i g. 5.
in einem Ofen erhitzt, wobei gleichzeitig ein Oxyda- Die anderen Enden der Basiswiderstände RB16-tionsmittel über seine Oberfläche hinweggeleitet wird. 5 RB 30 sind mit dem in F i g. 2 gezeigten Tunnel PG Der sich dabei ergebende Siliziumdioxydfilm dient verbunden, und die Enden dieser Tunnel sind ihrerals Maske gegen Verunreinigungen, die später in das seits durch den Leiterstreifen PG in Fig. 3 mitein-Halbleiterplättchen eindiffundiert werden. An- ander verbunden. So ist beispielsweise der Basisschließend werden im Oxydfilm an ausgewählten widerstand RB 20 mit seinem anderen Ende mit dem Stellen öffnungen erzeugt, um dort Verunreinigungen io Tunnel PG oben in F i g. 2 mit Hilfe eines in F i g. 3 eindiffundieren zu lassen und so die Transistoren, gezeigten Leiterstreifens 41 verbunden, der Basis-Widerstände und so fort zu bilden. Üblicherweise widerstand RB 30 ist mit seinem anderen Ende durch dienen bekannte Photolithographieverfahren der den in F i g. 3 gezeigten Leiterstreifen 40 mit dem Herstellung der Öffnungen im Oxydfilm. Mit Hilfe Tunnel PG verbunden, der in der Mitte der F i g. 2 derselben Verfahren werden Kontakte und Zwi- 15 dargestellt ist, und der Basiswiderstand RB 26 ist selenverbindungen zwischen den Schaltungselemen- schließlich mil seinem anderen Ende mittels des in ten hergestellt, beispielsweise, indem man in der Fig. 3 gezeigten Leiterstreifens PG' mit dom in Form eines bestimmten Musters Aluminium auf den F i g. 2 unten gezeigten Tunnel PG verbunden.
Oxydfilm aufdampft, und dieses metallische Muster Wo ein Leiterstreifen über einen Tunnel hinwegverbindet dann die Schaltungselemente miteinander 20 geführt ist, also beispielsweise an der Kreuzungsund läuft in Anschlußplättchen oder -stellen aus, an stelle des Leiterstreifens VC mit den Tunneln TB1-die äußere Zuleitungen angeschlossen werden kön- TB10, isoliert die Siliziumoxydschicht auf der Obernen. Das der Verbindung dienende metallische fläche des Halbleiterplättchens den Leiterstreifen Muster umfaßt Leiterstreifen auf dem Oxydfilm, die von den leitenden Tunneln, so daß keine elektrische sich in dessen öffnungen hineinerstrecken und so die as Zwischenverbindung besteht.
Verbindungen zu den Schaltungselementen her- Da die Steuermatrix komplexer ist als das Muster stellen. des Heizelementes und auch mehr Schaltungselemente Ein solches metallisches Muster auf einem Oxyd- aufweist, nimmt sie einen größeren Bereich des Halbfilm des Halbleiterplättchens 2 zeigt die Fig. 3. Eine leiterplättchens ein als dieses Heizelement-Muster; große, leitende Fläche, die mit dem Erdungszeichen 30 andererseits ist das letztere nahe der Steuermatrix versehen ist, verbindet alle Emitter der Transistoren angeordnet, und beide werden gleichzeitig hergestellt. 7* 1-7" 15 ebenso miteinander, wie die einen Enden Bei der beschriebenen Konstruktion entfällt das F.raller Emitterwiderstände RE 16-RE30. Die Wider- fordernis einer äußeren Steuerung, und die Zahl der stände RE20, REIS und ÄE30 sind in Fig. 3 dar- Verbindungsleiter wurde gegenüber dem Stand der gestellt, um diejenigen Stellen anzudeuten, an denen 35 Technik drastisch verringert.
die Massefläche mit diesen Emitterwiderständen ver- Nachdem das Halbleiterplättchen einem entbunden ist. Der Leiterstreifen VC verbindet die einen sprechenden Herstellungsverfahren unterzogen wor-Enden aller Widerstände R1-R 15 mit den einen den ist und sowohl das Heizelement-Muster als auch Enden der Kollektorwiderstände RC 16-RC20, wäh- die Steuermatrix mit dem erforderlichen Muster von rend ein Leiterstreifen VC die gemeinsamen An- 40 Verbindungsstreifen oder -leitungen enthält, wie dies schlußenden der Kollektorwiderstände RC21-RC30 die Fig. 3 zeigt, wird die bisher oben liegende Seite (in Fig. 2 mit VC bezeichnet) mit einem Ende des des Halbleiterplättchens nach unten gewendet und Tunnels Tvc (in F i g. 2 mit V1 bezeichnet) verbin- auf dem größeren, isolierenden Träger 1 befestigt, det. Ein Leiterstreifen 36 verbindet die Basis des Vorteilhaft ist die Verwendung eines ein Photowider-Transistors T15 mit einem Ende des Tunnels TB15, 45 standsmaterial enthaltenden Mittels, welches selek- und ein Leiterstreifen 37 stellt eine Verbindung zwi- ti ν auf die Anschlußplättchen der Leiterstreifen sehen dem anderen Ende des Tunnels JjB 15 und 21-35, PG' des Widerstandes RE 30 sowie der Leidem Emitter des Transistors Γ30 und dem einen tungen V1 (i gemäß F i g. 3 aufgebracht wird. Dann Ende des Emitterwiderstandes RE 30 her. Ein Leiter- bringt man einen Epoxy-Kleber auf das metallische streifen 38 verbindet die Basis des Transistors Γ14 so Verbindungsmuster. den Siliziumoxydüberzug und mit dem einen Ende des Tunnels TB14, und zwi- das Photowiderstandsmaterial des Halbleiterplättschen dem anderen Ende des Tunnels TB14 sowie chens auf, der zwar am Siliziumoxyd und an dem dem Emitter des Transistors T29 sowie dem einen metallischen Verbindungsmuster haftet, nicht aber an Ende des Emitterwiderstandes RE29 liegt ein Leiter- dem Photowiderstandsmaterial. Anschließend wird streifen 39. In gleicher Weise sind die Basiselektro- 55 das Halbleiterplättchen mit seiner Oberseite nach den aller Transistoren Tl-T 15 mittels der Tunnel unten gewendet und auf dem Träger 1 montiert, wie TB 1-TB15 mit den Emitterelektroden der Transisto- dies die F i g. 1 zeigt, und zwar so, daß die Anschlußren T16- T 30 sowie den Emirterwiderständen RE16- plättchen der Leiterstreifen 31-35, Vca über der RE30 verbunden. Die Leiterstreifen 21-35 verbinden öffnung 5 liegen, während die Anschlußplättchen der jeweils die Basiselektroden der Transistoren 7"30, 60 Leiterstreifen 26-30 und VC über der öffnung 6 und Γ29, 7"28, 7"27, 7"26, 7"21, Γ22, 723, 7"24, Γ25, die Anschlußplättchen der Leiterstreifen 21-25, des Γ16-7"20 mit den einen Enden ihrer Basiswider- Widerstandes ΛΕ30 und des Leiterstreifens PG' stände. Die sich vergrößernden Teilstücke der Leiter- über der öffnung 7 liegen. Diese Anschlußplättchen streifen 21-35 dienen später als Anschlußplättchen sind also durch die öffnungen des Trägers 1 hindurch für äußere Zuleitungen, d. h. insbesondere für Ein- H leicht zugänglich.
gargsleitungen, um ausgewählte Heizelemente mit Die Fig.4 zeigt eine Ansicht des Trägers 1 von
Strom beschicken zu können. Das Anschlußplättchen unten mit den öffnungen 5-7 und den durch diese
des Leiterstreifens21 (Fig. 3) entspricht dem Ein- hindurch sichtbaren AnschlußDlättehe«
ίο
Anschließend an die vorstehend geschilderten Ver- selektiven Ablösen der Photowiderstandsschicht werfahrep.sschritte wird der Epoxy-Kleber gehärtet, und den die freigelegten Bereiche der Halbleiteroberzu Beginn der Härtungsprozesse nimmt die Viskosi- fläche entfernt, wobei das Halbleitermaterial hinunter tat des Klebers stark ab, wie dies für derartige Kunst- bis zum Siliziumoxydfilm abgeätzt wird, so daß die stoffe vor der Polymerisation unter der Aushärtung 5 durch Luftspalte voneinander getrennten Halbleiterbekannt ist. Durch die geringe Viskosität fließt der Mesateile entstehen, wie sie die Fig. 1 zeigt.
Epoxy-Kleber, der das Photowiderstandsmaterial Die Fig.4 läßt in ihrer Draufsicht auf die Unterkaumoder überhaupt nicht benetzt, von den mit die- seite des isolierenden Trägers 1 ein metallisches sem Material überzogenen Flächen ab und sammelt Muster erkennen, das zuvor auf der Unterseite des sich in Bereichen rund um die Photowiderstands- io Trägers 1 gebildet worden ist und mit den Anschlußschichten unter Bildung von Meniskuskanten zusam- plättchen des Halbleiterplättchens zu verbinden ist. men mit den Wänden der öffnungen 5-7 im Träger 1. Die Verbindungsleitungen 42 sind sowohl an die Nachdem der Epoxy-Kleber vollständig ausgehärtet Anschlußplättchen als auch an die Leiterstreifen an ist. kann man das Photowiderstandsmaterial in üb- der Unterseite des isolierenden Trägers 1 angeschloslicher Weise entfernen, so daß die Anschlußplättchen 15 sen und greifen dabei durch die öffnungen 5-7 hinfrei von Kleberverunreinigungen freigelegt werden durch.
und sich so gute elektrische Anschlüsse herstellen Wie diese Figur am besten erkennen läßt, bilden lassen. die Anschlußplättchen der Leiterstreifen 21-35 zu-Die sich nun oben befindende Fläche des Halb- sammen mit dem Leiterstreifen PG' die Eingangsleiterplättchens, von der die Heizelemente und die 20 anschlüsse für die Steuermatrix, um so die Heizele-Schaltungselemente der Steuermatrix einen Abstand mente des Heizelement-Musters selektiv mit Strom aufweisen, wird dann soweit als möglich abgearbei- beschicken zu können, wie dies zuvor an Hand der tet, damit das Halbleiterplättchen so dünn wie wün- Fig. 5 und für die Eingangsanschlüsse/29, /30 und rchenswert wird. Dies kann in einem oder in mehre- den Anschluß PG erläutert worden ist. Der Zuführen Schritten geschehen, beispielsweise durch Läppen, 25 rung der Heizleistung dienen die Streifen V(:ü, um Sandstrahlen oder Ätzen. Es muß jedoch darauf das Massepotential und die Kollektorspannung an die geachtet werden, daß die pn-Übergänge erhalten blei- Schaltung anzulegen.
ben. Da das wärmeempfindliche Aufzeichnungs- oder Dadurch, daß das wärmeempfindliche Material Widergabematerial auf die Oberfläche des Halbleiter- zur Widergabe einer Information in direktem Konplättchens aufgebracht oder über diese hinweggeführt 3° takt mit dem monokristallinen Silizium der Mesateilwird, wird die Halbleiterplättchenoberfläche ehe- chen steht und daß die letzteren außerordentlich misch oder mechanisch poliert. dünn ausgebildet sind, ergibt sich ein guter Wärme-Anschließend wird rund um jedes Transistor-Heiz- übergang von den Heizelementen auf das wärmewiderstands-Paar Halbleitermaterial des Plättchens 2 empfindliche Material. Die Mesateilchen des Heizentfernt, so daß bei dem Ausfuhrungsbeispiel ein 35 element-Musters sind in hohem Maße elektrisch und Muster von 3 · 5 Mesateilen aus Halbleitermaterial thermisch voneinander isoliert, und gleichzeitig erentsteht, dessen Mesateile durch Luftspalte vonein- reicht man bei der beschriebenen Konstruktion eine ander getrennt sind. Zu diesem Zweck wird eine hohe Dichte an Schaltelementen für die Steuermatrix. Photowiderstandsschicht über die Oberfläche des Selbstverständlich kann jedes beliebige Muster von Halbleiterplättchens 2 gelegt und anschließend mit 40 Heizelementen vorgesehen sein, da das Muster von Hilfe einer Photomaske so belichtet, daß das ge- 5-3 Heizelementen nur ein Ausführungsbeispiel wünschte Muster entsteht. Nach dem Entwickeln und darstellt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

in die eine Seite der Halbleiterplatte eindiffundiert werden. Patentansprüche:
1. Integrierte Halbleiterschaltung zur thermi- S
sehen Anzeige von Informationen mit in einem
Muster angeordneten,'- voneinander isolierten
Heizelementen, die in einer gemeinsamen, von Die Erfindung betrifft eine integrierte Halbleiter-
einem isolierenden Träger getragenen Halbleiter- schaltung zur thermischen Anzeige von Informa-
platte angeordnet sind, denen jeweils mindestens io tionen mit in einem Muster angeordneten, vonein-
ein Halbleiterbauelement zugeordnet ist und die ander isolierten Heizelementen, die in einer gemein-
. durch ein Muster von Verbindungsleitungen mit- samen, von einem isolierenden Träger getragenen
einander urd mit einer Steuermatrix verbunden Halbleiterplatte angeordnet sind, denen jeweils min-
sind, wobfci zumindest einige der Verbindungs- destens ein Halbleiterbauelement zugeordnet ist und
leitungen als durch Diffusion gebildete leitende 15 die durch ein Muster von Verbindungsleitungen mit-
Zunen in einer der Flächen der Halbleiterplatte einander und mit einer Steuermatrix verbunden sind,
ausgebildet sind, dadurch gekennzeich- wobei zumindest einige der Verbindungsleitungen als
net, daß die Steuennatrix und die Heizelemente durch Diffusion gebildete, leitende Zonen in einer der
in der gleichen Ebene der gemeinsamen Halb- Flächen der Halbleiterplatte ausgebildet sind,
leiterplatte ausgebildet sind und daß die Heiz- 20 Eine integrierte Halbleiterschaltung zur thermi-
elemente, abgesehen von den sie verbindenden sehen Anzeige von Informationen mit in einem
Verbindungsleitungen, voneinander und von der Muster angeordneten, voneinander isolierten Heiz-
Steuermatrix isoliert sind. elementen, die in einer gemeinsamen, von einem iso-
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Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
8339 Ceased/non-payment of the annual fee