DE1765402A1 - Verfahren zum Herstellen leitender Mehrfach-Durchfuehrungen - Google Patents

Verfahren zum Herstellen leitender Mehrfach-Durchfuehrungen

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Gerrit Verspui
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Description

Dipl.-!ng. HORST AUER
Anmelder: N.V.F;:.L:.:j-uLj£.uM?ciifABIllEKEH
Akie: PHN- 2424
Anmeldung vom ι 22. April 1968
N.V.Philips1 Gloeilampenfabrieken, Eindhoven/Holland.
"Verfahren zum Herstellen leitender Mehrfach-Durchführungen".
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung leitender Mehrfach-Durchführungen.
Unter leitenden Durchführungen sind in diesem Zusammenhang Isolierkörper zu verstehen, in denen leitende Elemente aufgenommen sind, die sich durch diese Körper hindurch von einer Oberfläche zur entgegengesetzten Oberfläche erstrecken. Solche Durchführungen werden bekanntlich benutzt, um elektrisch leitende Verbindungen durch eine Trennwand hindurch herzustellen.
Es ist bekannt, zu diesem Zweck einzelne Metalldrähte in ein Isoliermaterial, z.B. Glas, einzuschmelzen oder einzusintern, Solche Durchführungen haben z.B. bei der Herstellung von Glühlampen und Entladungsröhren Anwendung gefunden.
Die bekannte Herstellung von Durchführungen bereitet Jedoch Schwierigkeiten, wenn eine Vielzahl leitender Elemente gemäß einem bestimmten Muster auf einer kleinen Fläche untergebracht werden müssen.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es, wie aus "Transactions Metallurgical Society AIME" 233, 1965, 1053, bekannt ist, möglich ist, mehrere leitende Stoffe, wie Si, SlC
PHN- 2424
Br/8 109830/0637
und GaP, mittels eines VIS-(vapour-liquid-solid)-Mechanismus mit gewünschter Dicke und Länge an vorherbestimmten Stellen etwa senkrecht auf der Oberfläche eines Substrats aufwachsen zu lassen und das erhaltene Gebilde aus leitenden Elementen auf einfache Weise durch Anbringung von Isoliermaterial zwischen ihnen in eine leitende Mehrfach-Durchführung umzuwandeln.
Bei VLS-Wachstum wird, wie im erwähnten Artikel beschrieben worden ist, in örtlich auf einem Substrat angebrachten Tropfen eines geschmolzenen Metalls, in dem der zu kristallisierende Stoff lösbar ist, dieser Stoff oder seine Bestandteile aus einer Gasphase aufgenommen und über die Tropfen auf dem Substrat abgelagert.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung leitender Mehrfach-Durchführungen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf einem Substrat durch einen VLS-Mechanismus leitende Elemente aufwachsen läßt, anschließend Isoliermaterial zwischen den Elementen anbringt;, dann das Substrat entfernt und schließlich die leitenden Elemente mit Kontakten versieht.
Die Anbringung des Isoliermateriale kann mit Hilfe einer Lösung oder Schmelze des Isoliermateriale z.B. durch Gießen, Eintauchen oder Aufsaugen, oder aber durch Zwischensteuen eines pulvrigen Isoliermaterials und anschließendes Sintern oder Schmelzen erfolgen.
Die äußere Begrenzung der Durchführungskörper kann selbstverständlich dadurch hergestellt werden, daß die Anbringung des Isoliermaterials in einer Form stattfindet.
Das Substrat, auf dem das Gebilde aus leitenden Elementen gewachsen ist, kann z.B. durch Ätzen oder Schleifen beseitigt werden.
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Beispiel 1.
Auf einem scheibenförmigen Siliziumeinkristall 1 werden, wie in Draufsicht im vergrößerten Maßstab in Fig. 1 dargestellt ist, durch eine Lehre Goldfleckchen 2 mit einem Durchmesser von 10 Mikron und einer Dicke von 20 Mikron aufgedampft. Die Goldfleckchen sind in einem quadratischen Muster im Abstand von 50 Mikron voneinander angeordnet.
Bei Erhitzung auf 95O0C in einer Wasserstoffatmosphäre bilden sich Tropfen einer Au-Si-Legierung. Dann wird dem Wasserstoff unter AuQenluftdruck 0,1 56 SiCl. zugesetzt. Aus dieser Gasatmosphäre wird Silizium in den Tropfen aufgenommen, das sich epitaxial auf dem Siliziumkristall ablagert. Auf diese Weise wachsen, wie in Fig. 2 im Schnitt dargestellt ist, auf dem Siliziumsubstratkristall 1 Siliziumhaarkristalle ^whiskers") gemäß dem Muster der Goldfleckchen 2 der Fig. 1. Am freien Ende jedes Haarkristalles befindet sich ein Goldsiliziumtropfen
Dann wird eine zylindrische Form 5 angebracht und mit einem Kunststoff 6, z.B. einem Epoxydharz, ausgegossen. Nachdem die Oberseite eben geschliffen worden ist, werden die Siliaiumhaarkristalle an dieser Seite durch elektrolytisches Verkupfern mit Kontakten 4 versehen. v
Schließlich wird das Siliziumsubstrat 1 an der Unterseite durch Lösen in HF-HNO, entfernt, wonach die so frei gewordenen Enden der Haarkristalle mit Kupferkontakten versehen werden.
Beispiel 2.
Ein plattenförmiger Siliziumkarbidkristall wird auf eine der im Beispiel 1 beschriebenen.und in Fig. 1 dargestellten ähnlichen Weise durch Aufdampfen durch eine Maske hindurch mit einem
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kreisförmigen Muster aus in Abständen von 100 Mikron angeordneten Eisenfleckchen mit je einen Durchmesser von 10 Mikron und einer Dicke von 50 Mikron versehen.
Das Ganze wird bei einer Temperatur von 130O0C in einem Wasserstoff strom, der 0,01 # Methylchlorsilan (SiHCLgCH,) und 0,001 $> AlCl, enthält, behandelt. Dabei schmilzt das Eisen und Silizium, Kohlenstoff und Aluminium lösen sich aus der Gasphase im Eisen. Auf dem Substratkristall lagert sich mit Aluminium i dotiertes Siliziumkarbid aus den Eisentropfen epitaxial in Form ' gut leitender Haarkristalle, "whiskers", in einem dem der Eisen- · fleckchen entsprechenden Muster ab.
Anschließend werden auf ähnliche Weise, wie im Beispiel 1 an Hand der Figur 2 beschrieben wurde, die Haarkristalle auf dem Substrat durch eine zylindrische Form umgeben, die mit Hartglaspulver gefüllt wird, das dann geschmolzen wird. Danach wird '' das Substrat entfernt, und beide Flächen werden eben geschliffen.
Schließlich werden die Enden der Haarkristalle elektrolytisch vergoldet und der übergangswiderstand der Kontakte duroh Spannungedurcheohlag erniedrigt.
Patentanspruch:
■■■-.-■ \
109830/06 3 7 · - 5 -

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Herstellung leitender Mehrfach-Durchführungen, dadurch gekennzeichnet, daß man auf einem Substrat durch einen VLS-Mechanismus leitende Elemente aufwachsen läßt, zwischen diesen Isoliermaterial anbringt, das Substrat entfernt und die leitenden Elemente mit Kontakten versieht«
    ORIGINAL INSPECTED
    109830/0637
    Lee rs e
    i te
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