DE3023171A1

DE3023171A1 - Verfahren zur herstellung von halbleiterbauelementen und dadurch erhaltenes bauelement

Info

Publication number: DE3023171A1
Application number: DE19803023171
Authority: DE
Inventors: Madeleine Bonnel; Francois Morin
Original assignee: Etat Francais
Current assignee: Etat Francais
Priority date: 1979-06-22
Filing date: 1980-06-20
Publication date: 1981-02-19
Also published as: GB2054264B; GB2054264A; US4343081A

Description

L¹ETAT FRANCAIS, represente par le Secretaire d'Etat aux Postes et Telecommunications et a la Telediffusion (Centre National d'Etudes des Telecommunications) 92131 Issy Les Moulineaux, Prankreich

Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und dadurch erhaltenes Bauelement

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen bzw. -bauteilen und ein durch dieses Verfahren erhaltenes Bauelement'bzw. Bauteil. Sie ist insbesondere anwendbar auf die Herstellung von Dünnschichttransistoren und von Dünnschichttransistoren verwendenden Schaltungen.

Ein Dünnschichttransistor ist ein Feldeffekttransistor mit isoliertem Gate (Steueranschluß). Er ist mit den MOS-Transistoren (Metallox-ldhalbleiter-Transistoren) verwandt, mit dem Unterschied, daß er auf einem amorphen Substrat gebildet ist und nicht auf einem monokristallinen Siliziumscheibohen. Folglich können DünnsciHchttransistor-Schaltungen sehr viel größere Abmessungen besitzen und sind nicht auf dio Form des kristallinen Substrats beschränkt.

In der Praxis wird ein Dünnschichttransistor durch Niederschlag unter Vakuum seine verschiedenen Bestandteile auf einem Glassubstrat erhalten. Jede Schicht (Halbleiter, Isolator, Metall ) wird durch eine Metallmaske (Schablone oder "Stencil-Maske") niedergeschlagen in engem Kontakt mit dem Substrat. Um eine gute Definition des Motivs zu erreichen, werden die Niederschläge durch Verdampfen unter Vakuum er-

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reicht. Die zu verdampfenden Werkstoffe werden in durch Stromwnrnie oder durch Elektronenbeschuß erwärmten Tiegeln angeordnet. Die in-situ-Maskierung schließt

Niederschläge in gasförmiger Atmosphäre aus (Kathodenpulver i si erung, chemischen Niederschlag auf dem Gaswege, usw) wegen Verstärkungserscheinungen, die die

Ränder der Motive unscharf machen. In den meisten Fällen ermöglicht ein Maskenwechsler unter Vakuum die Erzeugung des gesamten Dünnschichttransistors oder der Dünnschichttransistor-Schaltung in einem einzigem Pumpzyklus, wodurch eine Verunreinigung der halbleitenden Schicht und der Zwischenschicht Isolator/Halbleiter vermieden wird.

Bezüglich dieser Technologie und deren Anwendung sei verwiesen auf A.G. Fischer, "Flat TV panels with polycristalline layers", in Microelectronics, Bd. 7 (I976), Nr. 4, S. 5-15.

Diese Vorgehensweise bei der Herstellung von Dünnschichttransistoren besitzt trotz des Hauptvorteils des schnellen Erreichens von Schaltungen den Nachteil, daß nur Schaltungen mit mäßigen Abmessungen und Definitionen (Festlegungen) erreichbar sind. Eine Metallmaske hoher Definition und mit großen Außenabmessungen besitzt eine große Anzahl sehr kleiner Öffnungen, weist schlechte mechanische Eigenschaften auf, dehnt sich, verformt sich. Weil mehrere Masken notwendig sind, und weil die Motive sich mit großer Präzision überlagen müssen, tritt sehr schnell eine Begrenzung auf. Es ist abzuschätzen, daß dieses Verfahren die Herstellung von Schaltungen ermöglicht mit Abmessungen jenseits einer Größenordnung von etwa 10 cm und die nicht mehr als vier Transistoren

pro mm besitzen. Dieses bescheidene Leistungsvermögen begrenzt die Anwendungen der Dünnschichttransistoren.

Im übrigen fordert diese Technologie, daß die den Transistor bildenden Schichten auf einem Substrat bei Umgebungstemperatur niedergeschlagen werden, um die Dehnung der Masken zu

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vermeiden. Nun erfordert der Halbleiterniederschlag, der im Allgemeinen ρolykristallin ist, die Verwendung einer wesentlich höheren Substrattemperatur (einige 100 Grad), um die Kristallisation zu verbessern.

Andere Verfahren zur Herstellung wurden durchgeführt unter Verwendung teilweiser Fotogravur der Schichten. Sie besitzen al« Nachteil, daß die halbleitende Schicht in ihrem aktiven Teil verschmutzt bzw. verunreinigt werden kann (vgl. J.C. Erskine, A.Cserhati, "Cadmium selenide thin-film transistors", in Journal of Vacuum Science Technology, Bd. 16 (6) (Nov./Dez.

1978), s. 1823-1835.

Es ist Aufgabe der Erfindung, unter Vermeidung der erwähnten Nachteile ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelement en, und insbesondere von Dünnschichttransistoren, anzugeben, durch die größere Substratabmessungen bei verbesserter Definition der Motive erreichbar ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet das Prinzip der Fotogravur unter Beibehalten der Vorteile des vorstehend erläuterten Verfahrens, nämlich der Herstellung aller den Dünnschichttransistor bildenden Schichten während eines einzigen Herstellzyklus, wodurch die Verunreinigung der Schichten und der Zwischenschichten durch äußere Mittel oder Stoffe vermieden wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist zwei Phasen auf:

A) in einer ersten Phase

wird das Substrat in einen Niederschlagungs.raum e i ngebraelit, und

wird auf dem gesamten Substrat und ohne in-Berührung-bringon mit der Außenatmosphäre ein gleichförmiger Niederschlag von vier aufeinanderfolgenden primären Schichten erreicht, nämlich einer ersten Schicht aus schützendem Isolierstoff, einer zweiten Schicht aus Halbleiterwerkstoff, einer dritten Schicht aus Isolierstoff mit geringerer

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Dicke als die erste Schicht, und schließlich eine vierte, Metallschicht, und
ß) in einer zweiten Phase

wird das mit den vier Schichten bedeckte Substrat aus dem Niederschlagungsraum entfernt,und werden die drei letzten Schichten Fotogravur-Schritten und Zusatzniederschlagsschritten unterworfen, und zwar für den Aufbau des erwünschten Bauelements geeigneten Schritten.

Gegenüber den herkömmlichen Verfahren erreicht die Erfindung insgesamt folgende Vorteile:

1. Das Substrat kann während des Niederschlags des Halbleiters erwärmt werden, wodurch sich eine Verbesserung der Kristallisation ergibt.

2. Die Abmessung des Substrats kann so groß wie erwünscht sein innerhalb der Grenzen der Homogenität der Niederschläge.

3- Die Technologie beim Niederschlag ist nicht mehr auf den Dampfniederschlag unter Vakuum begrenzt und es können Kathodenpulverisation, chemischer Niederschlag auf dem Gasweg, usw. verwendet werden.

k. Die Definition der Motive wird durch die Verwendung fotografischer Masken sehr hoher Genauigkeit erhöht, die bereits zur Herstellung von integrierten Schaltungen verwendet werden.

5- Die Kompleudieit bzw. Kompliziertheit der erreichten Schaltungen ist viel größer und erreicht diejenige integrierter Schaltungen.

(). Das weiter unten erläuterte Verfahren der Fotogravur erreicht die Selbstausrichtung des Gate auf dem Kanal des Dünnschichttransistors, wodurch parasitäre Gate-Source-

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·· 9 —
Kapazitäten und Gate-Drain-Kapazitäten vermieden werden.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 schematisch im Schnitt das nach der ersten Phase erhaltene Substrat,

Fig. 2 schematisch im Schnitt die bei verschiedenen Stadien der zweiten Phase erhaltene Struktur,

Fig. 3 schematisch eine Dünnschichttransistor-Multiplexsteuerschaltung für einen Wiedergabekopf eines Telekopierers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 schematisch eine Dünnschichttransistor-Multiplexsteuerschaltung für einen Wiedergabekopf eines Telekopierers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig«5A,5B₅ schematisch und in Aufsicht drei Herstellschritte

bei der Herstellung der Steuerschaltung,

Fig. 6 in Aufsicht (a) und in Querschnitten (b) und (c)

einen Dünnschichttransistor, Fig. 7 einen Kreuzungspunkt (Insel).

Fig. 1 zeigt schematisch im Schnitt (wobei weder die Verhältnisse, noch die Abmessungen berücksichtigt sind) ein Substrat l,auf dem niedergeschlagen sind eine dicke Schicht 2 aus Isolierstoff, eine Halbleiterschicht 3j eine dünne Isolierschicht 4 und schließlich eine Metallschicht 5. Die Arbeitsbedingungen bezüglich der ersten Phase können folgende sein:

Das Substrat 1,auf dem die Dünnschichttransistor-Schaltung zu verwirklichen ist, wird zunächst in einen Niederschlagungsraum eingeführt. Vier aufeinanderfolgende Niederschlagungen werden ohne Berührung mit AußenatmaSphäre durchgeführt :

1. Niederschlag der dicken Isolierschicht 2

Zum Schutz der Schaltung vor Verunreinigungen oder Stör-

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stellen, die in dem Substrat enthalten sein können, wird zunächst nach Entgasung eine dicke Isolierschicht 2 niedergeschlagen. Diese Schicht dient als Barriere für alkalische Ionen, die in den Halbleiter diffundieren und ihn zerstören könnten. Es kann beispielsweise eine Schicht aus Aluminiumoxid verwendet werden, die durch Verdampfung von Saphir mittels einer Elektronenkanone niedergeschlagen wird.

2. Niederschlag des Halbleiterfilms 3

Bei diesem Betriebsschritt wird das Substrat auf eine Temperatur, die so hoch wie möglich ist, gebracht (im Allgemeinen etwas unter 500 C,wenn das Substrat aus Glas besteht). Beim hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Halbleiter Cadmiumselenid (CdSe), das durch Verdampfung unter Vakuum niedergeschlagen wird. Die Temperatur des Substrats wird auf 400 C während des Niederschlags gehalten.

3- Niederschlag der dünnen Isolierschicht k

Der Isolierstoff des Gate wird anschließend niedergeschlagen. Von dessen dielektrischen Eigenschaften hängt die Modulationsfähigkeit des Gate ab. Ihre Dicke bestimmt die Durchschlagsspannung des Transistors. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine dünne Schicht aus Aluminiumoxid verwendet, die wie unter (l) zubereitet wird.

4. Niederschlag des Gate-Metalls 5

Es kann Molybdän verwendet werden, das mittels einer Elektronenkanone verdampft wird.

In diesem Stadium können die Niederschläge einer geeigneten thermischen Behandlung unterworfen werden: Glühen unter Vakuum oder in besonderer Atmosphäre.

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Nach Entfernung aus dem Nxederschlagungsraum wird das Substrat,auf dem die vier primären Schichten niedergeschlagen worden sind, anschließend Fotogravur-Schritten und zusätzlichen geeigneten Nxederschlagungsschritten in der zweiten Phase unterworfen.

Die Fotogravur besteht in der Verwendung eines fotoempfindlichen Harzes, das bei ultraviolettem Licht durch eine fotografische Maske, die die gewünschte Zeichnung wiedergibt, sensibilisiert wird. Nach Entwicklung und Härtung des Harzes werden die bedeckten Teile durch chemische Gravur ("Atzen") beseitigt. Nach der Gravur kann die schützende Harzschicht leicht durch Auflösung in einem geeigneten Lösungsmittel entfernt werden.

Diese Technologie wird bei der Herstellung integrierter Schaltungen und Transistoren laufend verwendet, jedoch sind im vorliegenden Fall die Schritte bei dem Hersteliverfahron unterschiedlich und eigenartig. Sie sind in Fig. 2 dargestellt, die acht Schritte a,b,c,d,e,f,g,h, zeigt, die acht aufeinanderfolgenden Phasen entsprechen:

a) Fotogravur der Metallschicht 5 und der Isolierschicht k mittels einer ersten Maske. Diese erste Fotogravur erreicht Fenster 6 und 7 auf dem Halbleiter und begrenzt die Gate 8 der Dunnschichttransistor en.Boim hier dargestellten Ausführungsbeispiel werden das Molybdäi und da.s Aluminiumoxid, die von dem Harz nicht geschützt sind, selektiv durch Eintauchen in auflösende Säuren angegriffen.

b) Es erfolgt ein Niederschlag eines diffundierenden MotalLs 10, sowie dessen Diffusion durch Glühen (Einbrennen). Diese Diffusion macht die Teile 11 und 12 des Halbleiters 3) die in der Phase a freigelegt worden sind, leitend. Das diffundierende Metall kann Aluminium oder Chrom sein und bei 400 C diffundieren.

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c) Es erfolgt die Beseitigung des überschüssigen Metalls durch chemisches Einwirken, wobei dies selektiv erfolgen muß, da es das Metall des Gate 5 unbeschädigt lassen muß.

d) Mit Hilfe einer zweiten Maske erfolgt die Fotogravur der halbleitenden Schicht, um Fenster 1A und 15 zu erzeugen, die die Bauelemente auf dem Substrat isolieren. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Ka dmiumselenid durch eine Lösung aus Brom-Methanol entfernt werden.

e) Es erfolgt der Niederschlag eines dicken Isolierstoffs

16, der sich von den Isolierstoffen 1 und 4 unterscheidet. Es kann sich beispielsweise um SiO handeln.

f. ) Mit Hilfe einer dritten Maske und eines selektiven chemischen Angreifens oder Einwirkens werden Fenster 10,19 und 20 in dem dicken Isolator 16 geöffnet, um Kontakte an dem Gate 8,der Source 11 und der Drain 12 jedes Transistors anbringen zu können.

g) Es erfolgt ein Niederschlag einer Metallschicht 21 für Kontakte. Dieses Metall kann beispielsweise Aluminium sein.

h) Mit Hilfe einer vierten Maske erfolgt die Fotogravur der

Kontakte. Es werden so der Kontakt 23 für das Gate,

der Kontakt 2k für die Source und der Kontakt 25 für die Drain erhalten.

Das Herstellverfahren, das erläutert worden ist, erweitert durch die erreichten Vorteile das Anweundungsfeld des Dünnschichttransistors. Die Möglichkeit, Schaltungen großer Abmessungen zu erreichen (wobei die Grenze durch die Homogenität der Niederschläge und die Möglichkeit der Maskenausrichtung gegeben ist, wobei jedoch von nun an die Ausbildung von

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Schaltungen mit mehren Quadratdezimetern möglich ist ),erlaubt es Steuerschaltungen von flachen Bildschirmen direkt auf dem Träger des Bildschirms zu entwerfen, wodurch die Anschlußprobleme beseitigt werden . Die hohe Auflösung der Fotogravur ermöglicht die Ausbildung komplexer bzw. komplizierter Schaltungen (Schieberegister, Speicher, multiplexer Schaltungen, usw.) und macht die Herstellung von Schaltungen möglich, die den Matri_zen zur Sichtbarmachung oder den Telekopiererköpfen (Lese-Wiedergabe-Köpfen) zugeordnet sind.

Als Beispiel wird im Folgenden ein Verfahren zur Herstellung eines Wiedergabekopfes für einen Telekopierer erläutert.

Es sei daran erinnert, daß die elektrosensiblen Papiere, die bei der Telekopie verwendbar sind, in zwei Gruppen aufgeteilt werden können, nämlich eine erste Gruppe, die elektrowärmeempfindliche und metallisierte enthält und eine zweite Gruppe, die elektrolyt ische und elektrokathalyt i sehe enthält.

Bisher gibt es für die erste Gruppe lediglich langsame Telekopierer (mit Rüttelschreiber) oder alphanumerische Drucker. Für die zweite Gruppe gibt es derzeit keine kommerziellen Geräte.

Um einen schnellen Telekopierer zu erhalten,mit der gleichen Bauart, wie die, die thermische Papiere verwenden oder verwenden werden, muß ein Wiedergabekopf mit vielen Elektroden geschaffen werden, die kammförmig angeordnet sind, damit die mechanischen Verschiebungen des Kopfes unterdrückt werden. Es stellt sich nun ein Anschließungsproblem aufgrund der sehr großen Anzahl der Verbindungsdrähte ausgehend von dem Kopf und der großen Definition (Auflösung) der Elektroden. Daher ergibt sich die Notwendigkeit deren Multiplex!erung. Bisher wird diese Multiplexierung durch Zuordnen einer Diode

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zu joder Elektrode erhalten.

Wenn nun anstelle eines thermoempfindlichen Papiers ein elektroempfindliches Papier verwendet wird, das eine leitfähige Basis besitzt, werden die Multiplex!erungsschaltungen mit Dioden ungeeignet. Es muß nicht mehr eine Diode jeder Elektrode zugeordnet werden, sondern ein Transistor, wodurch die Anschlußprobleme deutlich erhöht werden.

Die Erfindung ermöglicht es gerade, dieses Problem zu überwinden. Zu diesem Zweck zeichnet sich das verwendete Verfahren dadurch aus,

daß auf einem isolierenden Substrat eine Reihe von Elektroden E ,E ,... und zwei Gruppen von Metallbändern Χ.,Χ ,... und Y ,Y₀,... parallel zueinander und zu der Reihe nieder-

I £j

geschlagen werden,

daß auf dem Substrat und mittels der Betriebsschritte der ersten Phase A vier primäre Schichten aus Isolierstoff, Halbleiter, Isolierstoff bzw. Metall niedergeschlagen werden, daß anschließend die Betriebsschritte der zweiten Phase durchgeführt werden, wobei die Betriebsschritte der Fotogravur so durchgeführt werden, daß von den vier Schichten gebildete "Pflastersteine" oder Inseln übrigbleiben, wobei die Inseln einerseits jeder Elektrode an der gewünschten Stelle für die Steuertransistoren (Inseln P,,P₀,...) und andererseits an den Kreuzungsstellen angeordnet sind, die an den beiden Gruppen der Metallbänder in Höhe der Elektroden vorgesehen sind (Inseln Q.,Q₀,... für die erste Gruppe und R.,R₂,... für die zweite Gruppe),

daß bei den Inseln P.,P₀ die Betriebsschritte durchgeführt werden, die weiter oben erläutert worden sind, um an jeder Stelle einen Dunnschichttransistor T₁₅T₀,... zu erhalten, und

daß während des Betriebsschrittes der Niederschlagung der Metallschicht für die Kontaktierung des Dünnschichttransistors und die Fotogravur dieser Metallschicht Verbindungsmetall-

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bänder erreicht werden, die für jeden Dünnschichttransistor das Gate mit einem der Multiplex!erungsbänder der einen der Gruppe, die Source mit einem der Bänder der anderen Gruppe und die Drain mit der diesem Dünnschichttransistor gegenüberliegenden Elektrode verbinden.

Der in den Fig. 3 und k wiedergegebene Wiedergabekopf enthält bei den beiden leicht unterschiedlichen Ausführungsbeispielen Schreibelektroden E.,E₂,...,die mit Transistoren T.,T₂,... verbunden sind, die Dünnschichttransistoren sind. Diese Transistoren weisen jeweils ein Gate G, eine Source S und eine Drain D auf. Die Steuerschaltung dieser Transistoren weist zwei Gruppen von Metallbändern oder -streifen auf. Die erste, die durch die Bänder X.,X₂,... und die zweite, die durch die Bänder Y₁₅Y₂,... gebildet ist. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 sind die Bänder X.,X₂,... mit den Gate der Dünnschichttransistoren und die Bänder Y₁,Yp,... mit den Source der Dünnschichttransistoren verbunden. Bei der Ausführung gemäß Fig. 4 sind die Bänder X.,X₀,... mit den Source der Dünnschichttransistoren und die Bänder Y., Y₂,... mit den Gate der Dünnschichttrcinsistoren verbunden.

Die Wirkungsweise bzw. das Arbeitsprinzip dieser Ausführungs formen des Wiedergabekopfes ergibt sich aus den Tafeln I bzw II, bei denen eine "1" das Anliegen einer St euer spannung an ein Band und einer "0" das Nichtvorhandensein einer solchen Spannung wiedergeben. In den Tafeln sind lediglich einige Elektroden in der ersten Spalte angegeben, wobei die anderen nach dem gleichen Prinzip gesteuert werden.

Tafel 1

	Steuerung	^X2	^Yi	^Y2	1	1
elektroden ·	^Xl	0	0	1	1	i;
^El '	1	0	1	0	1	1
^E2 :	1	1	0	1	1	1
^E5 ^:	0	1	1	0
^E6	0

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Tafel

	^xi	Steuerung	*2	^Yl	^Y2	^Y3	0
Dlektroden	0	1	1	0	0	0
^El	0	1	ο :	1	0	o:
^E2	1	0	1	0	0	0·
	1	0	ο ·	1	0

Die Fig. 5^a - 5c zeigen verschiedene Schritte beim Herstellverfahren eines Wiedergabekopfes gemäß der Ausführungsform nach Fig. 3.

Auf einem isolierenden Substrat 10 aus beispielsweise Glas werden die Elektroden E ,E ,... und die Multiplexierungs-

J- Ct

Metallbänder X.,X_n,·.· und Y-,Y₀,Y ,... niedergeschlagen.

JL Ct 1 Ct _)

Diese Niederschlagung kann durch Verdampfen unter Vakuum mittels einer Elektronenkanone erfolgen. Das zu verdampfende Material ist beispielsweise auf einer Haftschicht aus Chrom niedergeschlagenes Gold. Die Form der Elektroden und Bänder wird durch Fotogravur erhalten. Das Substrat besitzt nun das Aussehen gemäß Fig. 5a, wobei die Abmessungen und Proportionen selbstverständlich zur Verdeutlichung der Darstellung nicht berücksichtigt sind. Die Kontaktsätze und die Versorgungsschaltungen sind nicht dargestellt.

Anschließend werden auf die Gesamtanordnung des Substrats gemäß Fig. 5^a vier aufeinanderfolgende Niederschläge eines Isolierstoffs, eines Halbleiters, eines Isolierstoffs und eines Metalls ausgebildet, und zwar nach der erfindungsgemäßen Lehre.

Eine erste Fotogravur bezüglich der Gesamtanordnung dieser Schichten wird so durchgeführt, daß die Inseln P ,P ,P ,...

1 ώ 5

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an der Stelle der zukünftigen Dünnschichttransistoren und Inseln Q₃^Q₃₅Q ,... auf den Bändern X ,X„,... in Höhe der Elektroden und schließlich Inseln R.,R ,R„,... auf den

1 *s _J

Bändern Y ,Y ,.. an der Stelle der zukünftigen Kreuzungen an den Miiltiplexierungsbanden übriggelassen werden (Fig.5b).

Transistoren T.,T₀₅T₀₅... werden anschließend an den Stellen

^{1 d} 3
der Inseln Ρ.,Ρ ₅P„,...,und zwar in Übereinstimmung mit dem

erfindungsgemäßen Verfahren gebildet (Fig. 5c).

Fig. 6 zeigt einen Transistor T in Aufsicht (a) gemäß dem Schnitt bb (b) und dem Schnitt cc (c). Die verwendeten Bezugszeichen entsprechen denen der Fig. 1, nämlich Substrat I, erste Isolierschicht 2, Halbleiterschicht 3₅ zweite Isolierschicht k, Gatekontakt 23, Sourcekontakt 24und Drainkontakt 25.

Die Kreuzungsstellen oder -inseln Q₁₅Q₃₅... und H ,11,,... sind dazu bestimmt, elektrische Kontakte zwischen den vertikalen Verbindungen und den horizontalen MuItiplegierungsbändern zu vermeiden. Selbstverständlich bestehen diese Inseln nicht an der Stelle, an der ein Multiplexierungsband mit einer vertikalen Verbindung vereinigt werden muß. Eine Kreuzungsinsel weist gemäß Fig. 7 auf einem der leitenden Bänder X oder Y,die auf dem Substrat 1 niederschlagen sind, drei c ar vier gemäß der ersten Phase A niedergeschlagenen Schichten, nämlich eine Isolierschicht 2, eine Halbleiterschicht 3 und eine Isolierschicht 4. Die obere Metallschicht 5 der Inseln wird bei der Fotogravur des Gate des Dünn-.Schichttransistors beseitigt. Dies enthält jedoch nicht die folgenden Schritte. Natürlich spielen die halble.Ltenden Eigenschaften der Schicht 3 keine Rolle bei dieser isolierenden Struktur.

Diο Kreuzungsinseln haben vorteilhaft Abmessungen, die leicht die Abmessungen der leitenden Bänder übersteigen, die von

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- 18 ihnen zur Isolation belastet sind.

Die Verbindungen zwischen den Transistoren, den Wiedergabeelektroden und den geeigneten Steuerbändern werden durch Niederschlagungen von Metallschichten erreicht, die während des Niederschlags der Metallschicht durchgeführt werden, die zur Bildung der Kontakte der Dünnschichttransistoren bestimmt sind (Metallschicht 21 in Fig. Ig). Das Endergebnis ist in Fig. 5c dargestellt.

Auf diese Weise verwendet neben der vorherigen Niederschlagung der Multiplexierungsbänder das Herstellverfahren der Steuerschaltung gemäß der Erfindung nur die zum Erhalten von Dünnschichttransistoren notwendigen Betriebsschritte und erfordert daher keinen zusätzlichen Betriebsschritt.

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Leerseite

Claims

Ansprüche:

Iy. Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen auf einem amorphen Substrat,
dadurch gekennzeichnet,

A) daß in einer ersten Phase:

das Substrat in einen Niederschlagungsraum eingeführt wird, und

daß auf die Gesamtheit des Substrats und ohne Inkontaktbringung mit äußerer Atmosphäre ein gleichförmiger Niederschlag von vier aufeinanderfolgenden primären Schichten durchgeführt wird, nämlich einer ersten Schicht aus schützendem Isolierstoff, einer zweiten Schicht aus Halbleiterwerkstoff, einer dritten Schicht aus Isolierstoff mit wesentlich geringerer Dicke als die der ersten Schicht und schließlich einer vj orten Metallschicht, und

B) daß in einer zweiten Phase:

aus dem Niederschlagungsraum das mit diesen vier Schichten bedeckte Substrat entfernt wird, und

die drei letzten Schichten Fotogravur- und zusätzlichen Niederschlagungs-Schritten ausgesetzt werden, und zwar Betriebsschritten, die für den Aufbau des zu erreichen-. den Bauelements geeignet sind.
410-(B6696)-MeKl

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ORIGINAL INSPECTED
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß zur Herstellung Von Dünnschichttransistoren mit jeweils einer Drain, einer Source und einem Gate in der zweiten Phase

in einem ersten Fotogravurschritt durch eine erste Maske durch die vierte Metallschicht und die dritte Isolierschicht zwei Öffnungen für jeden Transistor geöffnet werden, wobei der zwischen den beiden Öffnungen verbleibende metallische Teil das Gate des Transistors bildet, und

eine Schicht aus diffundierendem Metall auf der Gesamtheit des Substrats niedergeschlagen wird und anschließend durch selektives gemischtes Einwirken dieses zweite Metall entfernt wird, wodurch in dem Halbleiter zwei leitende Zonen übrigbleiben, deren eine die Drain und deren andere die Source des Transistors bildet.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe einer zweiten Maske anschließend eine Fotogravur des Halbleiters durchgeführt wird, um die Trennung der Transistoren voneinander zu erreichen.
Ί. Verfahren nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet, daß anschließend über die Gesamtanordnung ein Niederschlag eines dicken Isolierstoffs erfolgt, der sich von dem für die erste und/oder die dritte Schicht verwendeten Isolierstoff unterscheidet, wobei anschließend mit Hilfe einer dritten Maske die Öffnung eines Fensters in diesem dicken Isolierstoff in Höhe des Gate,der Drain und der Source durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend der Niederschlag einer Kontakt!erungsmetallschicht über die Gesamtanordnung durchgeführt wird, wobei anschließend mit Hilfe einer vierten Maske die Fotogravur dieser Metallschicht durchgeführt wird, um einen

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Gatekontakt, einen Drainkontakt und einen Sourcekontakt zu erhalten.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung eines Wiedergabekopfes eines TeIekopierers als Bauelement,der eine Reihe von Elektroden enthält, die mit einer Multiplizierungssteuerschaltung verbunden sind,

auf einem isolierenden Substrat eine Reihe von Elektroden (I ,1 ,*..) und zwei Gruppen von Multiplizierungsmetallbändern (X ,X₀,... und Y ,Y₀,...) parallel zueinander und zu der Reihe niedergeschlagen werden, daß auf dem Substrat und durch die Betriebsschritte der ersten Phase A gemäß Anspruch 1 vier primäre Schichten niedergeschlagen werdan,die isolierend,halbleitend, isolierend bzw. metallisch sind,

daß anschließend die Betriebsschritte der zweiten Phase B durchgeführt werden, wobei die Fotogravur-Schr i.tte so durchgeführt werden, daß Inseln übriggelassen werden, die durch die vier Schichten gebildet sind, wobei die Inseln einerseits in Höhe jeder Elektrode an der gewünschten Stelle für die Steuertransistoren (Inseln P , P₂,...) und andererseits an den Kreuzungsstellen angeordnet sind, die auf den beiden Gruppen der Metallbändor in Hohe der Elektroden gebildet sind (Inseln Q.,Q₀,...

für die erste Gruppe und (R ,R ,... für die zweite Gruppe)

X &

daß an den Inseln (P,,P₀,-··) die Betriebsschritte nach

X £

einem der Ansprüche 2-5 durchgeführt werden, um an jeder Stelle einen Dünnschicht_transistor (T.,T₀) zu erhalten, und

daß durch den Betriebsschritt der Niederschlagung der Kont_-aktierungsmetallschicht des Dünnschi chttransistors und dor Fotogravur dieser Schicht metall i «ehe Verbindungη-bänder erreicht werden, die für jeden Dünnschichttransistor das Gate mit einem der Multipliziorungsbänder einer der Gruppen, die Source mit einem der Bänder dar anderen

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Gruppe und die Drain mit der diesem Dünnschichttransiator gegenüberliegenden Elektrode verbinden.

7- Wiedergabekopf für Telekopierer mit einer mit einer Multiplizierungssteuerschaltung verbundenen Elektrodenreihe, gekennzeichnet durch deren Herstellung nach dem Verfahren nach Anspruch 6.

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