DE1931295A1 - Elektronische Duennfilm-Schaltelemente sowie Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung solcher Schaltelemente - Google Patents
Elektronische Duennfilm-Schaltelemente sowie Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung solcher SchaltelementeInfo
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Description
Düsseldorf, 18. Juni 1969
69,602
6932
6932
•Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.
Pittsburgh, Pa., V. St. A.
•Elektronische Dünnfilm-Schaltelemente sowie
Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung solcher Schaltelemente
•Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektronische Dünnfilm-Schaltelemente
wie Halbleiterelemente, Widerstände und Kondensatoren, die durch Aufdampfen auf flexiblen Substraten gebildet werden.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung solcher Schaltelemente.
Elektronische Dünnfilm-Schaltanordnungen sind bisher mittels verschiedener
Verfahren hergestellt worden, die jedoch entweder keine kontinuierliche Arbeitsweise gestatteten und sich daher als kostspielig
erwiesen oder aber keine Schaltungsanordnungen von gleichbleibend guter Qualität lieferten.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist daher die Schaffung neuartiger,
von einem flexiblen Substrat getragener elektronischer Dünnfilm-Schaltelemente, die sich leicht mittels eines kontinuierlichen,
verhältnismäßig billigen und darüber hinaus auch reproduzierbaren Verfahrens herstellen lassen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist daher eine elektronische Schalteinheit
erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens
ein Dünnfilm-Schaltelement aufweist, das von einem flexiblen Sub-
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strat getragen ist, und daß das Schaltelement wenigstens eine auf das Substrat aufgedampfte Schicht aus leitendem oder halbleitendem
Material enthält.
Die Erfindung wird nachstehend zusammen mit weiteren Merkmalen anhand
von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 und 2 Teil-Längsschnitte durch Halbleitereinheiten nach ■
der Erfindung;
w Fig. 3 schematisch die Seitenansicht einer Vorrichtung
zur Herstellung von Schaltelementen gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 eine Draufsicht auf Fig. 3;
Fig. 5 eine Seitenansicht einer weiteren Vorrichtung zur
Herstellung von Schaltelementen nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 eine Draufsicht auf Fig. 5;
Fig. 7 eine Draufsicht auf eine gemäß der vorliegendes
Erfindung hergestellte Schaltungsanordnung mit ^ Widerständen;
Fig. 8 einen Teil-Längsschnitt durch eine Schaltungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung mit einer
Mehrzahl von Kondensatoren; und
Fig. 9 schematisch das Schaltbild einer Schaltungsanordnung, wie sie sich beispielsweise in Verbindung
mit der vorliegenden Erfindung herstellen läßt.
Mit Fig. 1 ist ein auf einem flexiblen Substrat aufgebrachter
Dünnfilm-Feldeffekttransistor 10 als für die vorliegende Erfindung repräsentatives Ausführungsbeispiel gezeigt, der entsprechend
einem ebenfalls Bestandteil der Erfindung bildenden Verfahren her-
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gestellt worden ist. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Erfindung
nicht auf solche Feldeffekttransistoren beschränkt ist und daß die meisten Halbleiter-Schalteinheiten sich mit Hilfe der
vorliegenden Erfindung auf einem flexiblen Substrat ausbilden lassen. - ·
Der Transistor 10 weist ein flexibles Substrat 12, einen Source-Kontakt
bzw. eine Source-Elektrode 14, einen Drain-Kontakt bzw. eine Drain-Elektrode 16, eine Halbleiterlage 18, eine Isolierlage
20 sowie einen Gate-Kontakt bzw. eine Gate-Elektrode 22 auf.
Das flexible Substrat 12 kann beispielsweise aus Papier, Polyäthylenterephthalat,
Estern und Äthern der Zellulose wie Äthylzellulose, Azetatzellulose und Nitrozellulose, Zellwolle wie Zellophan, ferner
Polyvinylchlorid, Polyvinylchloridazetat, Polyvinylidenchlorid, Nylonfilm, Polyimid- und Polyamidimid-Filmen, Polytetrafluoräthylen,
Polytrifluormonochloräthylen sowie flexiblen Bändern und Folien
aus Metallen wie Nickel, Aluminium, Kupfer, Zinn, Tantal sowie Legierungen daraus oder eisenhaltigen Legierungen wie dünnen
Edelstahlstreifen bestehen.
Das flexible Substrat 12 bildendes Papier kann jeden Aufbau und
sowohl eine rauhe als auch eine glatte Oberfläche haben und beispielsweise von holzfreiem Papier, Holzschliff-Papier, Alphazellulose-Papier
oder Kraft-Papier gebildet sein. Zur weiteren Veranschaulichung sind elektronische Schalteinheiten nach der Erfindung
in Verbindung mit Spielkarten, Schreibpapier sowie Zeitungspapier als Substrat hergestellt worden.
Der in Verbindung mit dem Ausdruck "flexibles Substrat" verwendete
Begriff "flexibel" ist so zu verstehen, daß ein solches Material
um einen Dorn geschlagen werden kann, der maximal einen Durchmesser von etwa 25 mm, vorzugsweise in der Größenordnung von 3 - 4 mm
hat. Flexible, Feldeffekttransistoren entsprechend Fig. 1 tragende
Substrate wurden auf Krümmungsradien von bis zu 1,5 mm gebracht,
ohne daß eine Beeinträchtigung der Arbeitsweise zu beobachten gewesen
wäre.
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Mit Fig. 2 ist eine etwas abgewandelte Ausführungsform eines in
diesem Fall mit 110 bezeichneten Feldeffekttransistors nach der
Erfindung wiedergegeben. Das flexible Substrat 112 des Feldeffekttransistors 110 wird von einer flexiblen Metallfolie oder einem
flexiblen Metallband gebildet, auf die bzw. das zur Herstellung der Schalteinheit eine Schicht 124 aus einem elektrisch isolierenden
Material aufgebracht worden ist, die das elektronische Schaltelement
der Einheit von dem Substrat isoliert.
Je nach dem das Substrat bildenden Metall kann die Isolationsschicht
124 ein anodisches Oxid (Eloxalverfahren) des Substratmaterials selbst sein, beispielsweise Aluminiumoxid, wenn das für
das Substrat 112 verwendete Metall Aluminium ist, oder die Isolation kann von einem der elektrisch isolierenden, aushärtenden Harzwerkstoffe gebildet sein, wie sie als Isolation für elektrisch
leitende Drähte Verwendung finden, beispielsweise polyvinylgebildete
Phenolharze oder Epoxyharze einschließlich Mischungen mit Polyamidimiden und Polyamidharzen wie sie in den US-Patentschriften
3 179 630 bzw. 3 179 635 beschrieben sind.
Die Source-Elektrode 14 bzw. 114 sowie die Drain-Elektrode 16 bzw.
116 sind auf das flexible Substrat 12 oder auf die Isolationsschicht
124 des Substrats 112 aufgebracht und im Abstand voneinander angeordnet. Die Abstände zwischen der Source- und der Drain-Elektrode
sind nicht kritisch und hängen von den gewünschten Eigenschaften
ab. Die Source-Elektrode 14 und die Drain-Elektrode 16 bestehen aus einem geeigneten elektrisch leitenden Metall wie Gold,
Silber, Aluminium, Nickel sowie Grundlegierungen draus. Die Source-Elektrode 14 und die Drain-Elektrode 16 sollten eine Dicke haben,
die ausreicht, um ihre Funktion als ohmsehe Kontakte zu gewährleisten.
Für die meisten Schaltungsanordnungen wurde eine Dicke von 80 A bis 500 8 und vorzugsweise von 100 8 bis 300 8 als ausreichend
gefunden.
Die Halbleiterlage 18 erstreckt sich zwischen der Source-Elektrode
14 und der Drain-Elektrode 16. Die Halbleiterlage 18 steht dabei mit diesen beiden Elektroden in Kontakt. Vorzugsweise sind die
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Source-Elektrode 14 und die Drain-Elektrode 16 teilweise durch die
Halbleiterlage 18 überlappt. Die Halbleiterlage 18 kann beispielsweise aus Tellur, Kadmiumsulfid, Kadmiumselenid, Silizium, Indiumarsenid,
Galliumarsenid, Zinnoxid oder Bleitellurid bestehen. Dabei kann die Lage 18 monokristallin, polykristallin oder amorph
sein.
Schalteinheiten oder -anordnungen mit befriedigenden Eigenschaften
wurden mit Schichtdicken der Halbleiterlage zwischen 40 A und 200 2, vorzugsweise etwa lOO 8 erzielt, wenn es sich bei dem Halbleitermaterial
um Tellur handelt, sowie bei Dicken bis zu etwa 5000 8 für die Materialien mit größerem Bandabstand wie Kadmiumsulfid
und Kadmiumselenid.
Die Isolierlage 20 braucht die HaIbleiterlage 18 nicht vollständig
zu bedecken und nicht von der Source-Elektrode 14 bis zur Drain-Elektrode 16 zu reichen, sondern lediglich die Gate-Elektrode 22
von der Halbleiterlage 18 zu isolieren.
Die Isolierlage 20 kann beispielsweise von Siliziummonoxid, Siliziumdioxid,
Aluminiumoxid, Kalziumfluorid, Magnesiumfluorid und
polymerisierbaren organischen Stoffen wie Polymeren des Hexachlorbutadiens, des Divinylbenzols, der Arylsulfone, fluorierter Alkenyle
(beispielsweise Polytetrafluoräthylen), Para-Xylols oder elektrisch
isolierenden Gläsern wie Bleisilikaten, Boraten und Borosilikaten sowie Gemischen daraus bestehen.
Die Isolierlage 20 soll so dünn wie möglich sein, so daß der Strom
der Schaltungsanordnung bei einer verhältnismäßig niedrigen Spannung moduliert werden kann. Die Lage muß jedoch den an sie gestellten
Anforderungen als elektrischer Isolator genügen. Für eine Lagenstärke von 100 8 wurde gefunden, daß dann gelegentlich feinpori-
die
ge Öffnungen verbleiben, Hie elektrische Isolierwirkung der Lage
ge Öffnungen verbleiben, Hie elektrische Isolierwirkung der Lage
in nachteiliger Weise beeinflussen. Eine Stärke von etwa 300 8
scheint die untere Grenze zu sein, wenn solche feinporigen Öffnungen
ausgeschlossen werden sollen, während eine Lagenstärke von 1000 8 offenbar einen optimalen Kompromiß zwischen der Forderung
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nach einer durchgangsfreien Isolierlage einerseits und einer Modulation
bei niedriger Spannung andererseits darzustellen scheint. Übersteigt die Arbeitsspannung der Schaltungsanordnung 100 V, so
muß die Stärke etwa 3000 8 betragen, und für eine Arbeitsspannung von 200 V soll die Dicke zwischen 500 8 und 6000 8 liegen.
Die Gate-Elektrode 22 ist auf der Isolierlage 20 zwischen der Source-Elektrode 14 und der Drain-Elektrode 16 angeordnet.
Die Gate-Elektrode 22 besteht aus einem elektrisch leitenden Material
wie Aluminium, Kupfer, Zinn, Silber, Gold oder Platin. Da-. mit die Gate-Elektrode 22 eine ausreichende Leitfähigkeit besitzt,
" sollte ihre Stärke zwischen 300 8 und ICOO 8, vorzugsweise zwischen
500 8 und 1000 8 liegen.
Feldeffekttransistoren entsprechend Fig. 1 oder 2 weisen ein stabiles
Betriebsverhalten auf und ließen sich bei Frequenzen bis zu 60 MHz einsetzen. Derartige Transistoren wurden über 1000 Stunden
in Betrieb gehalten, ohne daß eine meßbare wesentliche Änderung der Eigenschaften eingetreten wäre.
Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung läßt sich in allen Fällen
einsetzen, in denenkeine hohen Anforderungen an eine hohe Leistung,
hohe Frequenz oder hohe Temperatur gestellt werden. Die Schaltungsanordnungen nach der Erfindung wurden in Kaskadeverstärkern,
Untersetzern sowie Oszillatorkreisen eingesetzt.
Für Schaltungsanordnungen entsprechend Fig. 1 und 2 wurden folgende
Kennwerte ermittelt:
Steilheit — etwa 6000 AiS bei 4 mA Drain-Strom;
Arbeitstemperatur —bis zu 150° C Umgebungstemperatur; Maximale Source-Drain-Spannung — über 200 V.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden die elektronischen Bauelemente durch Bedampfung im Vakuum durch Metallschablonen
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bzw.-masken hergestellt.
Allgemein wird dabei das flexible Substrat in einer Vakuumkammer angeordnet, und Metalle, Halbleitermaterialien sowie Isolierraaterialien
werden dann der Reihe nach durch Schablonen bzw. Masken ,jeweils so aufgedampft, daß auf dem Substrat Schichten mit den für
die Bildung der einzelnen elektronischen bzw. elektrischen Elemente der Schaltungsanordnung entstehen. Zur Herstellung des Aufbaus
der Fig. 1 bzw. der Fig. 2 wird das Substrat beispielsweise in eine Vakuumkammer gebracht, sodann Metall derart durch eine
Maske aufgedampft, daß die Source- und die Drain-Elektroden gebildet werden. Die Maske wird dann durch eine zweite Maske ersetzt,
so daß das Halbleitermaterial aufgedampft und damit die Halbleiterlage gebildet werden kann, die sich zwischen der Source- und der
Drain-Elektrode erstreckt. Hierauf wird die Maske wieder gewechselt und die elektrische Isolierlage aufgedampft, um die Isolation
für die Gate-Elektrode zu bilden. Schließlich wird durch eine vierte Maske die Gate-Elektrode auf die Isolierlage aufgedampft.
Im einzelnen wird das Material für das flexible Substrat ausgewählt
und dann auf die gewünschte Größe und Form zurechtgeschnitten. Die vielseitige Anwendbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens
gestattet die Wahl eines Substrats beliebiger Größe und Form. Vorzugsweise findet Substratmaterial in Rollenform Verwendung,
das längs seiner Außenkanten mit Einschnitten für Zahnräder ähnlich wie bei Rollfilmen versehen ist.
Handelt es sich bei dem Substrat um Papier oder eine Zelluloseverbindung,
so erfolgt zunächst eine Reinigung in der Weise, daß trockener Stickstoff darübergeblasen und das Material in einem
Ofen etwa 30 min bei etwa 100° C ausgetrocknet wird.
Handelt es sich bei dem Substrat um eine durch anodische Oxidation
behandelte Metallfolie oder eine Metallfolie mit einer Schicht aus
ausgehärtetem Harz bzw. aus einem der anderen geeigneten weiter oben aufgeführten flexiblen Materialien, so wird das Substrat zunächst
in Methylalkohol (oder einem anderen organischen Lösungs-
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mittel, falls es zufällig in Methylalkohol löslich sein sollte) gewaschen, danach mit trockenem Stickstoff getrocknet und anschließend
etwa 30 min lang bei einer Temperatur von ca, ICXX) C in einem Ofen ausgebacken.
In beiden Fällen wird das Substrat dann wieder nach seiner Herausnahme
aus dem Ofen mit trockenem Stickstoff gereinigt.
Wie mit Fig. 3 bzw. 4 angedeutet, wird das gereinigte flexible Substrat dann auf eine Zuführrolle 50 oder eine andere geeignete
Vorratsrolle aufgewickelt und in eine Vakuumkammer gebracht.
Unter ZurhiIfenahme einer Trägerbahn 51, die aus einem Teil des
besteht
Substrats selbst/7 das auf ein anderes geeignetes Material wie ein Band aus einer Zelluloseverbindung aufgebracht worden ist, wird das flexible Substrat 12 zwischen die Elemente einer Auftragsst'ation 52, einer Prüfstation 54, einer Abdichtungsstation 56 sowie schließlich zu einer Aufnahmerolle 58 gebracht.
Substrats selbst/7 das auf ein anderes geeignetes Material wie ein Band aus einer Zelluloseverbindung aufgebracht worden ist, wird das flexible Substrat 12 zwischen die Elemente einer Auftragsst'ation 52, einer Prüfstation 54, einer Abdichtungsstation 56 sowie schließlich zu einer Aufnahmerolle 58 gebracht.
Sodann wird die Vakuumkammer auf einen Druck von weniger als
—5 —7
10 Torr, vorzugsweise weniger als 10 Torr abgepumpt. Das flexible Substrat 12 wird dann vorwärtsbewegt, so daß ein Anfangsbereich davon in das Gebiet der Auftragsstation 52 gelangt.
Die Auftragsstation 52 weist eine mechanische Schablonenwechselvorrichtung
mit einer Mehrzahl von Schablonen oder Masken auf sowie eine Dickenkontrolleinrichtung 64 wie etwa eine Mikrowaage,
eine optische Überwachungseinrichtung oder ein Widerstands-Überwachungssystern,
ferner eine mechanische Sperre 66, die zur Steuerung des Beginns/und des Endes des Auftragsvorgangs dient.
Sobald der Anfangsbereich des flexiblen Substrats 12 zu der Auftragsstation
52 gelangt ist, wird die Elektrodenmaske über das Substrat 12 gebracht, so daß die Source-Elektrode 14 und die Drain-Elektrode
16 (Fig. 1 und 2) auf das Substrat 12 aufgedampft werden
können. Die Source-Elektrode 14 und die Drain-Elektrode 16 können aus Gold, Silber, Aluminium oder Nickel bestehen.
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In zufriedenstellender Weise arbeitende Schaltanordnungen wurden mit Source- undDrain-Elektroden erhalten, deren Stärke zwischen
etwa 100 8 und 500 8 lag und die durch Niederschlag des Metalls
auf dem Substrat mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,1 8 bis 50 A
und vorzugsweise von etwa 0,7 8 bis 6 8/sec gebildet wurden. Sehr gute Schaltungsanordnungen wurden erhalten, wenn sowohl die Sourceals
auch die Drain-Elektrode aus einer Goldschicht von 100 3 bis 300 8 hergestellt wurden, wobei das Gold mit einer Geschwindigkeit
von 0,7 8 bis 6 8/sec auf dem Substrat niedergeschlagen wurde.
Sobald dann mittels der Dickenkontrolleinrichtung 64 festgestellt worden ist, daß der Metallniederschlag für die Source- und die
Drain-Elektrode eine ausreichende Stärke erreicht hat, wird die Sperre 66 betätigt, die dann den Zustrom weiteren Metalldampfes
unterbricht.
Darauf wird die Schablonenwechselanordnung 60 betätigt, so daß die
nächste Maske über das Substrat gelangt und somit die Halbleiterlage 18 zwischen der Source- und der Drain-Elektrode aufgedampft
werden kann.
Nach dem Aufdampfen der Halbleiterlage 18 wird die nächste Maske
in Position gebracht und nunmehr die Isolierlage 20 über die Halbleiterlage 18 aufgedampft. Dabei wurden zufriedenstellend arbeitende
Schaltungsanordnungen bei Verwendung einer Siliziummonoxid-Lage mit einer Stärke von 300 bis 500 8 erhalten, wobei diese Lage
mit einer Geschwindigkeit von 0,1 bis 5 8/sec und vorzugsweise 0,2 8 bis 2,0 8/sec niedergeschlagen wurde.
Hierauf wird die nächste Maske in Position gebracht und die Gate-Elektrode
22 auf die Isolierlage 20 aufgedampft. Um die besten Ergebnisse
zu erzielen, soll die Gate-Elektrode 22 mit einer Geschwindigkeit von 3 8 bis 50 8/sec und vorzugsweise von 6 8 bis
20 8/sec aufgedampft werden.
Gegebenenfalls kann dann eine weitere Maske über den Schaltungsaufbau gedreht und sodann die Schaltungsanordnung in eine Silizium-
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monoxid- oder eine ähnliche Schicht dicht eingeschlossen werden, um den Aufbau vor dem Angriff der Umgebungsluft zu schützen. Dabei
erwies sich eine Siliziummonoxidschicht mit einer Stärke von etwa 250 A bis lOOO 8, die mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 8 bis
3 8/sec aufgebracht wurde, als günstig.
Nachdem die Schaltungsanordnung soweit fertiggestellt worden ist, wird das Substrat in Vorwärtsrichtung bewegt und dann die vorstehend
beschriebene Arbeitsfolge wiederholt, wobei nacheinander eine Mehrzahl solcher Schaltungsanordnungen auf dem Substrat gebildet
wird.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, enthält die Schablonenwechselanordnung
60 mehr als die an sich erforderlichen vier oder fünf Masken 62. Tatsächlich ist die Schablonenwechselanordnung 60 der
Fig. 4 mit zwölf Masken bzw. drei Sätzen der erforderlichen vier Masken ausgestattet. Beim Drehen der Wechselanordnung 60 wird
jede Maske 62 unter einen Reinigungskopf 63 geleitet, wo sie vor ihrer Wiederverwendung gereinigt wird.
Während sich die Herstellung der nachfolgenden Schaltungsanordm??* >
gen vollzieht, wandern die zuvor hergestellten SchaltungsanordKw ,
gen auf die Prüf station 54 zu, wo ihre elektrischen Werte geprüxe
werden. Fällt diese Prüfung positiv aus, so wird die Schaltungsanordnung
zu der Abdichtungsstation 56 Weitertransportiert, wo sie zwischen dem Substrat und einem Band aus einer Zelluloseverbindung
dicht eingeschlossen wird, so daß die Schaltungsanordnung hermetisch
abgedichtet auf die Aufnahmerolle 58 aufgewickelt wird.
Wie mit Fig. 5 und 6 dargestellt, kann die Auftragsstation 52 der
Fig. 3 und 4 in getrennte Stationen unterteilt sein, und statt die verschiedenen Masken und Aufdampfungsquellen über oder unter das
Substrat zu bringen, kann dann das Substrat der Reihe nach unter- oder oberhalb von Masken 162, 262, 362 sowie von Materialaufdampfungsquellen
152, 252, 352 vorwärtsbewegt werden. Dabei können beispielsweise eine gesonderte Maskenstation und eine Station mit der
Quelle für die Materialaufdampfung für jeden Aufdampfungsvorgang
90 988 1 /US2 -
vorgesehen sein, oder aber es können zwei Aufdampfungsvorgänge an
der gleichen Station erfolgen.
Wie bereits angedeutet, können die Maske oder die Masken sowie die
Quelle bzw. die Quellen für die Materialaufdampfung über oder unter
dem durch die Vakuumkammer wandernden flexiblen Substrat angeordnet
sein.
Einige bestimmte Halbleitermaterialien, die in Verbindung mit der Erfindung eingesetzt werden können, lassen sich auf das Substrat
nur dann aufbringen, wenn dieses sich im erhitzten Zustand befindet. So muß beispielsweise Kadmiumsulfid auf ein Substrat aufgedampft
werden, das eine Temperatur von 150° C bis 200° C hat. Dadurch werden jedoch keine größeren Probleme bei der Wahl des Substrats
aufgeworfen, da selbst die meisten Papiersorten einer solchen Temperatur zumindest für die Zeit zu widerstehen vermögen,
die für das Aufdampfen der Halbleiterlage erforderlich ist.
In Verbindung mit Indiumarsenid und Galliumarsenid ist bei der Aufdampfung
der Halbleiterschicht eine Substrattemperatur von etwa 500° C erforderlich. Bei der Verwendung derartiger Halbleitermaterialien
muß ein Substrat gewählt werden, das solche Temperaturen aushalten kann.
Sofern mit Halbleitermaterialien gearbeitet wird, die die Erhitzung
des Substrats erforderlich machen, so ist dem Aufbau entsprechend Fig. 5 und 6 gegenüber der Anordnung nach Fig. 3 und 4 der Vorzug
zu geben.
Die Lehre der Erfindung läßt sich außer für Transistoren auch in Verbindung mit anderen elektrischen und elektronischen Bauelementen
sowie vollständigen Schaltungen auf flexiblen Substraten anwenden.
So ist mit Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
veranschaulicht, bei dem auf das flexible Substrat 212 eine Mehrzahl elektrischer Widerstände 70 aufgebracht worden ist.
Diese. Widerstände 70 können aus jedem beliebigen, einen elektrischen Widerstand besitzenden Material bestehen, das dabei entspre-
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chend dem vorbeschriebenen Verfahren bzw. in Verbindung mit den vorbeschriebenen Anlagen auf das flexible Substrat 212 aufgebracht
worden ist. Welches Metall im Einzelfall speziell verwendet wird, ergibt sich aus dem insgesamt gewünschten Widerstand, der Widerstandeigenschaft
des Metalls und der gewünschten oder aber zulässigen Länge des einzelnen Widerstandes.
Mit Fig. 8 ist ein weiteres Anwendungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben,
bei dem auf einem flexiblen Substrat 312 Kondensatoren 72 aufgebracht worden sind. Diese Kondensatoren 72 weisen
zwei leitende Schichten 73 und 75 auf, die durch eine Isolierschicht 77 voneinander getrennt sind.
Außer verschiedenen elektrischen Schaltelementen können erfindungsgemäß
auch vollständige elektrische Schaltungen auf einem flexiblen Substrat hergestellt werden. So ist mit Fig. 9 ein Niederfrequenzverstärker
gezeigt, der in Übereinstimmung mit der Lehre der Erfindung auf einem anodisch oxidierten Aluminiumsubstrat angeordnet wurde. Diese Schaltung weist einen Kondensator 80, drei durch
Verbindung der Gate-Elektrode mit der Source-Elektrode als Dioden geschaltete Dünnfilm-Feldeffekttransistoren 82 entsprechend Fig.
sowie drei weitere Dünnfilm-Feldeffekttransistoren 84 entsprechend
Fig. 2 und einen Widerstand 86 auf.
. Das Substrat besteht aus Aluminium, von dem die Schaltelemente
mittels einer Lage aus Aluminiumoxid isoliert sind.
Für die Transistoren 82 und 84 wurde als Halbleitermaterial Tellur
verwendet.
Der Kondensator 80 wurde durch Niederschlag von zwei im Verhältnis
zueinander durch eine SiO-Lage voneinander isolierte Aluminiumlagen gebildet.
Der Widerstand besteht aus einer Chrom-Nickel-Legierung, und zur
elektrischen Verbindung der einzelnen Schaltelemente miteinander zu der Gesamtschaltung dienen aufgedampfte Kupferleiter 88.
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In ähnlicher Weise können erfindungsgemäß weiter Schaltungen für Rundfunkempfänger, Videoverstärker oder logische Schaltkreise auf
flexiblen Substraten hergestellt werden.
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Claims (30)
- - 14 Pat e ntansprüche(l,j Elektronische Schaltungsanordung, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens ein Dünnfilm-Schaltelement aufweist, das von einem flexiblen Substrat (12; 112; 212; 312) getragen ist, und daß das Schaltelement wenigstens eine auf das Substrat aufgedampfte Schicht aus leitendem oder halbleitendem Material enthält.
- 2. Elektronische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement wenigstens eine durch Aufdampfen erhaltene Isolierlage (20; 120) enthält.
- 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Dünnfilm-Schaltelement ein Halbleiterelement ist.
- 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Halbleiterelement ein Feldeffekttransistor ist.
- 5. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Dünnfilm-Schal±~ element als Widerstand (70) ausgebildet ist.
- 6. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Dünnfilm-Schaltelement als Kondensator (72) ausgebildet ist.
- 7. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -6, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens zwei Dünnfilm-Schaltelemente aufweist, die zu einer elektrischen Schaltung miteinander verbunden sind.
- 8. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -7, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat Papier ist.909881 / 1 462 .
- 9. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat ein von einem Harz gebildeter Film ist.
- 10. Schaltungsanordnung.nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat isolierte Metallfolie ist.
- 11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder einem oder mehreren der Ansprüche 4 - 10, gekennzeichnet durch ein flexibles Substrat, an dem eine erste und eine im Abstand davon angeordnete zweite Elektrode angebracht sind, zwischen denen sich eine damit in Kontakt stehende Halbleiterlage erstreckt; durch eine auf der Halbleiterlage angebrachte Isolierlage; sowie durch eine auf der Isolierlage (20; 120) angeordnete dritte Elektrode (22; 122).
- 12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat eine solche Flexibilität aufweist, daß es um einen Dorn mit einem Durchmesser von etwa 25 mm gewickelt werden kann.
- 13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Elektrode aus Gold, Silber, Aluminium, Nickel oder Grundlegierungen daraus bestehen.
- 14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterlage aus Tellur, Kadmiumsulfid, Kadmiumselenid, Indiumarsenid, Galliumarsenid, Zinnoxid oder Bleitellurid besteht.
- 15. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht aus einem Material besteht, das aus der organische und anorganische elektrische Isolierstoffe mit einer dielektrischen Festigkeit von 40 V//U enthaltenden Gruppe ausgewählt ist.909881/U62
- 16. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche11 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Elektrode aus einem Metall besteht, das aus der Aluminium, Kupfer, Zinn, Silber, Gold und Platin enthaltenden Gruppe ausgewählt ist.
- 17. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche11 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Elektrode eine Dicke im Bereich von 100 8 bis 500 8 haben und daß die Dicke der Halbleiterlage zwischen 40 S bis 5000 S, die Dicke der elektrisch isolierenden Lage zwischen 100 8 und 1000 8 und die Dicke der dritten Elektrode zwischen 300 8 und 1000 8 liegt.
- 18. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Elektrode eine Dicke von 100 8 bis 300 8 haben und daß die Dicke der elektrisch isolierenden Lage zwischen 300 8 und 1000 8 und die Dicke der dritten Elektrode zwischen 500 8 und 1000 8 liegt.
- 19. Verfahren zur Herstellung einer Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-18, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat in eine evakuierte Vakuumkammer geleitet und dann dort wenigstens eine Schicht aus leitendem oder halbleitendem Material auf ausgewählte Bereiche der Oberfläche des Substrats aufgedampft wird.
- 20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß in ausgewählten Bereichen des Substrats und der leitenden bzw. halbleitenden Lage eine Halbleiterlage aufgedampft wird.
- 21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierlage zwischen Lagen aus leitendem oder halbleitendem Material aufgedampft wird.909881/1462
- 22. Verfahren nach Anspruch 19, 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine Maske (62) über das Substrat gelegt wird, so daß die ausgewählten Bereiche der Oberfläche für die Aufdampfung freiliegen.
- 23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein flexibles Substrat "in eine Vakuumkammer gebracht, der Druck in der Kammer auf weniger als 10 Torr herabgesetzt, eine erste Maske über einen ersten Bereich des flexiblen Substrats gebracht, gleichzeitig zwei Elektroden auf das flexible Substrat aufgedampft werden, die in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet sind, sodann eine zweite Maske über den ersten Bereich des flexiblen Substrats gebracht, hierauf eine Halbleiterlage in dem Raum zwischen den beiden aufgedampften Elektroden aufgedampft, anschließend eine dritte Maske über den ersten Bereich des flexiblen Substrats gebracht, eine elektrisch isolierende Schicht vollständig über die Halbleiterlage gebracht, eine vierte Maske über den ersten Bereich des flexiblen Substrats geschwenkt und schließlich eine dritte Elektrode mit einem dem Abstand zwischen den ersten beiden Elektroden im wesentlichen gleichen Abstand auf die elektrisch isolierende Lage aufgedampft wird.
- 24. Verfahren nach Anspruch 23/ dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Substrat aus einem flexiblen Material besteht, das aus der Papier, Polyäthylenterephthalat, Zelluloseestern und -äthern, Zellwolle, Polyvinylchlorid, Polyvinylchloridazetat, Polyvinylidenchlorid, Polyimid- und Polyamidfilmen, Polytetrafluoräthylen, Polytrifluormonochloräthylen und flexible metallische Bänder und Folien aufweisenden Gruppe ausgewählt ist, daß die ersten beiden Elektroden aus einem Metall bestehen, das aus der Gold, SiIbSr5 Aluminium, Nickel und Grundlegierungen daraus aufweisenden Gruppe ausgewählt ist, daß die Halbleiterlage aus einem Halbleitermaterial besteht, das aus der Tellur, Kadmiumsulfid, Kadmiuniselenid, Indiumarsenid, Galliumarsenid, Zinnoxid und Bleitellurid aufweisenden Gruppe ausgewählt ist, daß die elektrisch isolierende Lage aus9 0 9 8 8 1/1-4 8 2einem Material besteht, das aus der organische und anorganische elektrische Isolierstoffe mit einer dielektrischen Festigkeit von wenigstens 4O V//u aufweisenden Gruppe ausgewählt ist, und daß die dritte Elektrode aus einem Metall besteht, das aus der Aluminium, Kupfer, Zinn, Silber, Gold und Platin aufweisenden Gruppe ausgewählt ist.24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten beiden Elektroden mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,1 8 bis 50 8/see, die elektrisch isolierende Lage mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,1 8 bis 5 8/sec und die dritte Elektrode mit einer Geschwindigkeit von etwa 3 8 bis 50 8/sec aufgedampft werden.
- 25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten beiden Elektroden mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,7 8 bis 6 8/sec, die elektrisch isolierende Lage mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,2 8 bis 2 8/sec und die dritte Elektrode mit einer Geschwindigkeit von 6 8 bis 20 8/sec aufgedampft werden.
- 26. Verfahren nach Anspruch 23, 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Substrat aus Papier, die ersten beiden Elektroden aus Gold, die Halbleiterlage aus Tellur, die elektrisch isolierende Lage aus Siliziummonoxid und die dritte Elektrode aus Aluminium bestehen.
- 27. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 - 26, gekennzeichnet durch eine Vakuumkammer, in der eine Einrichtung zur Aufnahme eines Vorrats an flexiblem Substratmaterial, eine Einrichtung für den Abzug des flexiblen Substratstaterials von der den Vorrat aufnehmenden Einrichtung, mindestens eine Auftragsstation (52), zu der das flexible Substrat fiihrbar ist und die mit einer Hehrzahl von Masken für den Auftrag der einzelnen Lagen bzw. Schichten auf das flexible Material ausgestattet ist, ferner •eine Quelle für das durch diese Masken hindurch aufzudampfende909881/1462 ^Material, eine Einrichtung zur Messung der aufgedampften Haterialmenge, eine Prüfstation (54), eine Abdichtungsstation (56) sowie eine Einrichtung für die Aufnahme des durch die verschiedenen Stationen gelaufenen flexiblen Substrats untergebracht sind.
- 28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Masken drehbar angeordnet sind.
- 29. Vorrichtungjhach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Masken längs einer Linie zwischen den Einrichtungen für die Aufnahme eines Vorrats an flexiblem Substratmaterial und der Prüfstation (54) angeordnet sind.
- 30. Vorrichtung nach Anspruch 27, 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Messung der auf das flexible Substrat aufgedampften Materialmenge eine Mikrowaage ist.KN/sch 3909881 / U62
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Cited By (2)
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