DE1919144A1 - Mikrominiaturisierte elektronische Schaltung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Mikrominiaturisierte elektronische Schaltung und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
- Publication number
- DE1919144A1 DE1919144A1 DE19691919144 DE1919144A DE1919144A1 DE 1919144 A1 DE1919144 A1 DE 1919144A1 DE 19691919144 DE19691919144 DE 19691919144 DE 1919144 A DE1919144 A DE 1919144A DE 1919144 A1 DE1919144 A1 DE 1919144A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- dielectric layer
- monocrystalline
- layer
- single crystal
- energy beam
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture 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
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
- H01L23/291—Oxides or nitrides or carbides, e.g. ceramics, glass
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10S117/905—Electron beam
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/008—Bi-level fabrication
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/043—Dual dielectric
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/048—Energy beam assisted EPI growth
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/071—Heating, selective
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/152—Single crystal on amorphous substrate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Description
Unser Zeichen: T 751
■Texas Instruments Incorporated
13500 Hdrth Central 'Expressway
Dallas,- Texas (V,St.A.Q ■
Dallas,- Texas (V,St.A.Q ■
Mikrominiaturisierte elektronische Schaltung und Verfahren zu ihrer Herstellung.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer
mikrominiaturisierten elektronischen Schaltung und insbesondere eine mit Hilfe der Energie eines Elektronenstrahls
hergestellte mikrominiaturisierte elektronische Mehrschichtschaltung.
In der deutschen Patentanmeldung P 15 64 962.2 ist ein
Verfahren beschrieben, bei dem mit Elektronenstrahlen Vorsprünge oder Hügel auf einkristallinem Halbleitermaterial
erzeugt werden, in welchem ansehliessend
Schaltungselemente gebildet werden. Bei dem beschriebenen Verfahren wird ein hoehenergetischer Elektronenstrahl auf
ein aus einem einkristallinen Plättchen bestehendes Substrat gelenkt. Durch ein gemäss einem vorbestimmten Programm
durchgeführtes impulsförmiges Steuern des Elektronenstrahls über die Eläche des Plättchens werden an gewünschten Stellen
viele Vorsprünge oder Hügel aus einkristallinem Material mit gegebenen Abmessungen erzeugt. Die Energie des hoeh-
009813/U9A
energetischen Strahls beträgt in einem typischen Fall ■ 10O ■ keV bei einem Strählstrom, der etwas kleiner,
als 5 P-A ist. Die Impulsfrequenz beträgt etwa 250 Hz. .
Bisher sind verschiedene Halbleiterschaltungselemente wie etwa Transistoren,. Dioden und Widerstände in diesen
Vorsprüngen oder in. den durch ein Elektronenstrahlschn&id- ■-verfahren umgrenzten Flächen hergestellt worden. Dies
geschah zusätzlich zum üblichen Verfahren mittels -Phoromaskierung
und chemischer Ätzung. Durch eines oder durch eine Kombination dieser Verfahren konnte 'eine integrierte
Schaltung in Planartechnik hergestellt werden. Wegen der <=-
Schwierigkeiten, die beim Ausrichten, insbesondere beim Photo— maskierungs— und Ätzverfahren auftraten, war es jedoch ,
schwierig, wenn nicht gar unmöglich, Mehrschichtschaltungen herzustellen.■
Mit dem in der oben genannten, gleichzeitig schwebendem
Anmeldung - beschriebenen Elektronenstrahlverfahren konnten zwar verhältnismässig reine einkristalline Bauelementengebiete erzeugt werden, doch führten andere Verfahren zur
Herstellung integrierter "Schaltungen in Planartechnik
zu Baue-lementengebieten, die oft unerwünschte Verunreinigungen enthielten. Diese Verunreinigungen -beeinflussten
die Arbeitsweise der Vorrichtung oft in schädlicher
Weise. Die unter Verwendung von Pnotomaskierung und -■: -" -chemischem
Ätzen durchgeführten Verfahren eignen sieh
ausserdem nicht für die Erzeugung einer groösen Dichte ■ ' der
Schaltungselemente. ' ■ ·
Es ist das Ziel der Erfindung, eine mikrominiaturisierte
elektronische Mehrschichtschaltung herzustelleil, mit der
sich eine grösse Anzahl von dicht aneinandergefügten zuverlässigen
Schaltungselementen auf einem ^Plättchen
erzeugen lässt. Fach der Erfindung soll eine mikrominiaturisierte elektronische Schaltung mit Hilfe eines
• BAD ORIGINAL
009813/1Ϊ94 ^
Elektronenstrahls zusammen mit anderen Herstellungsverfahren erzeugt werden. Auch eine mikrominiaturisierte
elektronische Schaltung in einer dreidimensionalen, gestapelten Anordnung soll nach der Erfindung geschaffen
werden. Ausserdem soll eine mikrominiaturisierte elektronische Schaltung mit relativ reinen einkristallinen
Bauelementengebieten hergestellt werden.
Gemäss der Erfindung wird eine mikrominiaturisierte elektronische Schaltung aus einem Plättchen aus
einkristallinem Substrat hergestellt, das mit einer dielektrischen oder isolierenden Schicht überzogen
ist.
Ein auf das Plättchen gelenkter Energiestrahl erzeugt durch
Verdampfen ein Loch in der dielektrischen Schicht und bildet auf dem Substrat durch die herausgedampfte Öffnung einen
Hügel. Mit Hilfe eines abtastenden Energiestrahls lässt man dann auf der Oberseite der dielektrischen Schicht ein
einkristallines Bauelementengebiet "wachsen", indem man
den Hügel als Kristallisationskern benutzt. Nachfolgende Oxidschichten und nachfolgende Schichten aus Bauelementengebieten
werden dann ebenfalls mit Hilfe des Energiestrahls durch Herausdampfen von Löchern aus der dielektrischen
Schicht und durch Vergrössern des ursprünglichen Hügels erzeugt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigen: .
Fig.1 bis 7 raassstäblich vergrösserte Schnittansichten
eines Plättchens, in denen die aufeinanderfolgenden Schritte zur Herstellung mikrominiaturisierter
elektronischer Mehrschichtschaltungen dargestellt sind.
009813/U94
Damit man als Endprodukt eine mikrominiaturisierte
elektronische Mehrschichtschaltung erhält, kann eine Kombination aus Elektronenstrahl-, Ionenstrahl- und
chemischen Reaktionsverfahren verwendet werden. Zur Erzielung des gewünschten Ergebnisses können auch andere
gebündelte Energiequellen und die herkömmliche Halbleitertechnologie (wie etwa das Ofenschmelzen) angewendet
werden. Zu der nachfolgenden Beschreibung wird jedoch das Elektrqnenstrahlverfahren zur Erzeugung verschiedener
Bauelementenschichten besonders hervorgehoben.
α Als Ausgangsmaterial wird ein einkristallines Substrat 10,
etwa Silicium, verwendet, das mit einer dielektrischen oder isolierenden Schicht 12,etwa Siliciumdioxid, überzogen
ist. Die Beschreibung der Erfindung ist zwar für Silicium als Grundmaterial durchgeführt, es können
aber auch andere Materialien wie etwa Germanium oder Galliumarsenid sowie andere Verbindungshalbleiter aus den
Gruppen H-VI und H-V des periodischen Systems verwendet werden. Das Substrat 10 kann aus jedem beliebigen Halbleitermaterial
mit jedem beliebigen spezifischen Widerstand bestehen, doch soll die Erfindung unter Bezugnahme auf
ein einkristallines Silicium vom (n+)-Leitungstyp mit niedgigem spezifIs-cjheni Widerstand, das mit einer
5000A dicken Schicht 12 aus Siliciumdioxid überzogen ist, beschrieben werden. Weiterhin sei bemerkt, dass
in der Zeichnung zwar nur ein Bauelementengebiet dargestellt
ist, ein gegebenes Plättchen aber Dutzende oder sogar Hunderte von Bauelementengebieten enthalten kann, von
denen jedes aus einem Transistor, einer Diode, aus anderen Bauelementen oder aus einer Kombination von solchen
Bauelementen bestehen kann, *
Q09813/U94
7919H4
Die zur Herstellung der mikrominiaturisierten elektronischen Schaltungen verwendete Elektronenstrahlvorrichtung ist in
der oben erwähnten Patentanmeldung sowie in der "US-Patentschrift 5 340 601 genau beschrieben worden. Eine genaue
Beschreibung wird hier nicht für notwendig erachtet. In einem Elektronenstrahlgenerator wird ein Strom
hochenergetischer Elektronen von einer geheizten Katode emittiert, die an eine Heizstromquelle angeschlossen
ist. Die von der Katode des Elektronengenerators emittierten Elektronen werden von einer negativen Beschleunigungs-.
gleichspannung, die zwischen der Katode und einer an Masse liegenden Anode angelegt ist, zum Substrat 10 hin beschleu- A
nigt. Üblicherweise können die beschleunigten Elektronen zu einem Strahl gebündelt und mit Hilfe von Ablenkplattengruppen
so gesteuert werden, dass sie ein bestimmtes Muster beschreiben. In einem typischen Pail gibt die, Katode
Elektronen in Impulsen einer Dauer von 5 bis 25/us bei
einer Frequenz von etwa 250 Impulsen pro Sekunde ab. Die Energie des Strahls liegt bei seinem Auftreffen auf dem Substrat
10 in der Grössenordnung von 0,5 bis 1,0 mW/cm . Wie in vielen nachgewiesenen Experimenten demonstriert worden
ist, kann ein Elektronenstrahl mit der Genauigkeit von etwa 5 f- eingestellt werden. Die Herstellung mikrominiaturisierter
elektronischer Schaltungen mit Hilfe eines Elektronenstrahls weist daher eine beachtliche - %
Genauigkeitsverbesserung gegenüber dem üblichen Photomaskierungs- und Ätzverfahren auf.
Zwei der vielen Vorteile des Slektronenstrahlverfahrens zur Herstellung mikrominiaturisierter elektronischer
Schaltungen sind die extrem enge Schmelzzone des Strahls und die Steuerbarkeit der Strahlauftreffstelle. Mit einem
Elektronenstrahl können Schmelzzonen der gewünschten Form und an räumlich in bestimmter Beziehung stehenden Orten
BAD ORIGINAL
009813/14?*
1919T44
• innerhalb extrem enger Toleranzen hergestellt werden. Gemäss der Erfindung wird der Elektioienstrahl zur
Bildung eines vorbestimmten Musters iiapulsartig über
die Fläche der dielektrischen Schicht 12 mit einer Energie geführt, die gerade unter der zur Verdampfung des
iiakriitalUnen Substrate 10 sriordö-rlioliün Energie liegt·
Obwohl die Energie zwar nicht zum Verdampfen des Substrats 10 ausreicht, besitzt der Energiestrahl doch genügend
Energie, um durch Verdampfen ein Loch in der dielektrischen Schicht 12 zu erzeugen. Als Folge werden eine Vielzahl von durct
die dielektrische Schicht 12 ragenden Hügeln, wie der Hügel von Pig.2, aus einkristallinem Silicium a,uf dem Substrat
geformt. Man beachte, dass der Hügel 14 nicht durch Schneiden oder Ätzen von Kerben in das Substrat 10, sondern durch eine
über die ursprüngliche Fläche des Substrats hinausgehende Materiaierweiterung erzeugt wird. Laboratoriumsuntersuchungen
der auf diese Weise hergestellten Hügel haben gezeigt, dass eine Volumenzunähme des Substrats 10 vorliegt.
Nachdem der Hügel 14 auf dem Substrat geformt worden ist, wird ein kleiner Bereich aus einkristalltnein Material
16 epitaktisch über der dielektrischen Schicht 12 angebracht, wobei der Hügel als Kristallisationskern benutzt wird. Y/ieoben
bereits erwähnt wurde können neben dem Elektronenstrahlverfahren auch'andere Verfahren zur vollständigen Herstellung
mikrominiaturisierter elektronischer Mehrschichtschaltungen angewendet werden. Im Falle des Kristalls 16
kann zur Aufbringung eines Einkristalls auf dem einkristallinen Hügel 14 eine in der Gasphase durchgeführte
übliche Reaktion angewendet werden, so dass die Gitterstruktur der resultierenden Schicht eine exakte Erweiterung
der Kristallstruktur des Substrats ist. Nach Fig.3 sind nun zwei Schichten aus einkristallinem Material vorhanden, die als Gebiet zur Herstellung von Transistoren oder
anderer Halbleitervorrichtungen verwendet werden können.
BAD ORfGINAL
009813/1-494
1919U4
Diese Schichten können miteinander Tarbunden oder durch
Entfernen des Hügels 14 zur Bildung einer unabhängigen
Schaltung elektrisch isoliert werden.
Wenn es erwünscht ist, kann die Fläche des Kristalls 16
durch einen abtästenden Elektronenstrahl ausgedehnt werden, durch den das Silicium tatsächlich zu einer Fläche
"wächst", die grosser als die Fläche ist, die durch epitaxiale Aufbringung des Siliciums allein erreicht
werden könnte. Dies ist in Fig.4 dargestellt, wo der Kristall 16 über die dielektrische Schicht 12 mit Hilfe
eines schematisch dargestellten, abtastenden Elektronenstrahls ä
18 erweitert worden ist. Das Wachsen des Siliciums kann durch Verwendung eines abtastenden Elektronenstrahls allein
oder in Kombination mit einer chemischen Dampfatmosphäre
aus epitäxialem Dampf (wie Triehlorsilan) durchgeführt
werden. Diese erweiterte Fläche kann als Bauelementengebiet zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen durch Photomaskierung
und durch Erzeugung dotierter Bereiche durch Diffusion verwendet werden. Vorzugsweise wird der Kristall
16 mit Hilfe einer Photomaske und mit chemischer Ätzung in mehrere Bauelementebereiche 20 und 22 geteilt, damit
diese Gebiete vom Hügel 14 isoliert werden.
Damit zusätzliche Schaltungsebenen gebildet werden, werden I
die dielektrische Schicht und- die Bauelementengebiete und 22' mit Hilfe irgendeines üblichen Oxidbildungsverfahrens
mit einer in Fig.6 dargestellten zweiten dielektrischen Schicht 24 überzogen. Diese zweite
dielektrische Schicht 24 wird mit einer Dicke in der
Grössenordnuhg von Mikron abgeschieden. Nun wird eine Wiederholung der Schritte zur Erzeugung eines Lochs
in der dielektrischen Schicht und zur Ausweitung des Hügels 14 durchgeführt. D^rch Lenken des hochenergetischen
Elektronenstrahls auf die dielektrische Schicht 24 im
BAD ORIGiIMAL . 0098 13/1494
1919H4
Bereich des Hügels 14 entstellt durch. Verdampfen ein Loch
in der dielektrischen Schicht und es erfolgt eine weitere Ausdehnung des Substrats 10, wodurch die Höhe des Hügels
14 vergrössert wird. Folglich wird ein Kristall 26 epitaktisch'auf der dielektrischen Schicht 24 wieder
unter Verwendung des Hügels 14 als Kristallisationskern abgeschieden. Dieser Kristall wird mit Hilfe eines
abtastenden Elektronenstrahls erweitert und durch ein Maskierungs- und Ätzverfahren in einem gewünschten Muster
bearbeitet.
Laboratoriutnsversuche haben gezeigt, dass durch geeignete
Auswahl der Strahlenenergieparameter. ein Hügel mit einer
Höhe von mehreren Vielfachen von 25,4» (mils) erzeugt werden kann. Da die Dicke der dielektrischen Schichten 12
und 24 in der Grössenordnung von Mikron liegt, können die oben beschriebenen Vorgänge wiederholt werden, damit auf
einer Anzahl von Schichten an vorbestimmten Stellen entweder auf oder sandwichartig zwischen dielektrischem
Material liegende mikrominiaturisierte elektronische Schaltungen entstehen. Diese Schaltungsebenen können
durch einen Hügel verbunden oder elektrisch getrennt sein.Wo es erwünscht ist, kann ein Hügel nach Vollendung
der Schaltungsebene durch einen Elektronenstrahl entfernt werden, dessen Energie zum Verdampfen des Hügels ausreicht
Zusätzlich zur Vergrösserung des Hügels 14 durch aufeinanderfolgende
Schichten aus dielektrischem Material kann der Elektronenstrahl auf die Bauelementengebiete 20
und 22 gelenkt werden, so dass Hügel 28 und 50 nach Fig.4
entstehen, die zusätzliche Kristallisationskerne an der Oberfläche der dielektrischen Schicht 24 bilden. Die
Hügel 28 und 30 sind besonders dort wichtig, wo die Schaltung auf den Bauelementengebieten 20 und 22 mit
den Bauelementengebieten auf der dielektrischen Schicht24 verbunden werden soll. Gemäss den oben beschriebenen
009813/1494 t · : BAD 0RIGIMAL
Verfahrensschritten können Bereiche 32 und 34 aus einkristallinem
Material unter Verwendung der Hügel 28 und als Kristallisationskerne auf die dielektrische Schicht
24 aufgebracht werden. Biese einkristallinen Bereiche können durch Verwendung eines abtastenden Energie— «
Strahls allein oder in Kombination mit einer chemischen Atmosphäre aus epitaxialem Dampf ( wie trockenem Trichlorsilan")
vergrössert werden. Eine Kombination der Wirkungen kann erzielt werden, indem das Elektronenstrahlverfahren
allein oder zusammen mit den Photomaskierungs- und Ätzverfahren angewendet wird, wie
oben bereits entsprechend ausgeführt wurde.
Mit Hilfe des hier beschriebenen Verfahrens, das nicht
nur einfacher ist, sondern auch eine weitergehende Mikrominiaturisierung ermöglicht als es bisher mit
Hilfe des Photomaskierungs- und Ätzverfahrens möglich
war, können sehr exakte Muster aus Hügeln . und Bauelementengebieten
erzeugt werden. Obwohl hier besonderer Nachdruck
auf die Verwendung von Elektronenstrahlen gelegt worden ist, ist auch .beabsichtigt, andere konzentrierte Energiequellen^
wie Laser, in gleicher Weise zur Herstellung einer Vielzahl
von Hügeln auf einkristallinem Material zu verwenden. Bei Substraten aus Silicium kann die dielektrische Schicht
aus Siliciumnitrid oder Siliciumkarbid 'zusätzlich zu
Siliciumdioxid bestehen.
Patentansprüche
0 9813/1494
Claims (1)
1919H4
- ίο -
P a t e η t a n s ρ r ü c h- e
, 1. . Verfahren zur Herstellung einer mikrominiaturisierten
^—s elektronischen Schaltung aus einem einkristallinen
Substrat, das mit einer dielektrischen Schicht überzogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe eines
Energiestrahls durch Verdampfen ein Loch in der dielektrischen Schicht erzeugt wird, dass mit Hilfe
eines Energiestrahls auf der Oberfläche des einkristallinen
Substrats ein Hügel (H) erzeugt wird, ; der durch das Loch in der dielektrischen Schicht
™ ragt, und dass auf der dielektrischen Schicht unter.
Verwendung des Hügels (14) als ELristailisationskern
eine einkristalline Schicht (16) geformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einkristalline Schicht über der dielektrischen Schicht
durch epitaxiale Abscheidung eines einkristallinen Materials auf dem Hügel erzeugt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
dass zur Ausdehnung der einkristallinen Schicht ein abtastender Energiestrahl auf die einkristalline
Schicht gelenkt wird.
4. Verfahren nach. Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass
der Energiestrahl, der durch Verdampfen ein Loch in der
dielektrischen Schicht, den Hügel und die Erweiterung der
einkristallinen Schicht erzeugt f aus einem Elektronenstrahl
besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Vergrosserung der einkristallinen Schicht mit Hilfe eines
abtastenden Elektronenstrahls in einer Atmosphäre aus
epitaxialem Dampf erzielt wird.
009013/1494
- 1-1 - 19191U
6. . - Verfahren nach. einem der vorhergehenden Ansprüche.,
dadurch gekennzeichnet % dass die kristalline Schicht
zur Erzeugung von Bauelementengebieten(20, 22) in einem bestimmten Muster bearbeitet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass auf der dielektrischen Schicht und den Bauelementen-,ebieten
eine zweite dielektrische Schicht (24) aufgebracht wird, dass mit Hilfe eines Energiestrahls in der zweiten
dielektrischen Schicht ein sich mit dem durch das Loch in der dielektrischen Schicht ragenden Hügel überdeckendes
Loch durch Verdampfen erzeugt wird, dass der Hügel durch das herausgedampfte Loch in der zweiten dielektrischen
Schicht mit Hilfe eines Energiestrahls ausgeweitet
wird, dass über der zweiten dielektrischen Schicht eine einkristailine Schicht (26) unter Verwendung des ausgeweiteten
Hügels als Kristallisationskern erzeugt wird und dass die aui' der zweiten dielektrischen Schicht
angebrachte einkristailine Schicht mit dem Umrisslinienmuster zusätzlicher Bauelementengebiete versehen
wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Löchern durch Verdampfen in der
dielektrischen Schicht dadurch hergestellt wird, dass ein Energiestrahl auf verschiedene Bereiche der dielektrischen Schicht .in einem solchen Muster gelenkt wird, dass
auf der Oberfläche des einkristallinen Substrats Hügel erzeugt werden, die jeweils durch die aus der dielektrischen
Schicht herausgedampften Löcher ragen, dass auf jedem dieser Hügel ein einkristallines Material angebracht
wird, so dass über der dielektrischen Schicht eine Vielzahl von einkris'tallinen Schichten entsteht, dass die einkristalline
Schicht bei jedem der Hügel durch Lenken eines Energiestrahls längs der Umfangslinie jeder der einkristallinen
BAD ORIGINAL
009813/U94
~·12~ 191 91
Schichten über die dielektrische Schicht ausgeweitet wird und dass bei jeder der erweiterten einkristallinen
Schichten durch Erzeugen eines Umrisslinienmusters ' ■ Bauelementengebiete gebildet werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch
gekennzeichnä, dass in ausgewählte Flächen der Bauelementengebiete
an ausgewählten Bereichen ein Dotierungsmaterial eindiffundiert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, fc dass über einer weiteren dielektrischen Schicht,
die darunterliegenden Bauelementengebiete und die dielektrische Schicht, auf der diese angebracht sind,
bedeckt, zusätzliche Bauelementengebiete durch Aufbringen einer weiteren dielektrischen Schicht über der weiteren
dielektrischen Schicht und den darauf befindlichen Bauelementengebieten
und der Wiederholung der Anwendung eines Energiestrahls auf diese Bauelementengebiete, wodurch,
durch die nachfolgende dielektrische Schicht eine Vielzahl von HUgeln ausgeweitet wird, erzeugt werden, dass über der
nachfolgenden dielektrischen Schicht einkristalline Schichten gebildet werden, dass diese einkristallinen
Schichten ausgedehnt werden und dass auf den ausgedehnten'. " einkristallinen Schichten ein Muster aus Bauelementengebieten
erzeugt wird.
. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
über der dielektrischen Schicht und den Bauelementengebieten eine zweite dielektrische Schicht abgeschieden
wird, dass in der zweiten dielektrischen Schicht mit Hilfe eines EnergieStrahls durch Verdampfen Löcher erzeugt
werden, die sich mit den Bauelementengebieten auf der
ersten dielektrischen Schicht überdecken, dass auf jedem
0Q9813/U94
der Bauelementengebiete mit Hilfe eines Energiestrahls ein Hügel (28, 30) erzeugt wird, der durch, das entsprechende
Loch in der zweiten dielektrischen Schicht ragt, und dass unter Verwendung der Hügel auf den Bauelementengebieten
als Zristallisationskerne jeweils- einkristalline
Schichten (32, 34) über der zweiten dielektrischen Schicht gebildet werden.
12. Nach dem Verfahren von Anspruch 6 hergestellte, dreidimensional
angeordnete, mikrominiaturisierte elektronische Schaltung mit einem einkristallinen Substrat aus
Halbleitermaterial und einer über diesem einkristallinen Substrat liegenden Schicht aus dielektrischem Material,
gekennzeichnet durch eine Vielzahl von einkristallinen Inseln (20, 22) aus Halbleitermaterial, die auf der
dielektrischen Schicht einzeln und vom einkristallinen
. Substrat isoliert angebracht sind.
13. Schaltung räch Anspruch'12, dadurch gekennzeichnet, dass
über der darunterliegenden dielektrischen Schicht und der Vielzahl der darauf befindlichen einkristallinen
Inseln eine zweite dielektrische Schicht (24) abgeschieden ist, und dass auf dieser zweiten dielektrischen Schicht
mindestens eine ' einkristalline. Insel aus Halbleita?material
abgeschieden .ist, - .
14. Schaltung räch Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
aus dem einkristallinen Substrat ein Hügel (14) gebildet ist, der durch sich überdeckende Öffnungen in den
dielektrischen Schichten ragt, und dass die eine einkristalline Insel einstückig mit dem Hügel und damit
mit dem einkristallinen Substrat verbunden ist.
00981 3/U94
15. Schaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
auf der ersten und der zweiten dielektrischen Schicht aufeinander ausgerichtete einkristalline Inseln (20, 22,
325 34) aus Halbleitermaterial angebracht sind, dass
aus jeder eitikristallinen Insel auf der ersten dielektrischen Schicht Hügel (28, 30) gebildet sind, die durch
entsprechende Öffnungen in der zweiten dielektrischen Schicht ragen, und dass diese Hügel jede einkristalline
Insel auf der eiäen dielektrischen Schicht mit der entsprechenden einkristallinen Insel auf der zweiten dielektrischen
Schicht einstückig verbinden.
009813/U94
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US74498368A | 1968-07-15 | 1968-07-15 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1919144A1 true DE1919144A1 (de) | 1970-03-26 |
Family
ID=24994732
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19691919144 Pending DE1919144A1 (de) | 1968-07-15 | 1969-04-15 | Mikrominiaturisierte elektronische Schaltung und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3549432A (de) |
DE (1) | DE1919144A1 (de) |
FR (1) | FR2012941A1 (de) |
NL (1) | NL6905769A (de) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3634927A (en) * | 1968-11-29 | 1972-01-18 | Energy Conversion Devices Inc | Method of selective wiring of integrated electronic circuits and the article formed thereby |
GB1515571A (en) * | 1974-05-23 | 1978-06-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Methods of growing thin epitaxial films on a crystal substrate |
US4333792A (en) * | 1977-01-03 | 1982-06-08 | Massachusetts Institute Of Technology | Enhancing epitaxy and preferred orientation |
JPS55143042A (en) * | 1979-04-25 | 1980-11-08 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
US5122223A (en) * | 1979-05-29 | 1992-06-16 | Massachusetts Institute Of Technology | Graphoepitaxy using energy beams |
EP0191505A3 (de) * | 1980-04-10 | 1986-09-10 | Massachusetts Institute Of Technology | Verfahren zur Herstellung von Blättern aus kristallinem Material |
JPS5734331A (en) * | 1980-08-11 | 1982-02-24 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
US4330363A (en) * | 1980-08-28 | 1982-05-18 | Xerox Corporation | Thermal gradient control for enhanced laser induced crystallization of predefined semiconductor areas |
WO1982002726A1 (en) * | 1981-02-04 | 1982-08-19 | Electric Co Western | Growth of structures based on group iv semiconductor materials |
US4497683A (en) * | 1982-05-03 | 1985-02-05 | At&T Bell Laboratories | Process for producing dielectrically isolated silicon devices |
US4853076A (en) * | 1983-12-29 | 1989-08-01 | Massachusetts Institute Of Technology | Semiconductor thin films |
US6372596B1 (en) * | 1985-01-30 | 2002-04-16 | Texas Instruments Incorporated | Method of making horizontal bipolar transistor with insulated base structure |
CA1290077C (en) * | 1986-06-30 | 1991-10-01 | Takao Yonehara | Semiconductor device with single crystal layer grown from single nucleus |
JPH0812906B2 (ja) * | 1986-07-11 | 1996-02-07 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置の製造方法 |
FR2601500B1 (fr) * | 1986-07-11 | 1988-10-21 | Bull Sa | Procede de liaison programmable par laser de deux conducteurs superposes du reseau d'interconnexion d'un circuit integre, et circuit integre en resultant |
US4914053A (en) * | 1987-09-08 | 1990-04-03 | Texas Instruments Incorporated | Heteroepitaxial selective-area growth through insulator windows |
FR2658839B1 (fr) * | 1990-02-23 | 1997-06-20 | Thomson Csf | Procede de croissance controlee de cristaux aciculaires et application a la realisation de microcathodes a pointes. |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3453723A (en) * | 1966-01-03 | 1969-07-08 | Texas Instruments Inc | Electron beam techniques in integrated circuits |
-
1968
- 1968-07-15 US US744983A patent/US3549432A/en not_active Expired - Lifetime
-
1969
- 1969-04-15 FR FR6911526A patent/FR2012941A1/fr not_active Withdrawn
- 1969-04-15 DE DE19691919144 patent/DE1919144A1/de active Pending
- 1969-04-15 NL NL6905769A patent/NL6905769A/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL6905769A (de) | 1970-01-19 |
FR2012941A1 (de) | 1970-03-27 |
US3549432A (en) | 1970-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1919144A1 (de) | Mikrominiaturisierte elektronische Schaltung und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE2046833C3 (de) | Verfahren zur Herstellung elektrisch isolierter Halbleiterzonen | |
DE3706127C2 (de) | ||
DE1933690A1 (de) | Verfahren zur Erzeugung von Einkristallen auf Traegersubstraten | |
DE2812740A1 (de) | Verfahren zum herstellen einer vertikalen, bipolaren integrierten schaltung | |
DE1439741C3 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Festkörperschaltung mit geringer Nebenschlußkapazität | |
EP0002472B1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Aufbringen von dotiertem Halbleitermaterial auf die Oberfläche eines Halbleitersubstrats | |
DE2626739A1 (de) | Verfahren zur herstellung von monolithisch integrierten halbleiterschaltungen mit durch ionenbombardement hervorgerufenen dielektrischen isolationszonen | |
DE2644939A1 (de) | Aetzverfahren zum abflachen eines siliciumsubstrats | |
DE2030805A1 (de) | Verfahren zur Ausbildung epitaxialer Kristalle oder Plattchen in ausgewählten Bereichen von Substraten | |
DE2160450B2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes | |
DE1544275C3 (de) | Verfahren zur Ausbildung von Zonen unterschiedlicher Leitfähigkeit in Halbleiterkristallen durch Ionenimplantation | |
DE2262024A1 (de) | Verfahren zur herstellung von halbleiterbauelementen bzw. halbleiterschaltungen | |
EP0006510A1 (de) | Verfahren zum Erzeugen aneinander grenzender, unterschiedlich dotierter Siliciumbereiche | |
DE1564191A1 (de) | Verfahren zum elektrischen Isolieren verschiedener in einer integrierten oder monolithischen Halbleitervorrichtung zusammengefasster Schaltelemente gegeneinander und gegen das gemeinsame Substrat | |
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 | |
DE2422120B2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung | |
EP0000114A1 (de) | Verfahren zum Herstellen einer integrierten logischen Schaltung mit bipolaren Transistoren und integrierte Schaltung hergestellt nach diesem Verfahren. | |
DE2611559A1 (de) | Verfahren zur herstellung von halbleiterstrukturen | |
DE4240565A1 (de) | Halbleitereinrichtung und Verfahren zur Herstellung der Halbleitereinrichtung | |
DE1564962C3 (de) | Verfahren zur Herstellung einer integrierten Schaltung in einem einkristallinen Halbleiterkörper unter Verwendung eines programmgesteuerten Elektronenstrahls | |
DE2758283A1 (de) | Integrierte halbleiterstrukturen sowie verfahren zu ihrer herstellung | |
DE2848333C2 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements | |
DE1564136C3 (de) | Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen | |
DE2209534A1 (de) | Micro-Alloy-Epitaxie-Varactor und Verfahren zu dessen Herstellung |