DE2037261A1

DE2037261A1 - Integrierte Festkörper Schaltungsanordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2037261A1
Application number: DE19702037261
Authority: DE
Inventors: Werner Prof. Dr.-Ing.habiL. χ 8054 Dresden Hartmann
Original assignee: MOLEKULARELEKTRONIK
Current assignee: MOLEKULARELEKTRONIK
Priority date: 1969-08-08
Filing date: 1970-07-28
Publication date: 1971-02-18
Also published as: FR2057071B3; FR2057071A7

Description

Arbeitsstelle für Molekularelektronik, 808 Dresden, Königsbrücker Landstraße 159, Haus 137

Integrierte Festkörper-Schaltungsanordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltungsanordnung, bei der ein plattenförmiger Halbleiterkörper eine Vielzahl gegeneinander isolierter Funktionsbereiche, z. B. Dioden, Transistoren oder auch Schaltkreise, enthält, die an zwei gegenüberliegenden Seiten des Halbleiterkörpers in diesem angeordnet sind·

Unter "integrierter Festkörper-Schaltungsanordnung" soll folgend eine Vielzahl, vorzugsweise untereinander gleicher Funktionsbereiche verstanden werden, die auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Halbleiterkörpers in dieses eingebracht sind, und zwar unabhängig davon, ob nach Herstellung aller Funktionsbereiche der Halbleiterkörper in körperlich kleinere Einheiten (Chips) geteilt wird oder nicht· Der Begriff "Chip" ist deshalb hier auch als Bezeichnung für eine kleinere Einheit eines ungeteilten plattenförmigen Halbleiterkörpers aufzufassen·

Es sind Festkörper-Schaltungsanordnungen und Verfahren zu deren Herstellung in großer Zahl bekannt, bei denen im wesentlichen »it Hilfe von Maskierungs- und Diffusionstechniken eine Vielzahl von Funktionsbereichen auf einer Seite eines Halbleiterkörpers eingebracht sind bzw* werden.

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Solchermaßen ausgestaltete Festkörper-Schaltungsanordnungen bzw· Verfahren zu deren Herstellung lassen die Rückseite des plattenförmigen Halbleiterkörpers völlig ungenutzt, wenn einmal von rückseitig angeordneten Kontakten abgesehen wird.

Bekanntlich ist nun aber nur ein mehr oder minder großer Teil aller auf einen ^lattenföraiigen Halbleiterkörper gleichzeitig hergestellten Funktionsbereiche brauchbar, so daß die theoretisch mögliche Ausbeute bei bekanntermaßen hergestellten Festkörper-Schaltungsanordnungen durch den entstehenden Ausschuß weiter gesenkt wird» Dadurch entstehen hohe Herstellungskosten und unwirtschaftliche Preise·

Zur Vermeidung dessen wurde eine integrierte Halbleiterschaltung mit mehreren in einem plattenförmigen Halbleiterkörper aus eigenleitendem oder hochohmigem Halbleitermaterial angeordneten, kapazitätsarm gegeneinander isolierten^ störstellenleitenden Kristallbereichen vom ersten Laitfähigkeitstyp, in die jeweils die gewünschten Schaltelemente eingebracht sind, geschaffen₉ wobei die gegenseitige Isolation der störstellenleitenden Kristallbereiche durch die Kombination einer oder mehrerer eigenleiteBaer Halbleiterzonen mit einer oder mehreren störstellenleiten&en Halbleiter&onen vom zweiten Leitfähigkeitstyp bewirkt wird» Mach einer besonderen Ausführung sind die Schaltelemente bildenden Halbleiterzonen in die störstellenleitenden Kristallbereiche von entgegengesetzten Seiten des Halbleiterkörpers her eindiffundiert. Damit ist zwar die Anordnung von Funktionsbereichen in zwei Seiten plattenförmiger Halbleiterkörper bekannt, sie stützt sich jedoch auf den Einsatz eigenleitender oder hochohmiger Halbleitermaterialien und soll dazu dienen, die einzelnen Funktionsbereiche besser als bekannt gegeneinander zu isolieren· Dazu sind die Funktionsbereiche der

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einen Seite gegenüber denen der anderen so gegeneinander versetzt, daß istoer zwischen zwei Funktionsbereichen der einen Seite nur ein Funktionsbereich auf der anderen Seite liegt·

Die statistische Verteilung guter und fehlerhafter Funktionsbereiche auf eines plattenförmigen Halbleiterkörper zeigt nun aber, daß mittels dieser räumlichen Verteilung der Funktionsbereiche eine optimale Ausbeute nicht erreicht wird.

Es ist Zweck der Erfindung« eine integrierte Festkörper-Schaltungsanordnung und ein Verfahren zu deren Herstellung vorzuschlagen, die/das unter Anwendung an sich bekannter

Techniken eine hohe Ausbeute ermöglicht und damit auf nied- ™

rige Herstellungskosten und Preise abzielt·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine integrierte Festkörper-Schaltungsanordnung und ein Verfahren zu deren Herstellung vorzuschlagen, mit deren Hilfe das Halbleiterausgangsmaterial weitestgehend ausnutzbar ist· ErfindungsgemäE wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der plattenförmige Halbleiterkörper auf zwei einander gegenüberliegenden Flachen eine Vielzahl von Funktionsbereichen aufweist, die derart zueinander zentriert sind, daß jedes Chip auf zwei gegenüberliegenden Seiten je einen Funktionsbereich aufweist·

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfuhrungsbeispiel ™

näher erläutert werden« In der zugehörigen Zeichnung zeigen unbeschadet -der tatsächlichen Größen- und Maßstabsverhältnisse:

Fig« 1: den plattenförmigen Halbleiterkörper mit Darstellung einer möglichen Verteilung schlechter und guter Funktionsbereiche,

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Fig. 2: einen Schnitt im Linienzug des Durchmessers der Fig. 1 in prinzipieller Darstellung,

Fig. 3: eine mögliche Ausführung der Einzelheit L nach Fig. 2.

Ein plattenförmiges Substrat 91, in dem hier gewählten Beispiel von scheibenförmiger Gestalt, ist beidseitig mit je einer Epitaxieschicht 92; 93 versehen« Diese sind durch je eine Oxidschicht 12 abgedeckt, die Chips bildende Ritzgitter 10; 11 aufweisen. Die starke Umrandungslinie in Fig. zeigt die Chips A 4 bis H 5, die durch die Begrenzungslinie des Halbleiterkörpers 9 nicht angeschnitten und damit für die weiteren Betrachtungen interessant sind»

Jedes dieser Chips enthält sowohl in der Epitaxieschicht wie in der Epitaxieschicht 93 einen Funktionsbereieh, der beispielsweise wie D 392; D 393 nach Fig. 3 ausgestaltet sein kann. Mit 9 ist das beidseitig mit Epitaxieschichten 92; 93 versehene Substrat 91, in das bereits alle Funktionsbereiche eingebracht sind, bezeichnete Fig. 1 zeigt beispielhaft die statistische Verteilung guter bzw. unbrauchbarer Funktionsbereiche auf einem erfindungsgemäßen Halbleiterkörper 9. Dabei bedeutet ein χ einen guten Funktionsbereich in der Epitaxieschicht 92, ein ο einen solchen in der Epitaxieschicht 93. Aus dem in Fig. 2 dargestellten Schnitt ist erkennbar, daß bei herkömmlichen Herstellungsverfahren in 8 Chips D 1 bis D 8 nur 5 gute Funktionsbereiche, nämlich dann, wenn diese in die Epitaxieschicht 92, und nur 3 gute Funktionsbereiehe vorhanden sind, wenn diese in die Epitaxieschicht 93 eingebracht sind. Durch die beidseitige Anordnung der Funktionsbereiche auf je einem Chip steigt aber im Falle der Fig. 2 die Zahl der guten konventionell ausnutzbaren Funktionsbereiche auf 7 Stück an. Bis auf Chip D 6 enthält

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jedes andere wenigstens einen guten Funktionsbereich. Für die beispielsweise in Fig. 3 vergrößert gezeigte Einzelheit L bedeutet dies, daß die Funktionsbereiche D 293 und D 492 sowie die auf einem Chip gelegenen D 392 und D 393 brauchbar sind.

Die Verteilung brauchbarer bzw» unbrauchbarer Funktionsbe— reiche nach Fig. 1 zeigt, daß 44 Chips 30 gute Funktionsbereiche in der Epitaxieschicht 92, nur 23 gute in der Epitaxieschicht 93» aber 38 gute bei beidseitiger Anordnung aufweisen. Die erfindungsgemäße Lösung zeigt nur 6 völlig unbrauchbare Funktionsbereiche, während es nach der ersten Variante 14, nach der zweiten sogar 21 waren.

Die Vorteile einer integrierten Festkörper-Schaltungsanordnung nach der Erfindung sind augenfällig· Sie sind es auch hinsichtlich des zu ihrer Herstellung angewandten Verfahrens, da nur solche technologischen Schritte zur Anwendung gelangen, die bereits aus der Herstellung von Halbleiterbauelementen zur Verfügung stehen und die hinreichend sicher beherrscht werden.

Darüber hinaus bieten Schaltungsanordnungen nach der Erfindung den Vorteil, daß die beiden in einem Chip enthaltenen guten Funktionsbereiche verwendet und in einem gemeinsamen Gehäuse montiert werden können.

Überhaupt ist die Verwendung beider guten Funktionsbereiche in einem Gehäuse eine unmittelbar dem Zweck der Erfindung dienende Maßnahme.

Es versteht sich schließlich von selbst, daß der Begriff "Funktionsbereich" im weitesten Sinne der Bedeutung dieses Vortes aufzufassen ist und der Gegenstand der Erfindung nicht durch Verwendung eines bestimmten Halbleitermaterials eingeschränkt wird.

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Claims

Patentansprüche:

Integrierte Festkörper-ochaltungsanordnung mit einer Vielzahl untereinander gleicher und gegeneinander isolierter Funktionsbereiche, die in zwei einander gegenüberliegende Seiten eines plattenförmigen Halbleiterkörpers eingebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedem auf einer Seite des Ilalbleiterkörpers angeordneten Funktionsbereich ein solcher auf der anderen Seite gegenüberliegt und beide Funktionsbereiche zumindest grob zueinander zentriert sind·

2, Verfahren zum Herstellen integrierter Festkörper-Schaltungsanordnungen nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, daß unter Anwendung an sich bekannter technologischer Schritte und Prozesse ein entsprechend vorbereitetes Halbleitersubstrat zunächst auf der einen, sodann auf seiner gegenüberliegenden Seite mit je einer Epitaxieschicht versehen wird, in die anschließend einander gegenüberliegende Funktionsbereiche eingebracht werden.

- Hierzu 1 Blatt Zeichnungen -

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