DE2120787A1 - Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und integrierten Schaltungen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und integrierten Schaltungen

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DE2120787A1
DE2120787A1 DE19712120787 DE2120787A DE2120787A1 DE 2120787 A1 DE2120787 A1 DE 2120787A1 DE 19712120787 DE19712120787 DE 19712120787 DE 2120787 A DE2120787 A DE 2120787A DE 2120787 A1 DE2120787 A1 DE 2120787A1
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pastes
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DE19712120787
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Werner Dipl.-Chem. Dr.rer.nat; Bogenschütz August-Friedrich Dipl.-Chem. Dr.rer.nat; 7900 Ulm. MP Langheinrich
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Description

  • ~Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und integrierten Schaltungen" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von aktiven und passiven Bauelementen und integrierten Schaltungen, bei dem Schichten aus Dotierstoffen zur Erzeugung aktiver Bauelemente mittels eines Temperprozesses oder Schichten aus Dotierstoffen mit weiteren Komponenten zur gleichzeitigen Erzeugung leitender Kontakte zu den Bauelementen und/oder Schichten aus Schutz- oder Isolierschichten bildenden Stoffen auf die Oberfläche eines Halbleiterkörpers gebracht werden und bei dem außerdem auf die Oberfläche des Halbleiterkörpers und/oder eine darauf liegende Isolierschicht weitere Schichten aufgebracht werden, die als Leiterbahnen und/oder Widerstände und/oder Kondensatoren verwendet werden können.
  • Es ist bekannt, mittels Siebdrucktechnik auf Keramiksubstraten durch Andrucken und Brennen geeigneter Pasten Nikroschaltungen mit passiven Bauelementen zu erzeugen. Es ist jedoch bis heute nicht in befriedigender Weise gelungen, durch Aufdrucken und Brennen von Pasten aktive Bauelemente, wie Dioden oder Transistoren, zu erzeugen. Aus diesem Grunde werden heute aktive Bauelemente gesondert in monolithischer Technik gefertigt, in Keramik-Siebdruckschaltungen eingesetzt und mittels Drähten oder Verbindungsloten mit den. passiven Bauelementen elektrisch verknüpft.
  • Die Herstellung integrierter Schaltungen durch Kombi-.
  • nation von Bauteilen, die mit verschiedenen Technologien hergestellt werden, hat gegenüber Fertigungsweisen mit homogener Technologie insbesondere den Nachteil des erheblichen Nehraufwandes, weil beis.pielsweise für die Anwendung der verschiedenen Technologien auch immer mehrere Fertigungseinrichtungen benötigt werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Bachteileder Anwendung mehrerer Technologien auszuschalten.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung von aktiven und passiven Bauelementen und integrierten Schaltungen, bei dem Schichten aus Dotierstoffen zur Erzeugung aktiver Bauelemente mittels eines Temperprozesses oder Schichten aus Dotierstoffen mit weiteren Komponenten zur gleichzeitigen Erzeugung leitender Kontakte zu den Bauelementen und/oder Schichten aus Schutz- oder Isolierschichten bildenden Stoffen auf die Oberfläche eines Halbleiterkörpers gebracht werden und bei dem außerdem auf die Oberfläche des Halbleiterkörpers und/oder eine darauf liegende Isolierschicht weitere Schichten aufgebracht werden, die als Leiterbahnen und/oder Widerstände nnd/oder Kondensatoren verwendet werden können, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Herstellung in homogener Technologie mit einem Halbleiter als gemeinsamem Substratmaterial für die aktiven und passiven Bauelemente. und das Aufbringen mittels des Siebdruckes erfolgen.
  • Dabei werden die aktiven Bauelemente.im Volumen des Halbleitersubstrates durch Diffusion aus einer oder mehreren Dotierstoffquellen erzeugt. Die Lage dieser Quellen, die zweckmäßigerweise aus Glasschichten bestehen, wird durch den Siebdruck festgelegt, wobei die Gläser beispielsweise in Form von Pasten aufgebracht werden.
  • Die passiven Bauelemente sowie die Leiterbahnen der Schaltung werden auf dem Halbleiter - gegebenenfalls von diesem isoliert - durch Siebdruck und einen Brennprozeß erzeugt. In entsprechender Weise werden auch aktive Bauelemente mit Hilfe von Schottky-Kontakten erzeugt, wobei Metalle als Pasten ebenfalls durch Siebdruck unmittelbar auf den Halbleiter aufgebracht und danach gebrannt werden.
  • Zur Herstellung einer integrierten Schaltung geht man also von einem Halbleifbrkörper aus, auf dem man mittels Siebdruck lokal die Dt ierstoffschicht in Form einer Paste, z. B. einer Glaspaste aufbringt, die je nachdem, ob im Halbleiterkörper n-leitende oder p-leitende Zonen erzeugt werden sollen, Donatoren oder Akzeptoren enthält. Sie kann auch beide gleichzeitig enthalten, wenn eine Folge verschiedener Leitfähigkeitszonen aufgrund der unterschiedlichen Diffusionskonstanten vonDonator und Akzeptor erzeugt werden soll. Zonen verschiedener Leitfähigkeit übereinander können natürlich auch durch sukzessives Pastenaufdrucken und Diffusionsglühen mit zwischenliegenden Ätzschritten zur Entfernung vorher benutzter Quellgläser erzeugt werden.
  • Wenn gleichzeitig mit der Diffusion der Aktivatoren noch eine leitende Kontaktstelle zu den diffundierten Zonen auf der Halbleiteroberfliiche hergestellt werden soll, enthält die Paste noch ein Metallpulver oder Netallblättchen, z.B.
  • Silber, wodurch das zunächst als Diffusionsquelle dienende Glas nach der Bildung der Diffusionszone zur Kontaktierung dieser Diffusionszone und zur leitenden Verbindung mit den auf die Oberfläche auf zudruckenden Leiterbahnen dient.
  • Aktive Bauelemente mit Schottkykontakt werden in vorteilhafter Weise dadurch erzeugt, daß geeignete Metalle mittels der Siebdrucktechnik auf die Oberfläche des Halbleiters gebracht werden. Nachdem die aktiven Bauelemente erzeugt sind, können im Verlauf der weiteren Fertigung anstelle der mittels Siebdrucktechnik in einem Halbleiæ terkörper erzeugten Bauelemente auch solche eingesetzt werden, die mit den üblichen Methoden der Planartechnik erzeugt wurden Fti#r die Erzeugung der passiven Bauelemente wird es im allgemeinen notwendig sein, eine-Isolierschicht auf dem Halbleitersubstrat zu erzeugen oder, wenn diese bereits thermisch gewachsen ist, zu verstärken. Auf dieser Isolierschicht werden nun die passiven Bauelemente durch Aufdrucken und Brennen geeigneter Pasten erzeugt und durch Leiterbahnen, die ebenfalls durch Aufdrucken geeigneter Pasten hergestellt wurden, miteinander verbunden. Neben den üblicherweise in Siebdr.ucktechnik-realisierten Bauelementen, wie Widerständen und Kondensatoren oder auch Induktivitäten, werden besonders gut auch Gläser durch Siebdruck aufgebracht, die durch Strom-.oder Spannungs stoß in den leitenden Zustand und wieder in den Ausgangszustand versetzt werden können.
  • Das Aufbringen der Schichten nach dem erfi ndungsgemäßen Verfahren erfolgt gegebenenfalls wiederholt und mit zwischenzeitlichem Strukturätzen.

Claims (18)

  1. Patentansprüche:
    Verfahren zur Herstellung yon aktiven und passiven Bauelementen-und integrierten Schaltungen, bei dem Schichten aus Dotierstoffen zur Erzeugung aktiver Bauelemente mittels eines Temperprozesses oder Schichten aus Dotierstoffen mit weiteren Komponenten zur gleichzeitigen Erzeugung leitender Kontakte zu den Bauelementen und/oder Schichten aus Schutz-oder Isolierschichten bildenden Stoffen auf die Oberfläche eines Halbleiterkörpers gebracht werden und bei dem außerdem auf die Oberfläche des Halbleiterkörpers und/oder eine darauf liegende Isolierschicht weitere Schichten aufgebracht werden, die als Leiterbahnen und/oder Widerstände und/oder Kondensatoren verwendet werden können, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung in homogener Technologie mit einem Halbleiter als gemeinsamem Substratmaterial für die aktiven und passiven Bauelemente und das Aufbringen mittels des Siebdruckes erfolgen.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven Bauelemente im Volumen des Halbleitersubstrates erzeugt werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven Bauelemente mittels Diffusion aus einer oder mehreren alm.Quelle für Dotierelemente wirkender Glas schichten im Halbleiter erzeugt werden.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gläser in Form von Pasten aufgebracht werden.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gläser zugleich Akzeptoren-und Donatoren mit nnterschiedlicher Diffusionskonstante enthalten.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die als Diffusionsquelle dienende Glasschicht ein Metall enthält das einen leitenden Kontakt bildet.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die als Diffusionsquelle dienenden Glasschichten bildenden Pasten Silberblättchen enthalten.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aktive Bauelemente mit' Hilfe eines Schottky-Kontaktes erzeugt werden.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die passiven Bauelemente auf dem Halbleiter erzeugt werden.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 4 und 9, dadurch gékennseichnet, daß die-passiven Bauelemente auf dem Halbleiter mit einer isolierenden Zwischenschicht erzeugt werden.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 1, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß Isolierpasten aufgebracht werden.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 9, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß Isolatorpasten zur nachfolgenden Verstärkung thermisch gewachsener Oxidschichten aufgebracht werden.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 1, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß Leiterpasten aufgebracht werden.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 1, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet daß Widerstandspasten aufgebracht werden.
  15. 15. Verfahren nach Anspruch 1, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß dielektrische Pasten aufgebracht werden.
  16. 16. Verfahren nach den Ansprüchen 1., 9 und 107 dadurch gekennzeichnet, daß reine Glaspasten aufgebracht-werden, die durch einen Stromroder Spannungsstoß leitend gemacht und wieder in den ursprünglichen elektrischen Zustand versetzt werden können.
  17. 17. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der Schichten auf die Halbleiteroberfläche wiederholt erfolgt.
  18. 18. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der Schichten wiederholt und mit zwischenzeitlichem Strukturät zen erfolgt.
DE19712120787 1971-04-28 1971-04-28 Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und integrierten Schaltungen Pending DE2120787A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3231118C1 (de) * 1982-08-20 1983-11-03 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Kombinierte Schaltungsanordnung mit Varistor und Verfahren zu ihrer Herstellung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3231118C1 (de) * 1982-08-20 1983-11-03 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Kombinierte Schaltungsanordnung mit Varistor und Verfahren zu ihrer Herstellung

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