DE1764959C3 - 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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DE1764959C3
DE1764959C3 DE1764959A DE1764959A DE1764959C3 DE 1764959 C3 DE1764959 C3 DE 1764959C3 DE 1764959 A DE1764959 A DE 1764959A DE 1764959 A DE1764959 A DE 1764959A DE 1764959 C3 DE1764959 C3 DE 1764959C3
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Edward Michael Ruggiero
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Description

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 bei 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 5 förmigen, einkristallinen Halbleiterkörper auf und
auch als Druckkopf für einen Wärmedrucker geeignet enthält das eigentliche Heizelement, das an ier
ist und bei der bei gedrängtem Aufbau sichere Ver- Unterseite des Mesakörpers dem Träger 1 benach-
bindunp,en 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 teilchcns 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 E jene der gemeinsamen Halbleiterplatte aus- empfindlichen Material, so daß dort die Abbildung gebildet F.nd und daß die Heizelemente, abgesehen 15 eines Symbols oder einer anderen Information gebilvon den sie verbindenden Verbindungsleitungen, von- det werden kann,
einander und von der Steu.ermatrix 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 Halbleiterplatte in deren erstem Be- unter den Mesateilchen, d. h. zwischen dem Halbreich die Heizelemente und in deren zweitem Bereich leiterplatten 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- as 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 Stetlen 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 dungsmusu r 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, ♦<* 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 4s sammenwirkt.
Steuerschaltung auf der Oberfläche der in F i g. 2 Das zwischen dem Halbleiterplättchen 2 und dem
gezeigten Anordnung, Träger 1 angeordnete metallische Verbindungs-
F i g. 4 eine Draufsicht auf ein Muster von Ver- muster läuft in Anschlußplättchen aus, die über OfT-bindungsleitungen 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 Steueischaltung. 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- ίο 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 I ist ein einkristalle und dem Träger 1..
nes Silizium-Halbleiterplättchen 2 montiert; der Trä- «5 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 tin iso- fläche des ausgewählten Mesateilchens zu erhitzen.
rungsfunktion, dient der Verstärkung, .und ihnfentwickelte Warme unterstutzt die Bih.umi?der Oberfläche des Mesateildiens Au diese W .se,sls
ungt gleichzeitig mit der zg
η tot er^ im b Diffusionsverfahren gebildet
ge dieser einstückig iet daß zw.sehen
alsc die Heizelemente d.rekt von e.ner Steuerung niederer Leistung angesteuert werden.
Die Fig.5 zeigt .die Pa»™IK m A"Ä*d.X™ jeweils einem Trans.stor und «"em Wideband so sind nebeneinander ein Transistor Γ14 und ein Heiz
widerstand/? 14 angeordnet und mit™ S*^ schaltung versehen die be, dem /^ rungsbeispiel einen Transistor Γ29 und ^ RC 29, RE 29 und RB 29 umfaßt. Die S™ung derart, daß das eine Ende des He.rjn^ümdes m« dem Kollektor des ,hm ^^"^J^g^ verbunden ist, wahrend das andere Widerstandes am positiven Pol VC
E d T™
am positiven Pol VC ein pg quelle liegt. Der Emitter des T™njBtor^be«p.ds vveise des Transistors Γ14 ,st geerdet, wahrenfl Q« Basis mit der Steuerschaltung verbunden ist. Be. dem blld,eBas,srn^ ^ ^^ ^^ ^^ n.,eilende
ebensolche p-leitende Basiszone und eine Zeh Diffusion geschaffene η-leitende Emitterzone Treibertransistor 716-730 ist mit e.nem höd Kollektorwiderstand verbunden, und die g se sin 8 d mit RCU-RCM bezeichnet. Sie weisen jewei,s einen, durch Diffusion gebildeten n-le.tenden , dc_ ^ mit der zugehongen KoI-
fektorzone des Treibertransistors im Diffusionsver-™7οί1αε1 wurde. und zwar so, daß ein Ende ao des KoUektorwiderstandes einstückig mit dem KoI- ^ höri Treibertransistors verbunden Spannungs t Kllktiderstandes
^ höri Treibertransistors v
t Kollektorwiderstandes
^ ^ ist als0 innerhalb des Halbleitermate-
Kollektor des zugehörigen Treiber-30 bd Di drch D.ffu
einen
«Si
Widerstände RC 21RC 25
^j ^^ innerhalb des Halbleitermatenals mit jeweils einem Ende der durch Diffusion gebildeten Widerstände RC30. RC29. RC28, RC27 und RC26 b dcn_ Dic Basiswiderstände RB16-RB30 stel-Diffusion gebildete, p-leitendc Zonen in
^ Oberfläcne des Halble.terplättchens 2 dar und Basiselektrode der zugehörigen
Treibertransistoren Γ16-Τ30 verbunden. Bei den
Emittenviderständon R£16-RE30 handelt es sich
schließlich um Diffusion gebildete, p-leitende Zonen
^ ^ ^^.^ d£s HalblelterplaUchens 2. die nut d Emittern der zugehörigen Treibertransistoron
verbunden sind. Eine im Diffusionsvor
gg
Basis mit der Steuerschaltung verbunden ist. Be. dem istors716.r30 verbunden. Die durch D.ffu-
gezeigten Ausführungsbe,sP,el,sld,eBas,srn^ 5 Widerstände RC 21-RC 25 sind mn
Emitter des zugehongen Transistors der Meuerscnai ^j* ^^ inerhalb des Halbleitermatenals mit lung verbunden.
Werden gleichzeitig P
Eingangsanschluß/29 und einen lcgt. so öffnet der Trans.stor 729. s nung an seinem Emitter positiver der Transistor TU öffnet. De dadurch Stromfluß im Heizwiderstand Rl·4 e
heißen Punkt auf der .Obe^^5
Mesateils. in dem sich der Trans.sto<
Heizwiderstand R 14 befinden. Der A
mit allen Transistoren von der Arider lra"s^
729 und 730 verbunden, und zwar «^r d« ^r
stände ΛΒ 29 und RBM, so daß d^
Auftreten eines positiven Impuls;esam^
und an einem ^''"^Κ oder
oder /30 den^ entsprechenden Transistor Γ»οα
Γ30 öffnen läßt und cmc Beheizung des zugenong , ^d RLibREi <
ausgewählten Heizelementes zur hoige; nai. isolierenden pn-Obergängc zwischen den Schaltunc Bei dem gezeigten Ausfuhrungsbuspe m. einem jn| Halble,termaterial zu er2CUgcn. Fenn,
ter von 3 · :· Heizele ment en sind fun fzehn Maio ^d hochdo(ierte n.,citcnde Zonen rßl.rßl5 n.v
und dzmu '«"1«™ d uesehen. die im Halbleiterplättchcn 2 angeordnete.
^ leitende »Tunnel enthalten! um die BasLselcktnxU'n
dcr Trans.sUwn M.ri5 ohm,sch m„ den vcrsct,c
^^^ Schaltuncselementen der Sieuermatnx /u xcibinden. Eine weitere hochdotierte, n-kitcnde und <m D.*usionsverfahren erzeuge Zone Tn bildet eben leitenden Tunnel im Halbleitermatena! ^ ScWicBHch sind drc, wcncrc hochdolierte, „.leitend,
und im Diffusionsverfahren erzeugte Zonen Pf» ir Oberflächc des Haibleiterplfttchens2 vorge sehen, und zwar nahe den drei Widerstandsgruppci und REi6_REm, RB2i-RB25 urK Rfe21-Rfc25 sowie RB26-RB30 und RE26-RE* ^ ^^^^ ^.^ n leitcn(kn Tunne, tjnd de,
darunteriiegendcn. Heitenden Halbteitermaiens vorgesehene pn-übergang isoliert die Tunnel uitci cinander und von den anderen Schaltun^setenvntcr hid Ti Widtand«
Halbleuerplättchen, umgibt jede der ebenfalls im
Diffusionsverfahren erzeugten, p-leitcnden Zonen. dje ^ ^ ^ FmiUcrwiderständc RBl(,-RB?0
RLib_REiQ cnlha„cn< um dic Vorieilln«i;.n.
Muster
Icitcr-Mesateile
Transistoren und
(714-R14.
Treibertransisioren (
gangsanschlüssc(/29. /30)
Der Aufbau «»«»^^^^^ Stcucrmatnx gemäß Fig.J law «en icic
einer Schilderung des Herstellung^ erf ahrens vcr stehen.
φηΑβη 2. das aus besteht. Die
lici/elementc weisen
reiche in der Ol*i;^
und sind mit Γ1-715 und
sämtlich 'nncihaibdCTFcn^ g Mcsaie.lsiück aus Halble.termatcnal der Transistor, beispielsweise ckr
wciM eine durch ^'^"'".^^'ti fcklnmmc 9. e.ne ebenfalls durch dctc. ρ leitende Basis/one 10 und sc c-bcnv»k!»e η-leitende I mittcr/one 11 aiii der
der
auf
aut
^seten
vcrschicdcncn Transistoren, Widerstand« Tunnel und isolierenden rm-Pbcrgängc werden i. , ,a,WchcrpläHchcn 2 mit Hilfe des «,Wichen Plana · ,hermisch ein Oxydfilt
auf einem p-leitenden SiliziumpläUchen erzeugt wird, das einen geeigneten spezifischen Widerstand hat. Zur Erzeugung dieses Oxydfilmes wird das Plättchen in einem Ofen erhitzt, wobei gleichzeitig ein Oxydationsmittel über seine Oberfläche hinweggeleitet wird. Der sich dabei ergebende Siliziumdioxydfilm dient als Maske gegen Verunreinigungen, die später in das Halbleiterplättchen eindiffundiert werden. Anschließend werden im Oxydfilm an ausgewählten Stellen Öffnungen erzeugt, um dort Verunreinigungen eindiffundieren zu lassen und so die Transistoren, Widerstände und so fort zu bilden. Üblicherweise dienen bekannte Photolithographieverfahren der Herstellung der Öffnungen im Oxydfilm. Mit Hilfe derselben Verfahren werden Kontakte und Zwischenverbinduiigeii zwischen den Schaltungselementen hergestellt, beispielsweise, indem man in der Form eines bestimmten Musters Aluminium auf den Oxydfilm aufdampft, und dieses metallische Muster verbindet dann die Schaltungselemente miteinander und läuft in Anschlußplättchen oder -stellen aus, an die äußere Zuleitungen angeschlossen werden können. Das der Verbindung dienende metallische Muster umfaßt Leiterstreifen auf dem Oxydfilm, die sich in dessen (»ffnungen hineinerstrecken und so die Verbindungen zu den Schaltungselementen hersteller..
Lin solches metallisches Muster auf einem Oxvdfilm des Halbleiterplättchens 2 zeigt die Fig. 3. Eine große, leitende Fläche, die mit dem Erdungszeichen versehen ist, verbindet alle Emitter der Transistoren 7 1-Γ15 ebenso miteinander, wie die einen Enden ulier Emitterwiderstände RE16-RE30. Die Widerstände «£20, REIS und RE30 sind in Fig. 3 darui>;-llt. um diejenigen Stellen anzudeuten, an denen die Massefläche mit diesen limitterwiderständen verbunden ist. Der Leiterstreifen VC verbindet die einen Finden aller Widerstände R i-R 15 mit den einen linden der Kollektorwiderstände RC 16-RC 20. während ein Leiterstreifen VC" die gemeinsamen Ansehlußenden der Kollektorwiderstände RCll-RCiO (in Fig. 2 mit \'C bezeichnet 1 mit einem Ende des Tunnels ru (in F ι g. J mit i , bczeicmiet) vcibnidel. F.in Leiterstreilen 36 verbinde; die Basis des Transistors 7 15 mit einem Fnde des Tunnels 7~ßl5. und ein Leiterstreifen 37 stellt eine Verbindung zwischen dem anderen Fnde des Tunnels TBlS und dem I miner des I i.msistois I 30 und dem einen F':ide des I mitterwideistande^ W/ 30 her. I in I eile streifen 38 verbindet die Ba'^ des T;ansistotx 7 14 mit dem einen I nde des Ti,' ,eis /#14. und /w: sehen dem anderen Fnde des Tunnels /ßl4 sowie dem Iimiller de- I lansistors / 29 -,owie ι!;·ηι einen Fnile des I .mitterw ule'stande^ Rl 29 hegt ein 1 eitel streiten 39. In den her Weise sind die Basiselektroden aller TransMoien 7 I-/ 15 Mittels der Tunnel IHiIHiS mit ilen I niitterelekiiuien der Transistoren 7 16/ 30 sowie den Fmittcrwideisiandcn /?/. 16- Rl. 30 verbunden. Die I eiterstreiten 21-35 verbinden jeweils die Basiselektroden der lransistoren Γ30. 7 29. 12». Γ 27. 7 26. Λ 21. Γ 22. 7 23. Γ 24. T 25. 7 16-7 20 mit Jen einen linden ihrer Basiswiderstände. Die sich vergrößernden Teilslücke der Lederstreifen 21-35 dienen später als Ansehlußplättchcn fur äußere Zuleitungen, d. h insl->esonderc für EinsMtigslcitungcn. um ausgewählte Heizelemente mit Nimm beschicken /u können Das Anschlußplättchen des l.citcmtrcifens 21 (Fig. 3) entspricht dem Fingangsanschluß/30 in Fig. 5, und das Anschlußplättchen des Leiterstrcircns22 (Fig.3) entspricht dem Eingangsanschluß /29 in Fi g. 5.
Die anderen Enden der Basiswiderstände RB16-/Cß30 sind mit dem in Fig.2 gezeigten Tunnel PG verbunden, und die Enden dieser Tunnel rind ihrerseits durch den Leiterstreifen PG in Fig. 3 miteinander verbunden. So ist beispielsweise der Basiswiderstand RB20 mit seinem anderen Ende mit dem ίο Tunnel PG oben in F i g. 2 mit Hilfe eines in F i g. 3 gezeigten Leiterstreifens 41 verbunden, der Basiswiderstand RB 30 ist mit seinem anderen Ende durch den in F i g. 3 gezeigten Leiterstreifen 40 mit dem Tunnel PG verbunden, der in der Mitte der Fig. 2 dargestellt ist, und der Basiswiderstand RB 26 ist schließlich mit seinem anderen Ende mittels des in F i g. 3 gezeigten Leiterstreifens PG' mit dem in F i g. 2 unten gezeigten Tunnel PG verbunden.
Wo ein Leiterstreifen über einen Tunnel hinwegao geführt ist, also beispielsweise an der Kreu/ungsstelle des Leiterstreifens VC mit den Tunneln Γβΐ-7ΛΒ10, isoliert die Siliziumoxydschicht auf der Oberfläche des Halbleiterplättchens den Leiterstreifen von den leitenden Tunneln, so daß keine elektrische Zwischenverbindung besteht.
Da die Steuermatrix komplexer ist als das Muster des Heizelementes und auch mehr Schaltungselemente aufweist, nimmt sie einen größeren Bereich des Halbleiterplättchens ein als dieses Heizelement-Muster; andererseits ist das letztere nahe der Steuermatrix angeordnet, und beide werden gleichzeitig hergestellt. Bei der beschriebenen Konstruktion entfällt das Erfordernis einer äußeren Steuerung, und die Zahl der Verbindungsleiter wurde gegenüber dem Stand der Technik drastisch verringert.
Nachdem das Halblcitcrplättchcn einem en! sprechenden Herstellungsverfahren unterzogen worden ist und sowohl das Heizelement-Muster als auch die Sieuermairi\ mit dem erforderlichen Muster von Verbindungsstreifen oder -leitungen enthält, wie dies die Fig. 3 zeigt, wird die bisher oben liegende Seite des Halbleiterplättchens nach unten gewendet und auf dem größeren, isolierender. Träger 1 befestigt. Vorteilhaft ist die Verwendung eines ein Photowiderstandsmaterial enthaltenden Mittels, welches selektiv auf die Anschlußplättehen der leiterstreifen 21-35. PC/ des Widerstandes RiT30 sowie der Leitung π F, , eem'äß Fi c. 3 riV'ycbrncht wird Dann brmiit man einen I.pow-Kleber auf das meta'iisehe ,se \ erbindungsmuster, den Sili/iumo\vdi:bct/u;: ιιηΊ da^ Photowidcrstandsm.iierial des H:iibU ite ">lätt eh»..is auf. dei /war an Sili/iumovvd und an der; nie;allischen \ cibindunpMnu-ter haftet, nicht aK-r an dem PbotowiderstandMn ltcnal. Anschließend wir.: ii is i iaibleiteipiuttehen mit seiner Oberseite naei unten gewendet und auf dem Trager 1 montiert, wk dies die F i c 1 zeigt, und /war so. daß die Anschluß plättchen der Lederstreifen 31 35. V((i über dei Öffnung 5 liegen, während die Ans^ hlußplättchen dei Leuerstreifen 26-30 und VC über der öffnung 6 um die Anschlußplättchen der Leiterst:eifen 2!-25, de Widerstandes RE30 und des Lciterstrci'em PG über der öffnung 7 liegen. Diese Anschlußplättchci sind also durch die öffnungen des Trägers 1 hindurcl leicht zugänglich.
Die F i g. 4 zeigt eine Ansicht des Trägers 1 voi unten mit den öffnungen 5-7 und den durch die« hindurch sichtbaren Anschlußplättchen.
- ■
ίο
Anschließend an die vorstehend geschilderten Ver- selektiven Ablösen der Photowiderstandsschicht werfahrensschritte 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 F i g. 1 zeigt.
Epoxy-Kleber, der das Photowiderstandsmaterial Die Fig.4 läßt in ihrer Draufsicht auf die Unterkaum oder 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 Halbleitcrplättchens 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 L'nterseite des isolierenden Trägers 1 angeschloslicher Weise entfernen, so daß die Anschlußplättchen i$ 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 Anschlußplältchen 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 so anschlüsse für die Steuermatrix, um so die Heizelc-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 sehenswert 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(:(i, 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 wärmeempfindlichc Material Widergabematerial auf die Oberfläche des Halbleiter- zur Widergabe einer Information in direktem Konplättchens aufgebracht oder über diese hinwcggeführt 3° takt mit dem monokristallinen Silizium der Mesateilwird, wird die Halbleiterplättchenoberflä.he ehe- chen steht und daß die letzteren außerordentlich misch oder mechanisch poliert. dünn aureobildc; sind, ergibt sich ein guter Wä-mc-
Anschließend wird rund um jedes Transistor-Heiz- übergang von den Heizelementen auf das wärmewiderstands-Paar Halbleitermaterial des Plättchens 2 empfindliche Material. Die Mesateilchcn des Heizentfernt, so daß bei dem Ausführungsbeispiel ein 35 element-Musters sind in hohem Maße elektrisch und Muster von 3 · 5 Mesateilen aus Halbleitermaterial thermisch voneinander isoliert, und gleichzeitig erentsleht, dessen Mesateile durch Luftspalte votiein- 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 4° 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 (7)

1 2 in die eine Seite der Halbleiterplatte eindiffundiert werden. Patentansprüche:
1. Integrierte Halbleiterschaltung zur thermi- 5
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 und mit einer Steuermatrix verbunden Halbleiterplatte angeordnet sind, denen jeweils min-
sind, wobei zumindest einige der Verbindungs- destens ein Halbleiterbauelement zugeordnet ist und
leitungen als durch Diffusion gebildete ieitende 15 die durch ein Muster von Verbindungsleitungen mit-
Zonen in einer der Flächen der Halbleiterplatte einander und mit einer Steuermatrix verbunden sind,
ausgebildet sind, dadurch gekennzeich- wobei zumindest einige der Verbindungsleitungen als
η e t, daß die Steuermatrix und die Heizelemente durch Diffusion gebildete, leitende Zonen in einer der
in der gleichen Ebene der gemeinsamen Halb- Flächen der Halbleiterplatte ausgebildet sind,
leiierplatte ausgebildet sind und daß die Heiz- ao 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-
2. Halbleiterschaltung nach Anspruch 1, da- lierenden Träger getragenen Halbluterplatte angedurch gekennzeichnet, daß die Steuermatrix (4) as ordnet sind, denen jeweils mindestens ein Halbleitermittels mindestens eines pn-Ubergangs 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, Steuermatrix verbunden sind, ist durch die USA.-dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiter- Patentschrift 3 323 241 bekannt. Die 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 Steuermatnx 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 Hi !Weiterschaltung zur im Halbleitermaterial des zweiten Bereichs vor- thermischen Anzeige getrennte Baueinheiten sind, die gesehene pn-Ubergänge elektrisch gegeneinander « 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-
1 iemente aufweist. ander isolierten Heizelemente auf wärmeempnnd-
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 Steuermatrix gebildet werden bindungsleitungen zu einer Steuermatrix 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 hefe- von voneinander isolierten Heizelementen ein besonstigt wird, und daß dann an ausgewählten Stellen deres Halbleiterplättchen erforderlich ist und daß die im ersten Bei eich 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.
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