DE3887232T2

DE3887232T2 - Verfahren zur Herstellung von Bildsensorbauelementen, die zu Modulen zusammengesetzt werden.

Info

Publication number: DE3887232T2
Application number: DE3887232T
Authority: DE
Inventors: Josef E Jedlicka; Kimberly R Page; Alain E Perregaux; Fred F Wilczak
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1987-08-28
Filing date: 1988-08-26
Publication date: 1994-06-16
Anticipated expiration: 2008-08-27
Also published as: JPS6470695A; EP0305204B1; EP0305204A1; US4814296A; JPH0834197B2; DE3887232D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Bauelementen von einem Wafer aus kristallinem Material und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen von Bildsensorbauelementen zum Zusammensetzen mit anderen ähnlichen Bauelementen, um eine längere zusammengesetzte Anordnung ohne Verlust an Bildqualität zu bilden.
Bildsensorbauelemente, wie ladungsgekoppelte Einrichtungen (CCD), zum Abtasten von Vorlagenbildern, weisen typischerweise eine Reihe oder lineare Gruppierung von Fotostellen zusammen mit einem geeignetem Unterstützungsschaltkreis auf, der auf Silizium integriert ist. Üblicherweise wird ein Element dieser Art verwendet, um Linie um Linie über die Weite einer Vorlage abzutasten, wobei die Vorlage in Längsrichtung synchron dazu bewegt oder schrittweise bewegt wird.
Bei der oben genannten Anwendung ist die Bildauflösung proportional dem Verhältnis der Abtastweite und der Anzahl von Fotostellen der Anordnung. Wegen der Schwierigkeit lange Elemente wirtschaftlich zu entwerfen und herzustellen, ist die Bildauflösung für das typische Bauelement, das im Handel heute erhältlich ist, relativ niedrig, wenn das Bauelement verwendet wird, eine volle Linie abzutasten. Während die Auflösung elektronisch verbessert werden kann, indem zusätzliche Bildsignale interpoliert werden oder indem mehrere kleinere Bauelemente zueinander in einer nichtlinearen Weise versetzt werden, um von einem Bauelement zu dem nächsten zu übergreifen, wenn das Abtasten längs der Linie fortschreitet, erhöhen elektronische Verarbeitungen dieser Art sowohl die Komplexität als auch die Kosten des Systems. Ferner verlangen einzelne oder mehrfache Bauelementkombinationen, wie es vorstehend beschrieben wurde, üblicherweise komplexere und kostspieligere, optische Systeme.
Jedoch ist eine lange Anordnung oder eine voller Weite mit einer Länge, die gleich derjenigen oder größer als die Vorlagenzeile ist, und mit einer großen Dichte kollinearer Fotostellen, um eine hohe Auflösung sicherzustellen, ein sehr erwünschtes aber bisher unerreichbares Ziel und auch geblieben. Bei der Verfolgung einer langen Anordnung oder einer Anordnung voller Weite ist häufig gefordert worden, die Anordnung zu bilden, indem mehrere kleine Bauelemente Ende an Ende zusammengesetzt werden. Jedoch hat sich die Notwendigkeit, die kritisch ist, Bauelemente bereitzustellen, deren Fotostellen sich bis zum Rand oder der Kante des Bauelementes erstrecken, um eine Kontinuität sicherzustellen, wenn das Bauelement Ende an Ende mit anderen Bauelementen zusammengesetzt wird, und gleichzeitig Kanten zu schaffen, die ausreichend glatt und geradlinig sind, damit sie ohne Verlust von Bilddaten zusammengebaut werden können, als ein schwerwiegendes Hindernis herausgestellt.
Obgleich die übliche Technik des Anzeichnens und Spaltens von Siliziumwafern, die seit vielen Jahren von der Halbleiterindustrie verwendet wird, Bauelemente mit vernünftig gesteuerten Abmessungen erzeugt, hat die mikroskopische Beschädigung, die auf der Bauelementoberfläche während des Anzeichnungsvorganges auftritt, wirkungsvoll die Anordnung von Fotostellen an dem Bauelementrand verhindert. Der Grund hierfür besteht darin, daß die obere Oberfläche von Siliziumwafern prinzipiell stets parallel zu der < 100> Ebene des Kristallgitters derart ist, daß, wenn ein Wafer dieser Art mit einem Hochgeschwindigkeits-Diamantblatt geschnitten oder geteilt wird, kleine Teilchen und Splitter von der oberen Oberfläche des Wafers in der unmittelbaren Nähe des von dem Blatt erzeugten Kanals weggebrochen werden. Dieses Absplittern der Oberfläche erstreckt sich typischerweise bis ungefähr 50 um, so daß es für aktive Elemente unmöglich gemacht wird, näher als ungefähr 50 um von dem Teilungskanal angeordnet zu werden. Als Ergebnis sind lange, lineare Anordnungen, die aus einzelnen Ende an Ende zusammengesetzten Bauelementen aufgebaut sind, nur für Einrichtungen niederer Auflösung möglich, das heißt für jene, die eine Raumfrequenz von 5 Linien pro Millimeter oder weniger haben.
Ein früheres Patent von Araghi, US-A-4,604,161, wandte sich diesem Problem zu. Araghi offenbart das Konzept, chemisch eine V-Nute in die Oberfläche eines Wafers zu ätzen, woraufhin ein Teilschnitt in die Rückseite des Wafers folgt, der eine innere Nute mit ihrer Mittellinie parallel zu aber gegen die Mittellinie der V-Nute bildet. Dies ermöglicht, daß die Bauelemente voneinander mittels eines mechanischen Spalt- oder Brechvorganges getrennt werden. Bei diesem Ansatz wurde der Schnitt durch die obere Oberfläche des Wafers, in der die aktiven Elemente gebaut werden, nicht mit einem abschleifenden Blatt sondern mittels der chemisch geätzten V-Nute durchgeführt. Als Ergebnis wurde das Fortschreiten einer mechanischen Beschädigung längs der oberen Oberfläche des Wafers vermieden, was erlaubte, aktive Elemente so nahe an der V-Nute anzuordnen, wie es die Genauigkeit der Fotolithographie und des Ätzvorganges erlauben.
Jedoch läßt die Technik von Araghi mindestens eine Seite des gespalteten Stückes mit einer vorstehenden Messerkante, die durch die zwei sich schneidenden < 111> Ebenen definiert ist. Diese Messerkante kann sehr empfindlich sein und leicht beschädigt werden. Solche Beschädigung mag erfordern, daß das Stück zurückgewiesen wird, wodurch die Herstellungsanzahl verringert und die Kosten erhöht werden.
In dem Stand der Technik offenbart US-A-4,610,079 von Abe u. a. ein Verfahren zum würfelartigen Zerschneiden eines Halbleiterwafers, in den eine weitere Nute als die Zerschneidelinie über der Zerschneidelinie gebildet ist, um Sprünge und Absplitterung zu begrenzen, die während des nachfolgenden Zerschneidevorganges erzeugt werden. US-A-4,624,741 von Daniele offenbart ein Herstellungsverfahren, bei dem das vorgenannte Araghi-Verfahren zur Herstellung von elektromechanisch Modulationsbauelementen angewendet wird, während US-A- 3,608,186 von Hutson ein Verfahren zum Herstellen von Halbleitern offenbart, bei dem durchgehende Nuten in den Boden und die Oberseite eines Wafers geätzt werden, um eine Beschädigung während des Zerteilungsvorganges zu vermeiden. US-A-3,628,107 von Kennedy ist ähnlich demjenigen von Hutson, verwendet aber statt dessen polierte Nuten. In US-A- 4,033,027 von Fair u. a. ist ein Verfahren zum Zerteilen von Halbleiterwafern in Chips geoffenbart, wobei ein metallisiertes Gitter auf der Unterseite des Wafers gebildet wird und das Schneiden durch das Metall und teilweise in den Wafer vorgenommen wird, woraufhin der Wafer längs des Schnittes gebrochen wird. Ein anderes Patent US-A-4,217,689 von Fujii u. a. beschreibt ein Herstellungsverfahren für Halbleiter, bei dem eine Isolierbeschichtung zuerst auf der Oberfläche des Substrates angeordnet wird, woraufhin eine Teilnute durch Sägen gebildet und das Substrat dann längs der Nute gebrochen wird.
Andere Patente US-A-4,236,296 und US-A-4,237,601 von Woolhouse u. a. aus dem Stand der Technik offenbaren Verfahrensschritte zum Spalten von Halbleiterlaserdiodenwafern, bei denen eine V-Nute zuerst geätzt wird, wonach mechanisch der Wafer längs der Nute gebrochen wird, während US-A-4,355,457 von Barlett ein Verfahren zum Bilden einer Mesa in einer Halbleitereinrichtung offenbart, in die Kanäle geschnitten werden, woraufhin der Wafer geätzt wird, um Kratzer zu entfernen, und der Wafer längs der Kanäle gebrochen wird. Und US-A-3,852,576; 3,972,113; 4,040,877; 4,135,291; 4,179,794; 4,259,682; und 3,628,106; GB-A-1,118,536; und JP-A-55- 124,243 offenbaren verschiedene andere Techniken und Verfahren zum Herstellen von Transistoren und insbesondere Verfahren, die Nuten vorsehen, die dazu dienen, Schaltkreiselemente voneinander zu trennen und zu isolieren.
Die vorliegende Erfindung bestrebt diese vorstehend angegebenen Schwierigkeiten anzugehen und zu überwinden, indem bereitgestellt wird ein Verfahren zum Herstellen von Bauelementen aus einem Wafer aus einem kristallinen Material, das das Bilden von V-förmigen Nuten in einer Oberfläche des Wafers und das Bilden gegenüberliegender Nuten in der anderen Oberfläche des Wafers umfaßt, wobei die Achsen der gegenüberliegenden Nuten parallel zu den Achsen der V-förmigen Nuten sind, gekennzeichnet durch Schneiden des Wafers in einer zu der genannten einen Oberfläche senkrechten Richtung von den V-förmigen Nuten aus durch die entsprechenden gegenüberliegenden Nuten, wobei eine Seite des Schnittes im wesentlichen die gleiche Ausdehnung mit dem Tiefpunkt der V-förmigen Nute hat.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform stellt die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Abtastbauelementes bereit, das genau geregelte Enden aufweist, die ermöglichen, daß das genannte Bauelement mit anderen gleichen Bauelementen zusammengebaut werden kann, um eine längere, zusammengesetzte Anordnung ohne Störung oder Beschädigung der Bildabtasteigenschaften der Bauelemente zu bilden, wobei die genannten Bauelemente aus einem größeren < 100> Siliziumwafer geschnitten sind, und das die Schritte umfaßt:
a) Ätzen einer kleinen V-förmigen Nute in eine Seite des genannten Wafers, wo das genannte Bauelement von dem genannten Wafer geschnitten werden soll, wobei die Wände der genannten V-förmigen Nute parallel zu der < 111> Kristallebene des genannten Wafers verlaufen;
b) Bilden einer zweiten Nute in der gegenüberliegenden Seite des genannten Wafers im wesentlichen der genannten V-förmigen Nute gegenüberliegend, wobei die Achse der genannten zweiten Nute parallel zu der Achse der genannten V-förmigen Nute ist;
c) Schneiden des genannten Bauelementes von dem genannten Wafer, indem bei der genannten V-förmigen Nute durch den genannten Wafer geschnitten wird, wobei die Weite des Schnittes, der durch das Schneiden hergestellt wird, im wesentlichen weiter als die Weite der genannten V-förmigen Nute ist; und
d) Anordnen des genannten Schnittes so, daß ein Rand des genannten Schnittes im wesentlichen zu dem Tiefpunkt der genannten V-förmigen Nute ausgerichtet ist, wodurch der genannte Schnitt die dem genannten Bauelement gegenüberliegende Seite der genannten V-förmigen Nute entfernt, während im wesentlichen die andere Seite der genannten V-förmigen Nute intakt bewahrt wird, die genannte andere Seite der genannten V-förmigen Nute Brechen und Absplittern verhindert, das von dem Schneiden herrührt, wodurch ein Bauelement bereitgestellt wird, das ein gleichförmiges genaues Ende ohne Beschädigen aktiver Elemente an dem genannten Bauelement aufweist, die nahe dem genannten Ende sind.
Bei einer andersartigen Ausführungsform wird ein Verfahren zum Herstellen von Bildsensorbauelementen hoher Auflösung aus einem Wafer so bereitgestellt, daß die genannten Bauelemente Präzisionsseiten besitzen, damit die genannten Bauelemente mit anderen ähnlichen Bauelementen zusammengebaut werden können, um eine größere Anordnung ohne Bildverlust oder Verzerrung an den Punkten zu bilden, wo die genannten Bauelemente zusammengebaut werden, wobei es die Schritte umfaßt:
a) Ätzen kleiner V-förmiger Nuten in eine Seite eines < 100> Siliziumwafers, die die Seiten der Bauelemente begrenzen, wo die Bauelemente von dem genannten Wafer getrennt werden sollen, wobei die Wände der genannten V-förmigen Nuten parallel zu der < 111> Kristallebene des genannten Wafers verlaufen;
b) Bilden von Linien im wesentlichen senkrecht zu der Achse der genannten V-förmigen Nuten;
c) Bilden zweiter Nuten in der gegenüberliegenden Seite des genannten Wafers den genannten V-förmigen Nuten gegenüberliegend, wobei die Achsen der genannten zweiten Nuten parallel zu den Achsen der genannten V-förmigen Nuten sind;
d) Schneiden des genannten Wafers längs der genannten V-förmigen Nuten, wobei eine Seite des Schnittes im wesentlichen von gleicher Weite wie der Tiefpunkt der genannten V-förmigen Nuten ist, wodurch eine Seite der genannten V-förmigen Nuten durch das genannte Schneiden ausgelöscht wird, die Seiten der genannten V-förmigen Nuten, die verbleiben, dazu dienen, die Entwicklung von Brüchen in dem genannten Bauelement zu verhindern, wenn der genannte Wafer geschnitten wird; und
e) Schneiden längs der genannten Linien, um das Abtrennen der genannten Bauelemente von dem genannten Wafer abzuschließen.
Ein Verfahren zum Herstellen von Bauelementen von einem Wafer aus kristallinem Material gemäß der Erfindung wird nun in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine Draufsicht ist, die eine lange Anordnung darstellt, die aus mehreren gemäß der Lehre dieser Erfindung hergestellten Bauelementen gebildet ist, die zusammengesetzt sind;
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Siliziumwafer vor dem Abschneiden einzelner Bauelemente von diesem ist;
Fig. 3 eine vergrößerte Seitenansicht im Querschnitt des in Fig. 2 gezeigten Wafers ist, wobei Einzelheiten der Herstellungstechnik der vorliegenden Erfindung unter Einschluß der kleinen V-förmigen, in den Wafer geätzten Nute gezeigt sind, um das Bauelementende und die Stelle des Sägeblattes in bezug darauf während des Schneidens darzustellen;
Fig. 4 eine vergrößerte Seitenansicht im Querschnitt ist, die die verbleibende Seite der V-förmigen Nut nach der Abtrennung zeigt;
Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht ist, die mehrere gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung hergestellte Bauelemente in zusammengebauter Beziehung zeigt, um eine eindimensionale Anordnung zu bilden, wobei eine mögliche abmessungsmäßige Beziehung zwischen dem Fotostellenabstand und den Wänden der Nut gezeigt ist, die durch den Rest der V-förmigen Nuten beim Zusammenbau der Bauelemente gebildet wird;
Fig. 6a ist eine vergrößerte Ansicht, die mehrere gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung hergestellte Bauelemente in zusammengebauter Beziehung zeigt, um eine zweidimensionale Anordnung zu bilden, wobei die Fotostellenreihe und die aktiven Schaltkreise einander an der Stelle gegenüberliegen, wo die Bauelemente zusammengesetzt sind; und
Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht ist, die mehrere gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung hergestellter Bauelemente in zusammengesetzter Beziehung zeigt, um eine zweidimensionale Anordnung zu bilden, wobei die Fotostellenreihen einander an der Stelle gegenüberliegen, wo die Bauelemente zusammengesetzt sind.
Wie hier der Ausdruck Seite verwendet wird, bezieht er sich auf irgendeine Seite oder ein Ende eines Bauelementes, von dem erwünscht ist, daß es für den Zweck mit Präzision gebildet wird, um mit anderen ähnlichen Bauelementen zusammengesetzt zu werden, um eine größere eindimensionale und/oder zweidimensionale Anordnung zu bilden.
Es wird besonders auf die Fig. 1 der Zeichnungen Bezug genommen, in der eine lange Abtasteinrichtung 4 oder eine Abtasteinrichtung voller Weite gezeigt ist, die aus einer Mehrzahl kleiner Sensorbauelemente 5 gebildet ist, die mit ihren Enden (mit den Bezugszeichen 5a, 5b, . . . 5n in Fig. 1 der Zeichnungen bezeichnet sind) zusammengesetzt ist. Die Bauelemente 5, die beispielsweise ladungsgekoppelte Einrichtungen (CCD) umfassen können, sind gemäß der Lehre der Erfindung hergestellt, wie es näher unten erscheint. Der Durchschnittsfachmann begreift, daß die Anordnung 4 typischerweise verwendet wird, eine ursprüngliche Vorlage Zeile um Zeile abzulesen oder abzutasten und das Vorlagenbild in elektrische Signale umzuwandeln. Vorzugsweise ist die Anordnung 4 eine Anordnung voller Länge mit einer Gesamtlänge gleich der oder größer als die Weite der größten, abzutastenden Vorlage. Wie man erkennt, sind die Bauelemente 5 so hergestellt, daß sich die Reihe 14 von Fotostellen 12 von jedem Bauelement den Rändern oder Enden des Bauelementes benachbart so erstreckt, daß, wenn die Bauelemente 5 zusammengebaut werden, eine durchgehende und ununterbrochene Reihe von Fotostellen mit einer im wesentlichen gleichförmigen Periodizität auf der Anordnung 4 gebildet wird.
Typischerweise sind die Bauelemente 5 aus relativ dünnem Silizium hergestellt und weisen eine allgemein rechteckförmige Form auf, wobei sich die Achse der Reihe 14 der Fotostellen parallel zu der Längsachse der Bauelemente erstreckt. Während eine einzelne Reihe 14 von Fotostellen 12 gezeigt ist, können mehrere Fotostellenreihen in Betracht gezogen werden. Andere aktive Elemente, wie Schieberegister, Tore, Bildelementtakteinrichtungen, und so weiter (hier allgemein mit dem Bezugszeichen 17 bezeichnet) werden vorzugsweise einstückig mit dem Bauelement 5 gebildet. Geeignete, äußere Anschlüsse (nicht gezeigt) werden zur elektrischen Verbindung der Bauelemente 5 mit zugeordneten, äußeren Schaltkreisen vorgesehen.
Wenn einzelnes Bauelement 5 für einen Abtastzweck verwendet wird, ist die erzielte Bildauflösung eine Funktion der Anzahl von Fotostellen 12, die an dem Bauelement hergestellt werden kann, dividiert durch die Weite der Abtastlinie. Da die Anzahl von Fotostellen 12, die auf ein einzelnes Bauelement gepackt werden kann, begrenzt ist, wäre es vorteilhaft, wenn mehrere Bauelemente Ende an Ende zusammengebaut werden könnten, um eine längere Anordnung zu bilden, und vorzugsweise um eine Anordnung voller Weite oder voller Größe zu bilden, deren Abtastbereich sich gemeinsam mit der Abtastlinie erstreckt.
Bezug nehmend auf die Fig. 2-5 werden die Bauelemente 5 von einem relativ großen Wafer 20 aus < 100> Silizium von der Art hergestellt, das üblicherweise verwendet wird, um integrierte Schaltkreise zu machen. Normalerweise besitzt der Wafer 20 eine Mehrzahl von Bauelementen 5, die vorhergehend auf ihm durch Bildungstechniken für integrierte Schaltkreise hergestellt worden sind, wobei verstanden wird, daß die Reihe von Fotostellen 14 zusammen mit irgendeinem Schaltkreis auf dem Wafer 20 vor dem Trennen der Bauelemente 5 von diesem gebildet wird.
Mittels üblicher fotolithographischer Techniken und anisotroper Ätzmittel, wie Ethylendiamin/Pyrocatechol/H&sub2;O Lösung (EDA) werden V-Nuten 34 in der obersten Schicht 23 des Wafers gebildet. Andere Verfahren zum Bilden der Nuten 34 mit der erwünschten genauen Lage und Größe können in Betracht gezogen werden, wie Plasmaätzen, reaktives Ionenätzen, und so weiter. Wie der Durchschnittsfachmann erkennt, ist normalerweise auf industriellen Wafern eine Flachstelle 26 vorhanden, die bis auf einen Bruchteil eines Grades zu der (110) Kristallachse 25 ausgerichtet ist. Diese Flachstelle ermöglicht es, daß die V-Nute 34 genau zu der (110) Kristallorientierung ausgerichtet wird, typischerweise innerhalb eines Grades. Die V-Nuten 34 stellen die kurzen Seiten oder "Enden" 11 der Bauelemente 5 dar und begrenzen dazwischen einen Bereich 15 des Wafers, der gegebenenfalls ausgemustert wird, wie noch näher zu sehen sein wird. Zusätzlich ist ein Bezugsmuster wie die Linien 33, auf der Oberfläche des Wafers während der Verarbeitung angeordnet, um die langen Seiten (das heißt die Oberseite und den Boden) 6 der Bauelemente 5 festzulegen.
Die Nuten 34 sind relativ klein mit Wänden oder Seiten 35, 36. Während des Schneidens wird, wie man sieht, eine Seite (das heißt die Seite 36) der V-förmigen Nute 34 ausgelöscht, wobei die übrige Seite (das heißt die Seite 35) im wesentlichen intakt bleibt. Die Tiefe D der Nuten 34 wird vorzugsweise so ausgewählt, daß die effektive Weite (L' in Fig. 5), die zwischen aneinander angrenzenden Bauelementen 5 beim Zusammenbau der Bauelemente Ende an Ende hergestellt wird, sich dem Abstand L zwischen den Fotostellen 12 annähert. Dies bewahrt eine im wesentlichen gleichförmige Periodizität bei den Fotostellen über die Weite der zusammengesetzten Abtastanordnung 4.
Die Nuten 34 besitzen typischerweise einen Größenbereich zwischen einer Weite B von 5 bis 20 um mit einer Tiefe D von 2 bis 10 um. Jedoch können andere Weiten W und Tiefen D in Betracht gezogen werden. Bei einem Beispiel hat sich eine Weite W von 7 um und eine Tiefe D von 5 um als geeignet herausgestellt.
Man erkennt, daß die Seiten 35, 36 der Nuten 34 in dem Wafer 20 durch die < 111> Kristallebenen 37 festgelegt sind. Grundsätzlich können andere Kristallorientierungen zu unterschiedlichen Weite-zu-Tiefe-Verhältnissen der Nuten 34 führen, wie man erkennt.
Eine zweite Nute 40 wird in dem Boden oder in der inaktiven Oberfläche 24 des Wafers 20 jeder V-förmigen Nute 34 gegenüberliegend und parallel dazu gebildet. Die Nuten 40, die mechanisch durch Sägen gebildet werden können, besitzen eine solche Tiefe, daß der Tiefpunkt 42 der Nuten 40 ausreichend weit von irgendeinem aktiven Schaltkreis 17 auf dem Bauelement 5 beabstandet ist, um eine Störung damit zu verhindern. Die Nuten 40 können nach dem Bilden in Ethylendiamin/Pyrocatechol/H&sub2;O Lösung (EDA) oder irgendeinem anderen geeigneten anisotropen Ätzmittel geätzt werden, um irgendwelche Spannungen, die sich aus ihrer Herstellung ergeben, zu entfernen. Die Nuten 40 sind relativ weit und wesentlich weiter als die Nuten 34.
Die Nuten 40 werden normalerweise nur unter den und gegenüberliegend den V-förmigen Nuten 34 geätzt, die die Enden 11 der Bauelemente 5 darstellen. Da eine Beschädigung der Bauelemente 5 längs der Seiten 6 normalerweise kein Problem insoweit ist, als irgendein aktiver Schaltkreis mit einem sicheren Abstand von beiden Seiten 6 angeordnet werden kann, und da von den Bauelementen bei dieser Ausführungsform nicht beabsichtigt ist, daß sie arbeitsmäßig längs irgendeiner Seite 6 aneinanderstoßen, sind Nuten 40 in zu den Bezugslinien 33 gegenüberliegender Beziehung normalerweise nicht vorgesehen.
Es wird besonders auf die Fig. 3 Bezug genommen; nach dem Bilden der Linien 33 und der Nuten 34 und 40 in dem Wafer 20, wird ein geeignetes Waferbefestigungsmedium 58 auf der inaktiven Oberfläche 24 des Wafers 20 als eine Einrichtung angebracht, um den Wafer sicher zu halten und seine Lage genau zu steuern. Der Wafer wird somit genau in seiner Lage zum Schneiden einer geeigneten Schneideeinrichtung gegenüberliegend, wie einem Hochgeschwindigkeits-Diamantschneideblatt 60, befestigt. Der Wafer 20 wird derart positioniert, daß das Blatt 60 der Nute 34 gegenüberliegt und oberhalb derselben ist, wobei die Ebene des Blattes 60 parallel zu der Längsachse der Nute 34 ist und die Seite 62 des Blattes 60, die zu dem aktiven Bauelement 5 weist, im wesentlichen zu dem Tiefpunkt der Nute 34 ausgerichtet ist.
Man versteht, daß die Weite des Blattes 60 und damit die Weite des von dem Blatt 60 hergestellten Schnittes beträchtlich größer als die Weite der V-förmigen Nuten 34 ist, die in dem Wafer 20 geätzt sind. Als Ergebnis überlappt der Rest des Blattes 60 nicht nur die ferne Seitenwand 36 der V-förmigen Nute darunter, sondern erstreckt sich auch über den Abschnitt 15 des Wafers 20, der an die Nute 34 angrenzt. Als ein Ergebnis werden während des Sägens die Seite 36 der V-förmigen Nute 34 und ein Abschnitt des Wafers 20 (mit 20' bezeichnet), der an die V-förmige Nute angrenzt, eingeschnitten und damit von dem Abfallabschnitt 15 ausgelöscht, der selbst entfernt wird.
Das Blatt 60 schneidet durch den Wafer 20 zu der Nute 40 in der inaktiven Seite 24 des Wafers 20, wobei das Bauelement 5 von dem Wafer 20 getrennt und eine Präzisionskante 65 mit der Seite 35 der V-förmigen Nute 34 gelassen wird, die sich zwischen der aktiven Oberfläche 23 des Chips und dem Rand 65 erstreckt oder überbrückt. Kratzer, Bruchstücke und so weiter, die sich aus der Sägewirkung des Blattes 60 ergeben, werden auf der Seite 35 der Nute 34 konzentriert und aufgehalten, wodurch eine Beschädigung der aktiven Oberfläche 23 des Bauelementes und irgendwelcher Schaltkreise 17 auf diesem vermieden wird. Zur gleichen Zeit wird eine Präzisionskante 65 gebildet, die ermöglicht, daß das Bauelement 5 Ende an Ende mit anderen ähnlichen Bauelementen ohne Verlust oder Störung des Bildes an den Bauelementverbindungen zusammengebaut werden kann. Man erkennt, daß das gegenüberliegende Ende des Bauelementes 5 in derselben Weise gebildet wird.
Dieser Vorgang wird in jeder V-Nute 34 des Wafers 20 wiederholt, woraufhin das Schneiden längs der Linie 33 erfolgt, um das Abschneiden der einzelnen Bauelemente abzuschließen. Als ein Ergebnis wird jedes Ende 11 des Bauelementes 5 mit einer gleichförmigen flachen und glatten Oberfläche gebildet, wobei die Oberflächen genau die Bauelementenden festlegen und ermöglichen, das Bauelement 5 mit anderen Bauelementen Ende an Ende zusammenzubauen, um eine lange, aus einer Mehrzahl von Bauelementen 5 zusammengesetzte Anordnung 4 zu bilden.
Man erkennt, daß andere chemische Ätzmittel, andere Ätztechniken, wie Plasmaätzen, und so weiter, und/oder die Verwendung von Materialien mit unterschiedlichen Kristallorientierungen andere Nuten als die erörterten V-förmigen Nuten ergeben können. Man erkennt ferner, daß die Reihenfolge, in der die Bauelemente 5 von dem Wafer 20 abgeschnitten werden, geändert werden kann, indem zuerst längs der Linien 33 geschnitten und dann längs der Nuten 34 geschnitten wird. Und, während die V-förmigen Nuten 34 beschrieben worden sind, daß sie durch Ätzen gebildet worden sind, können die Nuten 34 statt dessen durch andere geeignete Verfahren, wie Anzeichnen, Sandstrahlen, Wasserstrahlschneiden, Laserschneiden, und so weiter gebildet werden. Ähnlich kann das Bilden weiter Nuten 40, das Schneiden längs der Linien 33 und/oder das Einschneiden V-förmiger Nuten 34 durch andere geeignete Verfahren vorgenommen werden, wie Wasserstrahlschneiden, Laserschneiden, und so weiter, statt durch Sägen.
Während Sensorbauelemente vom ladungsgekoppelten Einrichtungstyp hier gezeigt und beschrieben worden sind, können andere Arten von Anordnungen, andere Materialien als Silizium und andere Kristallorientierungen in Betracht gezogen werden. Während ferner Bildabtast- oder Bildlesebauelemente beschrieben worden sind, können Bildschreibebauelemente mit beispielsweiser einer oder mehreren linearen Reihen selektiv betätigbarer lichtaussendender Dioden in Betracht gezogen werden.
Bezug nehmend besonders auf die Fig. 6a und 6b erkennt man, daß, wo zweidimensionale Anordnungen in Betracht gezogen werden, V-förmige Nuten 34 längs der Linien 33 gebildet und die Bauelemente von dem Wafer in der beschriebenen Weise getrennt werden können. Dies liefert Präzisionsseiten, die ermöglichen, daß die Bauelemente Seite an Seite zusammengesetzt werden können, um eine zweidimensionale Anordnung zu schaffen. Fig. 6a zeigt eine Bauelementeanordnung, bei der Fotostellen 12 und aktive Elemente 17 in entgegengesetzter Beziehung zueinander sind, während Fig. 6b eine Bauelementeanordnung zeigt, bei der die Reihe 14 der Fotostellen 12 von jedem Bauelement einander gegenüberliegt. Alle vier Seiten, das heißt die langen Seiten 6 und die Enden 11 können in der hier beschriebenen Weise hergestellt werden, um Präzisionsseiten zu schaffen, die ermöglichen, die Bauelemente Ende an Ende und Seite-an-Seite zusammenzubauen, um eine längere, zweidimensionale Anordnung zu bilden.
Man erkennt, daß die Seite an Seite Anordnung von Bauelementen 5, wie es hier beschrieben und gezeigt worden ist, durchgeführt werden kann, indem die Seiten körperlich gegeneinander stoßen oder nahe beieinander aber eng beabstandet sind.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von Bauelementen aus einem Wafer (20) aus einem kristallinen Material, das das Bilden von V-förmigen Nuten (34) in einer Oberfläche des Wafers und das Bilden gegenüberliegender Nuten (40) in der anderen Oberfläche des Wafers umfaßt, wobei die Achsen der gegenüberliegender Nuten (40) parallel zu den Achsen der V-förmigen Nuten (34) sind, gekennzeichnet durch Schneiden (20') des Wafers in einer zu der genannten einen Oberfläche senkrechten Richtung von den V-förmigen Nuten (34) aus durch die entsprechenden gegenüberliegenden Nuten (40), wobei eine Seite des Schnittes im wesentlichen die gleiche Ausdehnung mit dem Tiefpunkt der V-förmigen Nute hat.

2. Das Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die V-förmigen Nuten (34) durch Ätzen gebildet werden.

3. Das Verfahren nach Anspruch 1 oder des Anspruches 2, bei dem die V-förmigen Nuten eine Weite von 5 bis 20 um aufweisen.

4. Das Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die gegenüberliegenden Nuten (40) mechanisch gebildet werden.

5. Das Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die gegenüberliegenden Nuten weiter als die V-förmigen Nuten sind.

6. Das Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Schneiden des Wafers längs der V-förmigen Nuten durch Sägen durchgeführt wird.

7. Das Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Wafer ein < 100> Siliziumwafer ist und die Wende (35, 36) der V-förmigen Nuten parallel zu der < 111> Kristallebene des Wafers sind.

8. Das Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, das enthält, das Verfahren für beide Enden eines Bauelementes durchzuführen, wobei sich der Schnitt an jedem Ende des Bauelementes weitenmäßig nach außen (20') von dem Tiefpunkt der V-förmigen Nute erstreckt, um ein Bauelement mit zwei genauen Enden zu schaffen.

9. Das Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, das einschließt, mechanisch durch den Wafer im wesentlichen unter rechten Winkeln zu dem genannten Schnitt längs der V-förmigen Nuten zu schneiden, um Reihen von Bauelementen voneinander zu trennen.

10. Ein Verfahren zum Herstellen eines Abtastbauelementes (5) mit genau geregelten Enden (11), die ermöglichen, daß das genannte Bauelement mit anderen ähnlichen Bauelementen zusammengebaut wird, um eine längere zusammengesetzte Anordnung ohne Störung oder Beschädigung der Bildabtasteigenschaften der Bauelemente zu bilden, wobei jedes der genannten Bauelemente durch ein Verfahren hergestellt wird, wie es in Anspruch 7 beansprucht ist, und wobei die Weite des durch Schneiden hergestellten Schnittes wesentlich weiter als die Weite der genannten V-förmigen Nute ist.