DE3823901A1 - Verfahren zur herstellung ferroelektrischer festkoerperbauelemente - Google Patents

Verfahren zur herstellung ferroelektrischer festkoerperbauelemente

Info

Publication number
DE3823901A1
DE3823901A1 DE3823901A DE3823901A DE3823901A1 DE 3823901 A1 DE3823901 A1 DE 3823901A1 DE 3823901 A DE3823901 A DE 3823901A DE 3823901 A DE3823901 A DE 3823901A DE 3823901 A1 DE3823901 A1 DE 3823901A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
substrate
ferroelectric
layer
film
intermediate layer
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.)
Granted
Application number
DE3823901A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3823901C2 (de
Inventor
Bernd Dr Rer Nat Ploss
Siegfried Dipl Phys Bauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE3823901A priority Critical patent/DE3823901A1/de
Publication of DE3823901A1 publication Critical patent/DE3823901A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3823901C2 publication Critical patent/DE3823901C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66992—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by the variation of applied heat
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/22—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using ferroelectric elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/78391—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate the gate comprising a layer which is used for its ferroelectric properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/84—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by variation of applied mechanical force, e.g. of pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B53/00—Ferroelectric RAM [FeRAM] devices comprising ferroelectric memory capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N15/00—Thermoelectric devices without a junction of dissimilar materials; Thermomagnetic devices, e.g. using the Nernst-Ettingshausen effect
    • H10N15/10—Thermoelectric devices using thermal change of the dielectric constant, e.g. working above and below the Curie point
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/07—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base
    • H10N30/072—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by laminating or bonding of piezoelectric or electrostrictive bodies
    • H10N30/073—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by laminating or bonding of piezoelectric or electrostrictive bodies by fusion of metals or by adhesives
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/09—Forming piezoelectric or electrostrictive materials
    • H10N30/098—Forming organic materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung ferro-, pyro- oder piezoelektrischer Festkörperbauelemen­ te, bei welchem ein Ferro-, Pyro- oder Piezoelektrikum in Form einer Schicht auf ein Substrat aufgebracht wird. Da ein Ferroelektrikum grundsätzlich auch pyro- und piezo­ elektrische Eigenschaften besitzt, wird im folgenden der Einfachheit halber nur noch von einem "Ferroelektri­ kum" gesprochen, wenn ein Ferro-, Pyro- oder Piezoelek­ trikum gemeint ist.
Bei einem bekannten Verfahren zum Aufbringen von Ferro­ elektrika auf ein Substrat wird z. B. Natriumnitrit aus der schmelzflüssigen Phase oder aus einer Lösung auf dem Substrat auskristallisiert (DE-PS 26 00 292). Weiter ist bei einem Verfahren zur Herstellung von Arrays be­ kannt, sowohl auf dem festen Ferroelektrikum als auch auf dem Substrat Elektrodenstrukturen aufzubringen, die miteinander verlötet werden (R.W.Whatmore, rep. Prog. Phys. 49 (1986), 1335-1368). Ferner ist es bekannt, daß der Gate-Isolator eines MIS-Feldeffekttransistors aus einer dünnen ferroelektrischen Schicht gebildet werden kann (IEEE Transactions on Electron Devices, Bd. ED-21 1974, Nr. 8, 499-504).
Die Verwendung eines festen Ferroelektrikums hat unter anderem den Vorteil, daß eine Bearbeitung und Polung vor dem Aufbringen auf das Substrat möglich ist. Als nachteilig wird bei den bekannten Anordnungen empfun­ den, daß auf dem Ferroelektrikum eine Elektrodenstruktur aufzubringen ist, die sehr feinstrukturiert ist und die exakt auf der entsprechenden Elektrodenstruktur auf dem Substrat justiert und mit dieser verlötet werden muß. Hinzu kommt, daß die metallischen Lötverbindungen hohe Löttemperaturen erfordern, denen nicht jedes ferroelek­ trische Material ausgesetzt werden darf.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren zur Herstellung von Festkörperbauelementen der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die bei Verwendung eines festen Ferroelektrikums eine sehr einfache Verbin­ dung und Kopplung der betreffenden Teile auch mit kompli­ ziert strukturierten Substraten ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vor­ geschlagen, daß die ferroelektrische Schicht mittels einer elektrisch isolierenden Zwischenschicht mit dem Substrat mechanisch verbunden und dielektrisch gekoppelt wird. Die Zwischenschicht sollte dabei mindestens um eine Größenordnung dünner als die ferroelektrische Schicht sein, um zu gewährleisten, daß die durch eine Temperatur- oder Druckverteilung erzeugte Flächenladungsdichte mög­ lichst ungeschwächt zur Substratseite übertragen wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Ferroelektrikum in Form einer vorgefertigten und vorpolarisierten Folie mit Hilfe der als Haftvermittler ausgebildeten Zwischenschicht unter Einwirkung von Druck und/oder Wärme mit dem Substrat verbunden. Vorteilhafter­ weise wird zu diesem Zweck eine Folie aus Polyvinyliden­ fluorid mit einer Dicke von etwa 5 bis 50 µm verwendet, die vor dem Verbinden mit dem Substrat polarisiert und vorzugsweise auf der dem Substrat gegenüberliegenden Fläche zumindest teilweise metallisiert wird.
Die Zwischenschicht wird vorteilhafterweise in flüssiger Form auf das Substrat oder auf die Folie aufgetragen, bevor die Verbindung hergestellt wird. Als Zwischenschicht kommt dabei insbesondere ein thermoplastisches Material in Betracht. Das thermoplastische Material kann in einem organischen Lösemittel, wie Benzin, Azeton oder Äthanol, gelöst und als Lösung auf das Substrat oder die Folie dünn aufgetragen werden. Nach dem Verdampfen bzw. Ver­ dunsten des Lösemittels kann dann die Folie auf das Sub­ strat aufgelegt und unter Einwirkung von Druck und Wärme bei einer über dem Erweichungspunkt des thermoplastischen Materials aber unter dem Erweichungs- und/oder Depolari­ sierungspunkt der Folie liegenden Temperatur mit dem Substrat verbunden werden. Als thermoplastisches Material kommt beispielsweise Polyisobutylen in Betracht, das im Benzin als Lösemittel gelöst werden kann und das einen Erweichungspunkt von ca. 100°C aufweist.
Grundsätzlich ist es möglich, als Zwischenschicht auch einen Reaktionsklebstoff oder einen lösemittelhaltigen Klebstoff zu verwenden.
Als Substrat kommt vorteilhafterweise ein Halbleiter­ substrat, ein elektrisch leitendes oder leitend beschich­ tetes oder ein als integrierte Schaltung ausgebildetes Substrat in Betracht. Weiter kann als Substrat ein zusam­ men mit der ferroelektrischen Schicht ein einzelnes Bau­ teil, ein lineares Array oder ein flächenhaftes Array bildendes Substrat verwendet werden. Weiter ist es mög­ lich, daß durch Aufbringen des Ferroelektrikums auf das Substrat und Aufbringen einer GATE-Elektrode auf das Ferroelektrikum ein MIS-Feldeffekttransistor gebil­ det wird, bei welchem durch die Reihenschaltung von Ferro­ elektrikum und dielektrischer Zwischenschicht der GATE-Isolator gebildet wird.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Festkörper-Bauelement weist erfindungsgemäß zwischen dem Substrat und dem Ferroelektrikum eine isolierende Zwischenschicht auf, durch die das Substrat und das Ferro­ elektrikum mechanisch miteinander verbunden und dielek­ trisch miteinander koppelbar sind. Die Zwischenschicht ist dabei vorteilhafterweise um mindestens eine Größen­ ordnung dünner als die ferroelektrische Schicht. Sie besteht vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunst­ stoff, dessen Erweichungspunkt niedriger als der Erwei­ chungs- und/oder Depolarisierungspunkt des Ferroelektri­ kums ist.
Mit der dielektrischen Zwischenschicht, die zugleich als Haftvermittler wirkt, wird eine feste mechanische Verbindung hergestellt, die Unebenheiten der Oberflächen des Ferroelektrikums einerseits und des Substrats anderer­ seits ausgleicht und unterschiedliche Ausdehnungskoeffi­ zienten kompensiert. Da über die dielektrische Zwischen­ schicht ein elektrisches Signal vom Ferroelektrikum zum Substrat übertragen wird, sind auf der dem Substrat zuge­ wandten Seite des Ferroelektrikums keine Elektrodenstruk­ turen notwendig. So genügt eine gemeinsame Elektrode auf der Oberseite des Ferroelektrikums in Verbindung mit geeigneten Strukturen auf dem Substrat, um ferroelek­ trische Signale ortsaufgelöst zu detektieren. Die Montage und die Justierung des Ferroelektrikums auf dem Substrat wird dadurch sehr vereinfacht.
Eine besonders einfache Möglichkeit zur Realisierung der erfindungsgemäßen Zwischenschicht besteht in der Verwendung eines thermoplastischen Kunststoffs (z. B. eines Schmelzklebers), der aus einer Lösung als dünne Schicht auf dem Ferroelektrikum oder dem Substrat abge­ schieden wird. Danach kann das Ferroelektrikum auf das Substrat gelegt und in dieser Anordnung auf eine Tempera­ tur über der Schmelz- oder Erweichungstemperatur des thermoplastischen Kunststoffs erwärmt werden. Nach Ab­ kühlung ergibt sich eine innige mechanische Verbindung von Ferroelektrikum, Thermoplast und Substrat. Da der thermoplastische Kunststoff leicht als dünne Schicht ausgebildet werden kann, ermöglicht dies eine gute An­ kopplung der ferroelektrischen Signale an das Substrat. Es ist jedoch auch möglich, den thermoplastischen Kunst­ stoff in Form einer Folie zwischen Ferroelektrikum oder Substrat einzubringen, oder statt des thermoplastischen Kunststoffs einen Klebstoff zu verwenden, der durch Reak­ tion oder durch Verdunstung eines Lösemittels härtet.
Für ein auf diese Weise hergestelltes Festkörperbauele­ ment gibt es eine Reihe von Anwendungsmöglichkeiten: So kann mit einer geeigneten Elektrodenstruktur auf dem Substrat das Ferroelektrikum als eindimensionales oder als zweidimensionales Transistor-Array beschaltet werden. Weiter kann als Substrat eine integrierte Schaltung ver­ wendet werden, die elektronische Strukturen zur Verarbei­ tung der ferroelektrischen Signale enthält. Ein auf diese Weise hergestellter Festkörpersensor kann unter anderem als piezoelektrisches Bauelement, beispielsweise als Drucksensor oder als taktiler Sensor, oder als pyroelek­ trischer Strahlungssensor benutzt werden. Bei entspre­ chender Verschaltung kann ein solches Festkörperbauele­ ment auch als elektronischer Speicher verwendet werden.
Bei einem ferroelektrischen Feldeffekttransistor ist der Isolator eines üblichen MIS-Feldeffekttransistors durch ein Ferroelektrikum ersetzt (vgl. DE-PS 26 09 292 mit Natriumnitrit als Ferroelektrikum). Bei Anwendung der vorliegenden Erfindung auf Feldeffekttransistoren besteht der Isolator aus einem Ferroelektrikum in Reihe mit der erfindungsgemäßen dieelektrischen Schicht. Diese dielektrische Schicht wird im äußeren Feld des Ferro­ lektrikums polarisiert, so daß die Anordnung wie ein ferroelektrischer Feldeffekttransistor wirkt. Insbeson­ dere ist es möglich, eine lineare oder flächenhafte An­ ordnung von Feldeffekttransistoren auf einem integrier­ ten Schaltkreis für die Anwendung als Sensor oder als Speicher mit einem festen Ferroelektrikum zu beschichten.
Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier Ausführungs­ beispiele näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen Schnitt durch einen ferroelektrischen Feld­ effekttransistor mit dielektrischer Zwischen­ schicht;
Fig. 2 einen Schnitt durch einen ferroelektrischen Feld­ effekttransistor mit dielektrischer Zwischen­ schicht und GATE-Metallisierung;
Fig. 3 ein Array aus ferroelektrischen Feldeffekttran­ sistoren;
Fig. 4 eine ferroelektrische Speicherzelle in schemati­ scher Darstellung.
Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Bauelemente be­ stehen im wesentlichen aus einem Halbleitersubstrat 10, einer über einer isolierenden Zwischenschicht 12 mit dem Halbleitersubstrat 10 verbundenen Polyvinylidenfluo­ rid-Folie als Ferroelektrikum 14, einer auf die Außenseite der Folie 14 aufgebrachten Metallschicht 16 und einer Absorberschicht 18 aus Graphit. Die bevorzugt aus Polyiso­ butylen bestehende Zwischenschicht hat eine Dicke von ca. 1 µm, während die ferroelektrische Polyvinyliden­ fluoridschicht zwischen 5 und 50 µm, vorzugsweise 8 bis 25 µm dick ist.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind im Halbleitersubstrat 10 zusätzlich Source- und Drain- Elektroden 20, 22 integriert, die über die Zwischenschicht 12 dielektrisch mit dem Ferroelektrikum 14 unter Bildung eines pyroelektrischen Feldeffekttransistors gekoppelt sind. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 durch die zu­ sätzliche GATE-Metallisierung 24 auf der Oberfläche des Substrats 10.
Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel enthält das Halbleiter-Substrat eine Elektrodenstruktur, die in Verbindung mit dem Ferroelektrikum ein Array aus ferro­ elektrischen Feldeffekttransistoren bildet. Die ferro­ elektrische Schicht 14 besteht aus einer polarisierten Folie aus Polyvinylidenfluorid ohne Oberflächenstruktur, die durch den aus Polyisobutylen bestehenden dielektri­ schen Haftvermittler 12 mit dem Halbleitersubstrat 10 verbunden und gekoppelt ist.
Ausführungsbeispiel 1
Auf einem Halbleitersubstrat mit integriertem Schaltkreis sind Feldeffekttransistoren als ein- oder zweidimensio­ nales Array angeordnet. Zweckmäßig enthält der integrier­ te Schaltkreis zusätzlich Multiplexer, mit denen jeweils einer der Feldeffekttransistoren ausgewählt werden kann, sowie eine Verstärkerschaltung, die das Signal des selek­ tierten Feldeffekttransistors verstärkt und einem Aus­ gang zuführt. Eine Folie aus Polyvinylidenfluorid mit einer Dicke von 25 µm wird einseitig metallisiert. Auf die andere Seite wird in Benzin gelöstes Polyisobutylen aufgetropft und durch Schleudern gleichmäßig auf der Folienoberfläche verteilt. Die Menge an gelöstem Poly­ isobutylen und die Parameter des Schleudervorgangs werden dabei so gewählt, daß sich nach dem Verdunsten des Löse­ mittels eine Polyisobutylen-Schicht von etwa 1 µm Dicke bildet. Danach wird die Folie etwa in Substratgröße zuge­ schnitten und mit der Schichtseite auf die Array-Seite des Substrats gelegt. Sodann wird die Anordnung unter leichtem Druck von ca. 1 N/cm2 auf die Erweichungstempe­ ratur des Polyisobutylens, die bei etwa 90 bis 100°C liegt, erwärmt und anschließend rasch wieder auf Zimmer­ temperatur abgekühlt. Im Anschluß daran wird die metalli­ sierte Oberfläche der Folie z. B. durch Bonden 26 mit der elektrischen Masse des integrierten Schaltkreises auf dem Substrat verbunden. Dadurch erhält man ein inte­ griertes Array von ferroelektrischen Sensoren. Durch Selektieren von jeweils einem der Feldeffekttransistoren mit Hilfe des Multiplexers und Digitalisieren des Aus­ gangssignals mit Hilfe eines A/D-Wandlers können die Sensorsignale in einen Rechner eingelesen und dort verar­ beitet werden.
Ausführungsbeispiel 2
Zur Herstellung eines ferroelektrischen Speicher-Arrays mit ferroelektrischen Speicherzellen entsprechend Fig. 4 wird ein integrierter Schaltkreis benutzt, bei dem in jeder Zelle des Arrays zusätzlich zu einem Feldeffekt­ transistor 30 (wie beim Ausführungsbeispiel 1) mindestens ein weiterer Feldeffekttransistor 32 angeordnet ist, der als Schalter dienen kann. Dadurch entsteht ein Fest­ körperbauelement, bei welchem über den Schaltertransistor 32 in einem kleinen Bereich des Ferroelektrikums 14 eine positive oder negative Spannung angelegt wird, wodurch dieser Bereich senkrecht zur Oberfläche gepolt wird. Das Vorzeichen der Spannung bestimmt dabei die Orientie­ rung der Polarisation. Diese kann beispielsweise über eine Multiplexer-Schaltung ausgelesen werden. Der Vorteil eines solchen ferroelektrischen Speichers ist dabei, daß die Polarisation des Ferroelektrikums 14 und damit die gespeicherte Information auch nach dem Abschalten der Betriebsspannung erhalten bleibt. Als Ferroelektrikum kommt in diesem Fall vorzugsweise Blei-Zirkon-Titanat in Betracht, das erforderlichenfalls in eine Folie einge­ bettet werden kann.
Für ferroelektrische Festkörperbauelemente, die gemäß den Ausführungsbeispielen hergestellt wurden, gibt es vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Insbesondere bietet sich die Verwendung als Strahlungssensor an, wenn bei einem Bauelement nach Ausführungsbeispiel 1 zusätzlich auf die Metallisierung des Ferroelektrikums eine strah­ lungsabsorbierende Graphitschicht 18 aufgebracht wird. Je nach Ausführung der integrierten Schaltung können dann ein- oder zweidimensionale Wärmebilder aufgenommen werden. Ebenso ist es mit einem Sensor dieser Bauart möglich, Druckverteilungen zu messen. Bringt man auf das Piezoelektrikum noch eine weiche Substanz auf, die Kräfte auf das Piezoelektrikum übertragen kann, so eignet sich das Bauelement als taktiler Sensor, mit dem bei­ spielsweise bei Roboteranwendungen gemessen werden kann, welche Druckverteilung ein Greifer auf einen Gegenstand ausübt.
Ein gemäß Ausführungsbeispiel 2 hergestellter Datenspei­ cher hat den Vorteil, daß die gespeicherten Daten nicht flüchtig sind. Es bietet sich daher an, eine solche Bau­ gruppe zusätzlich in Schreib-Lese-Speicher (RAM) zu inte­ grieren, so daß vor dem Abschalten der Betriebsspannung der Speicherinhalt des flüchtigen RAM-Speichers in den nicht flüchtigen ferroelektrischen Speicher übertragen werden kann.

Claims (22)

1. Verfahren zur Herstellung ferroelektrischer Festkör­ perbauelemente, bei welchem ein Ferroelektrikum in Form einer Schicht auf ein Substrat aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die ferroelektrische Schicht mittels einer isolierenden Zwischenschicht mit dem Substrat mechanisch verbunden und dielek­ trisch gekoppelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht vorzugsweise mindestens eine Größenordnung dünner als die ferroelektrische Schicht ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ferroelektrikum in Form einer vorge­ fertigten polarisierten oder polarisierbaren Folie mit Hilfe der als Haftvermittler ausgebildeten Zwi­ schenschicht unter Einwirkung von Druck und/oder Wärme mit dem Substrat verbunden wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Ferroelektrikum eine Folie aus Polyvinyliden­ fluorid vorzugsweise mit einer Dicke von 5 bis 50 µm verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Folie vor dem Verbinden mit dem Substrat polarisiert und vorzugsweise auf der dem Substrat gegenüberliegenden Fläche zumindest teilwei­ se metallisiert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht in flüssiger Form auf das Substrat oder auf die Folie aufgetra­ gen wird, bevor die Verbindung hergestellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenschicht ein thermo­ plastisches Material verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material in einem organi­ schen Lösemittel gelöst und als Lösung auf das Sub­ strat oder die Folie dünn aufgetragen wird, und daß nach dem Verdampfen des Lösemittels die Folie auf das Substrat aufgelegt und unter Einwirkung von Druck und/oder Wärme mit einer über dem Erweichungspunkt des thermoplastischen Materials aber unter dem Er­ weichungs- und/oder Depolarisierungspunkt der Folie liegenden Temperatur mit dem Substrat verbunden wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Polyisobutylen als thermoplastisches Material in Benzin als Lösemittel gelöst wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenschicht ein Reaktions­ klebstoff oder ein lösemittelhaltiger Klebstoff ver­ wendet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat ein Halbleitersub­ strat, ein elektrisch leitendes oder leitend beschich­ tetes oder ein als integrierte Schaltung ausgebil­ detes Substrat verwendet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat ein einzelnes Bauelement, ein ein lineares Feldeffekttransistor-Array oder ein flächen­ haftes Feldeffekttransistor-Array bildendes Halb­ leitersubstrat verwendet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß durch Aufbringen des Ferroelek­ trikums auf das Substrat und Aufbringen einer GATE-Elektrode auf das Ferroelektrikum ein MIS-Feld­ effekttransistor gebildet wird, bei dem durch die Reihenschaltung von Ferroelektrikum und dielektri­ scher Substanz der GATE-Isolator gebildet wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie im wesentlichen auf Substratgröße zugeschnitten wird, bevor sie auf das Substrat aufgelegt und mittels Zwischenschicht mit diesem verbunden wird.
15. Festkörperbauelement mit einem Substrat und einer auf der Substratoberfläche angeordneten ferroelektri­ schen Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Substrat (10) und der ferroelektrischen Schicht (14) eine elektrisch isolierende Zwischenschicht (12) angeordnet ist, durch die das Substrat (10) und die ferroelektrische Schicht (14) mechanisch miteinander verbunden und dielektrisch miteinander koppelbar sind.
16. Festkörperbauelement nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zwischenschicht (12) vorzugsweise um mindestens eine Größenordnung dünner als die ferro­ elektrische Schicht (14) ist.
17. Festkörperbauelement nach Anspruch 15 oder 16, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (12) aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht, dessen Erweichungspunkt niedriger als der Erweichungs- und/oder Depolarisierungspunkt der ferroelektrischen Schicht (14) ist.
18. Festkörperbauelement nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicken der ferroelektrischen Schicht (14) 5 bis 50 µm und die der Zwischenschicht (12) 0,5 bis 5 µm beträgt.
19. Festkörperbauelement nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die ferroelektri­ sche Schicht (14) als polarisierte Polyvinyliden­ fluoridfolie ausgebildet ist.
20. Verwendung eines nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 hergestellten Festkörperbauele­ ments als Strahlungssensor.
21. Verwendung eines nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 hergestellten Festkörperbauele­ ments als Drucksensor oder als taktiler Sensor.
22. Verwendung eines nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 hergestellten Festkörperbauele­ ments als Speicher-Array.
DE3823901A 1988-07-14 1988-07-14 Verfahren zur herstellung ferroelektrischer festkoerperbauelemente Granted DE3823901A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3823901A DE3823901A1 (de) 1988-07-14 1988-07-14 Verfahren zur herstellung ferroelektrischer festkoerperbauelemente

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3823901A DE3823901A1 (de) 1988-07-14 1988-07-14 Verfahren zur herstellung ferroelektrischer festkoerperbauelemente

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3823901A1 true DE3823901A1 (de) 1990-02-01
DE3823901C2 DE3823901C2 (de) 1990-10-25

Family

ID=6358678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3823901A Granted DE3823901A1 (de) 1988-07-14 1988-07-14 Verfahren zur herstellung ferroelektrischer festkoerperbauelemente

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3823901A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007085035A2 (de) * 2006-01-26 2007-08-02 Universität Linz Ferroisches bauelement
CN105203019A (zh) * 2015-10-19 2015-12-30 上海集成电路研发中心有限公司 一种柔性有源压力/应变传感器结构及其制作方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2791761A (en) * 1955-02-18 1957-05-07 Bell Telephone Labor Inc Electrical switching and storage
DE2637623A1 (de) * 1975-09-04 1977-03-17 Westinghouse Electric Corp Pyroelektrischer feldeffektdetektor fuer elektromagnetische strahlung
DE3221145A1 (de) * 1981-06-05 1982-12-23 C G R, 75015 Paris Selbstklebender piezoelektrischer wandler und vorrichtung zur anwendung des wandlers
DE3425882A1 (de) * 1984-07-13 1986-01-16 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Anschlussbaendchen-verbund fuer das kontaktieren von elektrischen bauteilen, vorzugsweise piezo-wandlern
DE3602887A1 (de) * 1986-01-31 1987-08-06 Bayer Ag Nichtfluechtiger elektronischer speicher
EP0044342B1 (de) * 1980-01-31 1987-08-12 Minnesota Mining And Manufacturing Company Druckempfindlicher piezoelektrischer polymer-signalgenerator

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2791761A (en) * 1955-02-18 1957-05-07 Bell Telephone Labor Inc Electrical switching and storage
DE2637623A1 (de) * 1975-09-04 1977-03-17 Westinghouse Electric Corp Pyroelektrischer feldeffektdetektor fuer elektromagnetische strahlung
EP0044342B1 (de) * 1980-01-31 1987-08-12 Minnesota Mining And Manufacturing Company Druckempfindlicher piezoelektrischer polymer-signalgenerator
DE3221145A1 (de) * 1981-06-05 1982-12-23 C G R, 75015 Paris Selbstklebender piezoelektrischer wandler und vorrichtung zur anwendung des wandlers
DE3425882A1 (de) * 1984-07-13 1986-01-16 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Anschlussbaendchen-verbund fuer das kontaktieren von elektrischen bauteilen, vorzugsweise piezo-wandlern
DE3602887A1 (de) * 1986-01-31 1987-08-06 Bayer Ag Nichtfluechtiger elektronischer speicher

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
US-Z.: Aconstical Holography, Vol. VIII, Juli 1979, S. 69-95 *
US-Z.: IEEE Tr. on Electronic Devices, Vol. ED-21, No. 8, 1974, S. 499-504 *
US-Z.: IEEE Tr. on Electronic Devices, Vol. ED-29, No. 1, 1982, S. 27-33 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007085035A2 (de) * 2006-01-26 2007-08-02 Universität Linz Ferroisches bauelement
AT503306B1 (de) * 2006-01-26 2007-09-15 Univ Linz Ferroisches bauelement
WO2007085035A3 (de) * 2006-01-26 2007-12-13 Univ Linz Ferroisches bauelement
US8461636B2 (en) 2006-01-26 2013-06-11 Universität Linz Ferroic sensor having tini-film field-effect transistor and ferroic layer applied to substrate
CN105203019A (zh) * 2015-10-19 2015-12-30 上海集成电路研发中心有限公司 一种柔性有源压力/应变传感器结构及其制作方法
CN105203019B (zh) * 2015-10-19 2018-05-29 上海集成电路研发中心有限公司 一种柔性有源压力/应变传感器结构及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE3823901C2 (de) 1990-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2217538C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Zwischenverbindungen in einer Halbleiteranordnung
EP0236696B1 (de) Nichtflüchtiger elektronischer Speicher
DE3434726C2 (de)
DE69835798T2 (de) Verfahren um dünnschichtbauelemente zu transferieren
DE19946700B4 (de) Thermoelektrische Module und Verfahren zu ihrer Herstellung
EP0347704B1 (de) Infrarotdetektor
DE60203321T2 (de) Ferroelektrische oder elektret-speicherschaltung
DE2916744A1 (de) Detektor fuer infrarotstrahlung und verfahren zu dessen herstellung
DE3202819C2 (de) Infrarotdetektor und Verfahren zum Herstellen
DE102005009511B3 (de) Halbleiterspeichervorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterspeichervorrichtung
DE3644882A1 (de) Thermische detektormatrix
DE1514337B1 (de) Unipolartransistor
DE3425377C2 (de) Pyroelektrischer Detektor
EP0226572B1 (de) Messwertaufnehmer mit einem flexiblen piezoelektrischen Film als Messelement
DE2213060C3 (de) Infrarotintensitätsdetektor mit einem polarisierten pyroelektrischen Keramikkörper
DE3200853A1 (de) Halbleiteranordnung mit einer bildaufnahmeeinheit und mit einer ausleseeinheit sowie verfahren zu ihrer herstellung
DE102007024903B4 (de) Vorrichtung mit Sandwichstruktur zur Detektion von Wärmestrahlung, Verfahren zum Herstellen und Verwendung der Vorrichtung
DE3823901A1 (de) Verfahren zur herstellung ferroelektrischer festkoerperbauelemente
EP0513557B1 (de) Supraleitendes Tunnelelement
DE19727447B4 (de) Verwendung einer pyroelektrischen Einheit als Lichtempfangsfläche eines Infrarotsensors und Verfahren zur Einstellung der relativen Nachweisrate eines Infrarotsensors
DE10059688B4 (de) Substrat für das Packaging eines elektronischen Bauelements und piezoelektrisches Resonanzbauelement unter Verwendung desselben
WO1992002961A1 (de) Kontaktierung eines piezoelektrischen biegewandlers
WO1996041384A1 (de) Piezoelektrischer biegewandler
DE3035933A1 (de) Pyroelektrischer detektor sowie verfahren zur herstellung eines solchen detektors
DE4340583A1 (de) Temperaturstabilisierter Hybridschaltkreis

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee