DE4317570C2 - Halbleiteranordnung und Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Halbleiter
anordnungen, hergestellt auf einem Isolator/Halbleiter-Ver
bundsubstrat mit einer Isolierschicht, und eine auf der
Isolierschicht liegende Halbleiterschicht, wobei die Halb
leiterschicht geteilt ist, um eine Vielzahl isolierter her
vorstehender Halbleiterteile zu bilden, die jeweils inte
grierte Schaltungen enthalten, die darin gebildet sind und
mit anderen integrierten Schaltungen in anderen hervorste
henden Halbleiterteilen über Leiter zwischen den hervorste
henden Teilen elektrisch verbunden sind. Derartige Halblei
teranordnungen beinhalten jene, die entweder auf einem SOI
(Silizium-auf-Isolator)-Substrat oder auf einem Glas-,
Saphir- oder anderen Isoliersubstrat mit einer darauf vor
gesehenen Halbleiterschicht gebildet sind.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein
Verfahren zur Herstellung derartiger Halbleiteranordnungen.
Derartige Isolator/Halbleiter-Verbundsubstrate werden
durch SOI-Substrate repräsentiert, die entweder durch Bon
den von zwei Siliziumscheiben aneinander mit einer dazwi
schen angeordneten Siliziumoxid (SiO₂)-Schicht oder durch
ein SIMOX-Verfahren unter Verwendung von Sauerstoffionenim
plantation und Oxidation hergestellt werden. Eine der Sili
ziumscheiben dient als Halbleiterschicht, in der elektroni
sche Elemente gebildet sind, um integrierte Schaltungen zu
bilden, während die andere als mechanische Stütze für die
Isolierschicht und die erste Siliziumscheibe dient.
Glas- oder Saphirsubstrate mit einer darauf gebildeten
Halbleiterschicht werden auch als Substrat gemäß der vor
liegenden Erfindung verwendet, obwohl der Einfachheit hal
ber in der folgenden Beschreibung auf SOI-Substrate als ty
pischer Fall bezuggenommen wird.
Wenn eine Vielzahl integrierter Schaltungen oder ein
zelne elektrische Elemente, wie Transistoren, auf der obe
ren Halbleiter- oder Siliziumschicht eines SOI-Substrats
gebildet sind, ist eine Isolierung zwischen einzelnen her
vorstehenden Halbleiterteilen für ein gegenseitiges Isolie
ren oder elektrisches Trennen integrierter Schaltungen not
wendig, um eine gegenseitige Interferenz zwischen diesen
und das dadurch verursachte Rauschen zu vermeiden.
Das herkömmliche Verfahren zur Isolierung integrierter
Schaltungen zwischen hervorstehenden Halbleiterteilen, siehe DE 38 06 164 A1, in
volviert die Herstellung eines V- oder U-förmigen Grabens,
der sich durch die obere Halbleiterschicht zur darunterlie
genden Isolierschicht erstreckt, und das Füllen des Grabens
mit einem Isoliermaterial. Beispielsweise zeigt Fig. 1 ein
SOI-Substrat 4, das aus einer unteren Halbleiterschicht 1,
einer SiO₂-Zwischenisolierschicht 2 und einer oberen Halb
leiterschicht 3 zusammengesetzt ist, in welchem Substrat
ein U-förmiger Graben, der sich durch die obere Halbleiter
schicht 3 zur Isolierschicht 2 erstreckt, durch ein selek
tives Ätzverfahren gebildet wird, um eine Vielzahl hervor
stehender Halbleiterteile 5A und 5B zu bilden. Eine Oxid
schicht 6 (beispielsweise SiO₂) wird gebildet, um den Gra
ben zu füllen, und dann wird eine Schutzisolierschicht 7
gebildet, um die Oxidschicht 6 und die hervorstehenden
Halbleiterteile 5A und 5B zur Gänze zu bedecken. Die her
vorstehenden Halbleiterteile 5A und 5B enthalten darin ge
bildete integrierte Schaltungen. Eine Leiter- oder Verdrah
tungsschicht 8 (beispielsweise eine gemusterte Aluminium
schicht) wird auf der Schutzisolierschicht 7 gebildet, um
eine elektrische Verbindung zwischen den hervorstehenden
Teilen zwischen den integrierten Schaltungen der hervorste
henden Teile 5A und 5B vorzusehen.
Derartige auf einem SOI-Substrat gebildete herkömmli
che Halbleiteranordnungen weisen die folgenden zwei Haupt
probleme auf.
Das erste Problem ist, daß häufig ein Kristalldefekt
9, wie Versetzungen, in den hervorstehenden Halbleitertei
len 5A und 5B auftritt. Dieser Kristalldefekt 9 wird durch
die auf die hervorstehenden Halbleiterteile 5A und 5B aus
geübte Beanspruchung 10 verursacht, die durch die Differenz
des Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Halbleiter
10, der eingefüllten Oxidschicht 6 und der Isolierschicht 2
induziert wird. Ein derartiger Kristalldefekt 9 bewirkt ein
Lecken von Strom zwischen in den hervorstehenden Teilen 5A
und 5B gebildeten elektrischen Elementen, was zu einer
Fehlfunktion, Erhöhung des Energieverbrauchs und Herabset
zung der Zuverlässigkeit der Halbleiteranordnungen führt.
Das zweite Problem ist, daß die eingefüllte Oxid
schicht 6 und die Schutzisolierschicht 7 zwischen den her
vorstehenden Teilen und den Gräben planiert oder flach ge
macht werden müssen, und dies verursacht zusätzliche Bear
beitungsschritte und Kosten. Die Ebenheit ist notwendig, um
ein Lösen oder eine Abnahme der Dicke der Verdrahtung zu
verhindern, die oberhalb des und quer über den Graben ver
läuft. Die Verdrahtung 8 ist typischerweise aus Aluminium
hergestellt, das auf der Schutzisolierschicht 7 durch Damp
fabscheidung oder Zerstäubung in einer Vakuumkammer abge
schieden wird. Die so abgeschiedene Aluminiumschicht 8
weist keine gute Haftung an die Schutzisolierschicht 7 auf
und ist daher an steilen Stufen der Isolierschicht 7 gele
gentlich diskontinuierlich oder dünn, d. h. sie bewirkt eine
schlechte Stufenbedeckung. Zur Eliminierung derartiger
steiler Stufen muß die oberste Fläche der Isolierschicht 7
vor der Bildung der Aluminiumverdrahtung 8 planiert werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Halb
leiteranordnung und ein Verfahren zur Herstellung derselben
vorzusehen, wobei hervorstehende Halbleiterteile auf einer
Isolierschicht in SOI- oder anderen Isolator/Halbleiter-
Verbundsubstraten gegeneinander isoliert sind, wobei das
Auftreten der Kritalldefekte der Halbleiterschicht vermie
den wird und eine gute Stufenbedeckung sichergestellt wird,
ohne daß irgendein Planierungsverfahren erforderlich ist.
Um die Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung zu er
füllen, ist eine Halbleiteranordnung vorgesehen, mit:
einem Substrat, das eine Isolierschicht und eine auf der Isolierschicht liegende Halbleiterschicht aufweist, wo bei die Halbleiterschicht geteilt worden ist, um eine Viel zahl isolierter hervorstehender Halbleiterteile durch Grä ben zu bilden, die sich durch die Halbleiterschicht zur Isolierschicht erstrecken;
integrierten Schaltungen, die in den jeweiligen her vorstehenden Teilen gebildet sind; und
Leitern, die oberhalb der und quer über die Gräben verlaufen, um eine elektrische Verbindung zwischen den her vorstehenden Teilen zwischen den integegrierten Schaltungen der isolierten hervorstehenden Halbleiterteile vorzusehen.
einem Substrat, das eine Isolierschicht und eine auf der Isolierschicht liegende Halbleiterschicht aufweist, wo bei die Halbleiterschicht geteilt worden ist, um eine Viel zahl isolierter hervorstehender Halbleiterteile durch Grä ben zu bilden, die sich durch die Halbleiterschicht zur Isolierschicht erstrecken;
integrierten Schaltungen, die in den jeweiligen her vorstehenden Teilen gebildet sind; und
Leitern, die oberhalb der und quer über die Gräben verlaufen, um eine elektrische Verbindung zwischen den her vorstehenden Teilen zwischen den integegrierten Schaltungen der isolierten hervorstehenden Halbleiterteile vorzusehen.
Die Leiter können entweder aus Metalldrähten zum
Drahtbonden oder aus einer Metallverdrahtungsschicht, die
in einem anderen Substrat gebildet ist, und einem Kontakt
höcker, der zwischen der Metallverdrahtungsschicht und
einer Metallkontaktstelle des hervorstehenden Halbleiter
teils angeordnet ist, zusammengesetzt sein.
Typischerweise ist das Substrat ein SOI-Substrat, das
aus der Isolierschicht, der Halbleiterschicht und einer un
teren Halbleiterschicht, die unter der Isolierschicht
liegt, zusammengesetzt ist.
Die Isolierschicht des Substrats kann aus Glas oder
Saphir bestehen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfah
ren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung vorgesehen,
welches Verfahren die Schritte umfaßt:
Herstellen eines Substrats mit einer ersten Isolier schicht und einer auf der ersten Isolierschicht liegenden Halbleiterschicht;
Bilden einer Vielzahl integrierter Schaltungen in dem Halbleiterschicht;
Bilden von Isoliergräben, die sich durch die Halblei terschicht zur ersten Isolierschicht erstrecken, so daß die Vielzahl integrierter Schaltungen getrennt wird, um eine Vielzahl isolierter hervorstehender Halbleiterteile zu bil den; und
elektrisches Verbinden der integrierten Schaltungen der hervorstehenden Halbleiterteile durch Leiter, die ober halb der und quer über die Gräben verlaufen.
Herstellen eines Substrats mit einer ersten Isolier schicht und einer auf der ersten Isolierschicht liegenden Halbleiterschicht;
Bilden einer Vielzahl integrierter Schaltungen in dem Halbleiterschicht;
Bilden von Isoliergräben, die sich durch die Halblei terschicht zur ersten Isolierschicht erstrecken, so daß die Vielzahl integrierter Schaltungen getrennt wird, um eine Vielzahl isolierter hervorstehender Halbleiterteile zu bil den; und
elektrisches Verbinden der integrierten Schaltungen der hervorstehenden Halbleiterteile durch Leiter, die ober halb der und quer über die Gräben verlaufen.
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt das
Verfahren die Schritte:
Bilden einer zweiten Isolierschicht, die bestimmt ist, Zwischenschicht-Isolierschichten zu bilden, die unter den obersten Metallverdrahtungsschichten der integrierten Schaltungen liegen;
Bilden der Isoliergräben, die sich von der zweiten Isolierschicht zur ersten Isolierschicht erstrecken;
Bilden von Kontaktlöchern, die sich durch die zweite Isolierschicht zur Halbleiterschicht erstrecken;
Bilden der auf der zweiten Isolierschicht liegenden obersten Metallverdrahtungsschichten;
Bilden einer Schutzisolierschicht, welche die obersten Metallverdrahtungsschichten und die hervorstehenden Halb leiterteile zur Gänze bedeckt;
Bilden von Kontaktfenstern, die sich durch die Schutz isolierschicht zur Halbleiterschicht erstrecken; und
elektrisches Verbinden der integrierten Schaltungen der isolierten hervorstehenden Halbleiterteile durch die Leiter über die Kontaktfenster.
Bilden einer zweiten Isolierschicht, die bestimmt ist, Zwischenschicht-Isolierschichten zu bilden, die unter den obersten Metallverdrahtungsschichten der integrierten Schaltungen liegen;
Bilden der Isoliergräben, die sich von der zweiten Isolierschicht zur ersten Isolierschicht erstrecken;
Bilden von Kontaktlöchern, die sich durch die zweite Isolierschicht zur Halbleiterschicht erstrecken;
Bilden der auf der zweiten Isolierschicht liegenden obersten Metallverdrahtungsschichten;
Bilden einer Schutzisolierschicht, welche die obersten Metallverdrahtungsschichten und die hervorstehenden Halb leiterteile zur Gänze bedeckt;
Bilden von Kontaktfenstern, die sich durch die Schutz isolierschicht zur Halbleiterschicht erstrecken; und
elektrisches Verbinden der integrierten Schaltungen der isolierten hervorstehenden Halbleiterteile durch die Leiter über die Kontaktfenster.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung
umfaßt das Verfahren die Schritte:
Bilden der obersten Metallverdrahtungsschichten der integrierten Schaltungen;
Bilden einer ersten Schutzisolierschicht auf den ober sten Metallverdrahtungsschichten;
Bilden der Isoliergräben, die sich durch die obersten Metallverdrahtungsschichten zur ersten Isolierschicht er strecken;
Bilden einer zweiten zusätzlichen Schutzisolier schicht, welche die erste Schutzisolierschicht und die Iso liergräben bedeckt;
Bilden von Kontaktfenstern, die sich durch die zweite und die erste Schutzisolierschicht zu den obersten Metall verdrahtungsschichten erstrecken; und
elektrisches Verbinden der integrierten. Schaltungen der hervorstehenden Halbleiterteile durch die Leiter über die Kontaktfenster.
Bilden der obersten Metallverdrahtungsschichten der integrierten Schaltungen;
Bilden einer ersten Schutzisolierschicht auf den ober sten Metallverdrahtungsschichten;
Bilden der Isoliergräben, die sich durch die obersten Metallverdrahtungsschichten zur ersten Isolierschicht er strecken;
Bilden einer zweiten zusätzlichen Schutzisolier schicht, welche die erste Schutzisolierschicht und die Iso liergräben bedeckt;
Bilden von Kontaktfenstern, die sich durch die zweite und die erste Schutzisolierschicht zu den obersten Metall verdrahtungsschichten erstrecken; und
elektrisches Verbinden der integrierten. Schaltungen der hervorstehenden Halbleiterteile durch die Leiter über die Kontaktfenster.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung
umfaßt das Verfahren die Schritte:
Bilden der obersten Metallverdrahtungsschichten der integrierten Schaltungen;
Bilden einer ersten Schutzisolierschicht (58) auf den obersten Metallverdrahtungsschichten;
Bilden von Kontaktlöchern, die sich durch die erste Schutzisolierschicht zur obersten Metallverdrahtungsschicht er strecken;
Bilden der Isoliergräben, die sich durch die er ste Schutzisolierschicht zur ersten Isolierschicht erstrec ken; und
elektrisches Verbinden der integrierten Schaltungen der hervorstehenden Halbleiterteile durch die Leiter über die Kontaktfenster.
Bilden der obersten Metallverdrahtungsschichten der integrierten Schaltungen;
Bilden einer ersten Schutzisolierschicht (58) auf den obersten Metallverdrahtungsschichten;
Bilden von Kontaktlöchern, die sich durch die erste Schutzisolierschicht zur obersten Metallverdrahtungsschicht er strecken;
Bilden der Isoliergräben, die sich durch die er ste Schutzisolierschicht zur ersten Isolierschicht erstrec ken; und
elektrisches Verbinden der integrierten Schaltungen der hervorstehenden Halbleiterteile durch die Leiter über die Kontaktfenster.
Der Schritt der elektrischen Verbindung kann entweder
durch Drahtbonden unter Verwendung eines Metalldrahts oder
durch in einem anderen Substrat gebildete Metallverdrahtung
durchgeführt werden.
Der Schritt der elektrischen Verbindung kann auch
durchgeführt werden durch:
Herstellen eines anderen Substrats mit einer darauf gebildeten Metallverdrahtungsschicht;
Herstellen eines Kontakthöckers;
Anordnen des Kontakthöckers zwischen der Metallver drahtungsschicht und einer Metallkontaktstelle der hervor stehenden Halbleiterteile; und
Erhitzen des Substrats, um den Kontakthöcker zu schmelzen, wodurch die Metallverdrahtungsschicht an die Metallkontaktstelle durch den geschmolzenen Kontakthöcker gebondet wird.
Herstellen eines anderen Substrats mit einer darauf gebildeten Metallverdrahtungsschicht;
Herstellen eines Kontakthöckers;
Anordnen des Kontakthöckers zwischen der Metallver drahtungsschicht und einer Metallkontaktstelle der hervor stehenden Halbleiterteile; und
Erhitzen des Substrats, um den Kontakthöcker zu schmelzen, wodurch die Metallverdrahtungsschicht an die Metallkontaktstelle durch den geschmolzenen Kontakthöcker gebondet wird.
Das Verfahren kann ferner die Schritte umfassen:
Dotieren der Zonen der Halbleiterschicht zwischen den her vorstehenden Teilen mit einer Verunreinigung, vor dem Bil den der Isoliergräben, wobei die Verunreinigung vom entge gengesetzten Leitungstyp in bezug auf eine Verunrei nigung ist, die in aktiven Zonen elektronischer Elemente der integrierten Schaltungen der hervorstehenden Halblei terteile dotiert ist, welche elektronischen Elemente an die Gräben anliegen, wobei die Zonen zwischen den hervorstehen den Teilen Zonen sind, in denen die Gräben gebildet werden, um später die isolierten hervorstehenden Halbleiterteile zu bilden; und
Bilden der Isoliergräben in den Zonen zwischen den hervorstehenden Teilen, um Seitenwände der Gräben zu ste henzulassen, die mit dem entgegengesetzen Leitungstyp dotiert wurden.
Dotieren der Zonen der Halbleiterschicht zwischen den her vorstehenden Teilen mit einer Verunreinigung, vor dem Bil den der Isoliergräben, wobei die Verunreinigung vom entge gengesetzten Leitungstyp in bezug auf eine Verunrei nigung ist, die in aktiven Zonen elektronischer Elemente der integrierten Schaltungen der hervorstehenden Halblei terteile dotiert ist, welche elektronischen Elemente an die Gräben anliegen, wobei die Zonen zwischen den hervorstehen den Teilen Zonen sind, in denen die Gräben gebildet werden, um später die isolierten hervorstehenden Halbleiterteile zu bilden; und
Bilden der Isoliergräben in den Zonen zwischen den hervorstehenden Teilen, um Seitenwände der Gräben zu ste henzulassen, die mit dem entgegengesetzen Leitungstyp dotiert wurden.
Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den
Ansprüchen 13 und 14.
Die vorliegende Erfindung bildet einen Graben, der
sich durch die Halbleiterschicht zur unter der Halbleiter
schicht liegenden Isolierschicht erstreckt, um eine Viel
zahl hervorstehender Halbleiterteile zu definieren und ge
genseitig zu isolieren, wie es im Stand der Technik durch
geführt wurde, füllt den Graben jedoch nicht mit einem Iso
liermaterial, sondern beläßt ihn als Isolierraum, oberhalb
dessen und über den quer ein Leiter verläuft, um integrier
te Schaltungen der benachbarten hervorstehenden Halbleiter
teile miteinander zu verbinden. Dies eliminiert die Notwen
digkeit derartiger Verfahrensschritte zum Planieren der
Oxid- oder Isolierschicht, die in den Graben gefüllt wurde,
wie es herkömmlich durchgeführt wurde, und verhindert auch
das Auftreten des durch das eingefüllte Isoliermaterial in
duzierten Kristalldefekts.
Der Leiter für eine Verbindung zwischen den integrier
ten Schaltungen der hervorstehenden Halbleiterteile kann
entweder ein Metalldraht zum Drahtbonden sein oder aus ei
ner in einem anderen Substrat gebildeten Verdrahtungs
schicht und einem Kontakthöcker zusammengesetzt sein.
Dieser Verbindungsleiter gemäß der vorliegenden Erfindung
eliminiert das herkömmliche Problem einer schlechten
Stufenbedeckung, da es nicht erforderlich ist, einen Leiter
oder eine Metallschicht auf der unebenen Substratfläche zu
bilden, unter der ein Graben begraben ist.
Fig. 1 zeigt einen Teil einer auf einem SOI-Substrat
gebildeten herkömmlichen Halbleiteranordnung in einer
Schnittansicht;
Fig. 2 zeigt einen Teil einer auf einem SOI-Substrat
gebildeten Halbleiteranordnung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in einer Schnittansicht;
Fig. 3 zeigt einen Teil der in Fig. 2 gezeigten Halblei
teranordnung in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 4 zeigt einen Teil einer auf einem SOI-Substrat
gebildeten Halbleiteranordnung gemäß einer weiteren Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung in einer Schnittan
sicht;
Fig. 5 zeigt einen Teil der in Fig. 4 gezeigten Halblei
teranordnung in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 6 zeigt einen Teil einer auf einem SOI-Substrat
gebildeten Halbleiteranordnung in einem frühen Herstel
lungsverfahrensschritt gemäß der vorliegenden Erfindung in
einer Schnittansicht;
Fig. 6A zeigt einen Teil der Halbleiteranordnung gemäß
der vorliegenden Erfindung im gleichen Verfahrensschritt
und mit der gleichen Struktur wie jener in Fig. 6 in einer
Schnittansicht, ausgenommen, daß ein Glas- oder Saphir-
Substrat anstelle des SOI-Substrats verwendet wird;
Fig. 7 zeigt den entsprechenden Teil der Halbleiteran
ordnung von Fig. 6 in einem dem in Fig. 6 gezeigten Schritt
folgenden Verfahrensschritt gemäß der vorliegenden Erfin
dung in einer Schnittansicht;
Fig. 8 zeigt den entsprechenden Teil der Halbleiteran
ordnung von Fig. 7 in einem dem in Fig. 7 gezeigten Schritt
folgenden Verfahrensschritt gemäß der vorliegenden Erfin
dung in einer Schnittansicht;
Fig. 9 zeigt den entsprechenden Teil der Halbleiteran
ordnung von Fig. 8 in einem dem in Fig. 8 gezeigten Schritt
folgenden Verfahrensschritt gemäß der vorliegenden Erfin
dung in einer Schnittansicht;
Fig. 10 zeigt den entsprechenden Teil der Halbleiteran
ordnung von Fig. 9 in einem dem in Fig. 9 gezeigten Schritt
folgenden Verfahrensschritt zum Vorsehen eines Metalldrahts
gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Schnittansicht;
Fig. 11 zeigt den entsprechenden Teil der Halbleiteran
ordnung von Fig. 9 in einem dem in Fig. 9 gezeigten Schritt
folgenden Verfahrensschritt zum Vorsehen einer in einem
anderen Substrat gebildeten Verdrahtungsschicht und eines
Kontakthöckers gemäß der vorliegenden Erfindung in einer
Schnittansicht;
Fig. 12 zeigt einen Teil einer auf einem SOI-Substrat
gebildeten Halbleiteranordnung in einem weiteren Verfah
rensschritt nach dem in Fig. 6 gezeigten Schritt gemäß der
vorliegenden Erfindung in einer Schnittansicht;
Fig. 13 zeigt den entsprechenden Teil der Halbleiteran
ordnung von Fig. 12 in einem dem in Fig. 12 gezeigten Schritt
folgenden Verfahrensschritt gemäß der vorliegenden Erfin
dung in einer Schnittansicht;
Fig. 14 zeigt den entsprechenden Teil der Halbleiteran
ordnung von Fig. 13 in einem dem in Fig. 13 gezeigten Schritt
folgenden Verfahrensschritt gemäß der vorliegenden Erfin
dung in einer Schnittansicht;
Fig. 15 zeigt einen Teil einer auf einem SOI-Substrat
gebildeten Halbleiteranordnung in einem weiteren Verfah
rensschritt nach dem in Fig. 6 gezeigten Schritt gemäß der
vorliegenden Erfindung in einer Schnittansicht;
Fig. 16 zeigt den entsprechenden Teil der Halbleiteran
ordnung von Fig. 15 in einem dem in Fig. 15 gezeigten Schritt
folgenden Verfahrensschritt gemäß der vorliegenden Erfin
dung in einer Schnittansicht; und
Fig. 17 zeigt den entsprechenden Teil der Halbleiteran
ordnung von Fig. 16 in einem dem in Fig. 16 gezeigten Schritt
folgenden Verfahrens schritt gemäß der vorliegenden Erfin
dung in einer Schnittansicht.
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Er
findung werden nun anhand von Beispielen detaillierter be
schrieben.
Mit Bezugnahme auf Fig. 2 und 3 weist eine auf einem
SOI-Substrat hergestellte Halbleiteranordnung eine Vielzahl
isolierter hervorstehender Halbleiter- oder Siliziumteile
23 auf einer Isolier (SiO₂)-Schicht 22 auf einer unteren
Halbleiter (Si)-Schicht 21 auf. Die hervorstehenden Halb
leiterteile 23 werden durch selektives Ätzen einer oberen
Halbleiterschicht des SOI-Substrats gebildet, um einen U-
oder V-förmigen Graben 24 zu bilden, der sich durch die
obere Halbleiterschicht zur Isolierschicht 22 erstreckt.
Jeder der hervorstehenden Halbleiterteile 23 weist darin
gebildete integrierte Schaltungen auf, und eine etwa 1 µm
dicke Schutzisolierschicht 25 (Fig. 2), wie SiO₂ oder PSG
(Phosphorsilikaglas) bedeckt und schützt die freien Flächen
der hervorstehenden Teile 23 und der Isolierschicht 22 im
Graben 24. Jeder der hervorstehenden Halbleiterteile 23 ist
mit einer Metallkontaktstelle 26 als darauf gebildeter
elektrischen Verbindungsanschluß versehen, und ein Kontakt
loch 27 erstreckt sich durch die Schutzisolierschicht 25
zur Metallkontaktstelle 26. Die integrierten Schaltungen
sind zwischen den hervorstehenden Halbleiterteilen 23 mit
einander verbunden, indem die Metallkontaktstellen 26 der
hervorstehenden Halbleiterteile 23 über einen Metalldraht
28, wie Aluminium- oder Gold, durch Drahtbonden miteinander
verbunden werden.
Mit Bezugnahme auf Fig. 4 und 5 hat eine auf einem SOI-
Substrat hergestellte Halbleiteranordnung eine Struktur
ähnlich der von Beispiel 1, ausgenommen, daß kein Metall
draht durch Drahtbonden 28 verwendet wird, sondern statt
dessen eine auf einem anderen Substrat 32 gebildete Metall
verdrahtungsschicht 31 eingesetzt wird.
Die in Fig. 4 und 5 gezeigte Halbleiteranordnung wird
hergestellt, indem zuerst ein SOI-Substrat mit einer Viel
zahl hervorstehender Halbleiterteile 23 erzeugt wird, die
jeweils eine darauf gebildete Metallkontaktstelle 26
aufweisen und in einem Kontaktloch 27 in einer Schutziso
lierschicht 25 freiliegen.
Ein getrennt hergestelltes verdrahtetes Substrat 33
weist eine Verdrahtungsschicht 31 mit einem auf einem Sub
strat 32 gebildeten gewünschten Muster auf. Das verdrahtete
Substrat 33 ist eine Leiterplatte, die aus einem Substrat
32, das aus einem Isoliermaterial besteht, und einer Ver
drahtung 31 aus einem leitfähigen Material, wie Kupfer,
Gold oder dgl., das auf das Substrat 32 gedruckt ist, zu
sammengesetzt ist.
Das Substrat 32 besteht der Zweckmäßigkeit halber beim
richtigen Positionieren des Substrats 33 in bezug auf die
Metallkontaktstellen 26 vorzugsweise aus einem durchsichti
gen Glas oder Harz. Ein aus undurchsichtiger Keramik oder
einem undurchsichtigen Harz bestehendes Substrat 32 kann
jedoch auch durch ein Kamera-unterstütztes Positionierungs
system oder eine andere geeignete Positionierungseinrich
tung richtig positioniert werden.
Das Substrat 32 kann aus einer Siliziumscheibe mit ei
ner darauf gebildeten Isolierschicht (SiO₂, PSG, etc.) zu
sammengesetzt sein, und eine Metallverdrahtungsschicht 31
ist auf dem Substrat 32 vorgesehen. Ein Kontakthöcker 34
(Fig. 4) aus einem leitfähigen Material, wie Gold oder einem
Lötmittel, wird auf die Metallkontaktstelle 26 gesetzt, und
dann wird das oben hergestellte verdrahtete Substrat 33
darauf gesetzt, wobei die Verdrahtung 31 nach unten weist,
gefolgt von Erhitzen, um den Kontakthöcker 34 zu schmelzen,
wodurch die integrierten Schaltungen der hervorstehenden
Halbleiterteile 23 über die gemusterte Verdrahtung 31 des
Substrats 33 miteinander verbunden werden.
Die folgenden Beispiele zeigen verschiedene Verfah
renssequenzen zur Herstellung einer Halbleiteranordnung un
ter Verwendung eines Isolator/Halbleiter-Verbundsubstrats,
wie von SOI-Substraten, gemäß der vorliegenden Erfindung.
Obwohl das Isolator/Halbleiter-Verbundsubstrat in den
folgenden Beispielen durch ein SOI-Substrat repräsentiert
wird, können andere Verbundsubstrate, wie Glas- oder Sa
phirsubstrate, auf ziemlich gleiche Weise verwendet werden.
Fig. 6 bis 11 zeigen eine Verfahrenssequenz zur Her
stellung einer Halbleiteranordnung auf einem SOI-Substrat
gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
Ein SOI-Substrat wird durch ein SIMOX-Verfahren herge
stellt, d. h. durch Implantieren von Sauerstoffionen in eine
einkristalline Siliziumscheibe. Wie in Fig. 6 gezeigt, ist
dieses SOI-Substrat aus einer unteren Halbleiterschicht 41,
die als mechanische Stütze dient, einer Zwischenisolier
schicht 42 (bestehend aus einer 0,5 bis 2 µm dicken SiO₂-
Schicht) und einer oberen Halbleiterschicht 43 vom p-Typ
(bestehend aus einer 2 bis 5 µm dicken Si-Schicht) zusam
mengesetzt, in der elektronische Elemente, wie MOS-Transi
storen und bipolare Transistoren, gebildet sind, um eine
integrierte Schaltung zu bilden. In diesem Beispiel sind
Source/Drain-Zonen 44 und 45 vom n-Typ eines MOS-Transi
stors und eine Emitterzone 46 vom n-Typ, eine Basiszone 47
vom p-Typ und eine Kollektorzone 48 vom n-Typ eines bipolaren
Transistors in der oberen Halbleiterschicht 43 gebildet.
Isoliersubstrate können auch anstelle des SOI-Sub
strats verwendet werden (41, 42, 43). Beispielsweise zeigt
Fig. 6A eine Halbleiteranordnung im gleichen Verfahrens
schritt und mit der gleichen Struktur wie jene von Fig. 6,
ausgenommen, daß ein Glas- oder Saphir-Substrat anstelle
eines SOI-Substrats verwendet wird.
Eine Isolationszone 49 vom p-Typ ist in der oberen
Halbleiterschicht 43 in dem Schnitteil gebildet, in dem ein
Isoliergraben gebildet werden soll. Die Isolationszone 49
hat eine Breite, die größer ist als die des Grabens, und
erstreckt sich vertikal durch die gesamte Dicke der oberen
Halbleiterschicht 43 zur darunterliegenden Isolierschicht
42.
Die Isolationszone 49 ist für die vorliegende Erfin
dung nicht wesentlich, fördert jedoch die Verhinderung ei
nes Leckens von Strom durch die Seitenfläche der hervorste
henden Halbleiterteile, wenn der Graben durch die Isolati
onszone 49 derart gebildet wird, daß die Seitenkantenteile
der Isolationszone 49 auf beiden Seiten des Grabens zurück
gelassen werden. Zu diesem Zweck ist die Isolationszone 49
vorzugsweise in einer Verunreinigungskonzentration von
nicht mehr als 10¹⁷ cm-3 dotiert.
Eine Gateelektrode 51 ist auf der Gateoxidschicht ge
bildet, und dann wird eine Zwischenschicht-Isolierschicht
52, wie eine etwa 1 µm dicke PSG-Schicht, gebildet, um die
freien oberen Flächen auf dem Substrat zur Gänze zu bedec
ken. Eine Resistschicht 54, die eine Apertur 53 mit dem
gleichen Muster wie der zu bildende Graben aufweist, wird
auf der Zwischenschicht-Isolierschicht 52 gebildet.
Anschließend wird die Zwischenschicht-Isolierschicht
52 unter Verwendung der Resistschicht 54 als Anti-Ätzmaske
selektiv geätzt, um darin eine Öffnung zu bilden. Durch die
Verwendung der Zwischenschicht-Isolierschicht 52 als Anti-
Ätzmaske wird dann die obere Halbleiter (Si)-Schicht 43 mit
einem Ätzmittel, wie einer KOH-Lösung, selektiv geätzt, um
einen Graben 55 zu bilden, wie in Fig. 7 gezeigt. Der Graben
55 erstreckt sich durch die gesamte Dicke der oberen Halbl
eiterschicht 43 zur Isolierschicht 42, wodurch die obere
Halbleiterschicht 43 geteilt wird, wobei eine Vielzahl her
vorstehender Halbleiterteile 43A und 43B gebildet wird. Der
Isoliergraben 55 kann auch durch ein Trockenätzverfahren
unter Verwendung von Cl₂-Gas oder anderer Ätzgase anstelle
des hier verwendeten Naßätzens gebildet werden. Der Graben
55 hat einen V- oder U-förmigen Schnitt. Die Seitenwände
der hervorstehenden Halbleiterteile 43A und 43B sind mit
den Seitenkantenteilen der Isolationszone 49 vom p-Typ
überzogen, die an beiden Seiten des Grabens 55 stehenblei
ben.
Wie in Fig. 8 gezeigt, werden Kontaktlöcher 56 durch
die Zwischenschicht-Isolierschicht 52 durch die üblichen
Photolitographie- und selektiven Ätzverfahren geöffnet.
Dann werden Metallverdrahtung oder Elektroden 57 mit
einem gewünschten Muster gebildet, um die Kontaktlöcher 56
auszufüllen und sich in die Zwischenschicht-Isolierschicht
52 zu erstrecken. Die Verdrahtung 57 wird durch irgendein
geeignetes bekanntes Verfahren gebildet, beispielsweise in
dem eine Aluminiumschicht durch Zerstäuben gebildet wird,
um die gesamte freie obere Fläche auf dem Substrat zu über
ziehen, und die Aluminiumschicht (z. B. etwa 1 µm dick)
durch Photolithographie- und selektive Ätzverfahren gemu
stert wird.
Anschließend wird eine Schutzisolierschicht 58, wie
eine etwa 1 µm dicke PSG-Schicht, durch ein CVD-Verfahren
auf der gesamten freien oberen Fläche gebildet, wie in
Fig. 10 und 11 gezeigt. Kontaktlöcher 59A und 59B werden
durch selektives Entfernen der Schutzisolierschicht 54 in
den Teilen oberhalb der Metallkontaktstellen 57A und 57B
der Verdrahtung 57 geöffnet, um die Anschlüsse zum Verbin
den der integrierten Schaltungen miteinander vorzusehen. In
der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsform sind die Kontaktlö
cher 59A und 59B mit Kontakthöckern 65A bzw. 65B eines
Leitermetalls gefüllt.
In der in Fig. 10 gezeigten Ausführungsform sind Me
tallkontaktstellen 57A und 57B durch einen Metalldraht 60,
der durch ein Drahtbond-Verfahren vorgesehen wird, mitein
ander verbunden, um integrierte Schaltungen der isolierten
hervorstehenden Halbleiterteile 43A und 43B elektrisch mit
einander zu verbinden, wodurch eine auf einem SOI-Substrat
hergestellte Halbleiteranordnung fertiggestellt wird.
In der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsform ist ein
verdrahtetes Substrat 64, das getrennt hergestellt wird,
aus einer Metallverdrahtungsschicht 61, einer Isolier
schicht und einem Siliziumsubstrat 63 zusammengesetzt.
Das Siliziumsubstrat 63 kann darin gebildete inte
grierte Schaltungen enthalten. In diesem Fall wird als End
produkt eine dreidimensional montierte Halbleiteranordnung
erhalten.
Eine Isolierschicht 62, wie aus SiO₂ oder PSG, wird
auf dem Siliziumsubstrat 63 gebildet, auf dem dann eine Me
tallverdrahtungsschicht 61, wie ein mit Zn beschichtetes
Cu-Muster, gebildet wird. Wenn statt dessen ein Glas-, Sa
phir- oder anderes Isoliersubstrat verwendet wird, wird die
Metallverdrahtungsschicht 61 direkt auf einem derartigen
Isoliersubstrat gebildet, ohne daß eine Isolierschicht auf
dem Substrat vorgesehen wird.
Kontakthöcker 65A und 65B aus einem leitenden Metall
werden in die Kontaktlöcher 59a bzw. 59B gesetzt.
Dann wird das verdrahtete Substrat 64 auf die Ober
seite der unteren Anordnung gesetzt, d. h. auf die Schutz
isolierschicht 58, während das verdrahtete Substrat 64 po
sitioniert wird, so daß die Metallverdrahtungsschicht 61
mit den Kontakthöckern 65A und 65B an beiden Enden hiervon
in Kontakt gebracht wird.
Anschließend wird der montierte Satz auf eine Tempera
tur von 200 bis 400°C erhitzt und bei einem Druck von 50
bis 100 g/mm² gepreßt, um die Kontakthöcker 65A und 65B zu
schmelzen und dadurch die Metallverdrahtungsschicht 61 an
die Kontakthöcker 65A und 65B zu bonden. Dies sieht eine
auf einem SOI-Substrat hergestellte, fertige Halbleiteran
ordnung vor, bei der integrierte Schaltungen einer Vielzahl
isolierter hervorstehender Halbleiterteile elektrisch
miteinander verbunden sind.
Fig. 12 bis 14 zeigen eine Verfahrenssequenz zur Her
stellung einer Halbleiteranordnung auf einem SOI-Substrat
gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung.
Eine Zwischenschicht-Isolierschicht 52 wird in der
gleichen Sequenz hergestellt, die in Beispiel 3 verwendet
wird, wie bereits mit Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben.
Kontaktlöcher werden in der Isolierschicht 52 durch
übliche Photolithographie- und selektive Ätzverfahren ge
bildet, und dann werden Verdrahtung oder Elektroden 57 ge
bildet, um die Kontaktlöcher zu füllen und sich auf die
Zwischenschicht-Isolierschicht 52 zu erstrecken. Anschlie
ßend wird eine Schutzisolierschicht 58 auf der gesamten
freien oberen Fläche auf dem Substrat gebildet. Eine Resi
stschicht 54 mit einer Apertur 53 mit dem gleichen Muster
wie der zu bildende Graben wird auf der Schutzisolier
schicht 58 gebildet.
Dann werden die Schutz- und Zwischenschicht-Isolier
schicht 58 und 52 selektiv geätzt, um darin eine Öffnung zu
bilden. Durch die Verwendung dieser Isolierschichten 58 und
52 als Anti-Ätzmaske wird die obere Halbleiterschicht 43
mit einer Ätzmittellösung, wie einer KOH-Lösung, selektiv
geätzt, um einen Graben 71 zu bilden, wie in Fig. 13 ge
zeigt. Der Graben 71 erstreckt sich vertikal durch die Iso
lierschichten 58 und 52 sowie die Halbleiterschicht 43 im
Bereich der Isolationszone 49 nach unten zur Isolierschicht
42, wodurch die Halbleiterschicht 43 getrennt wird, um eine
Vielzahl hervorstehender Halbleiterteile 43A und 43B zu
bilden.
Der Isoliergraben 71 kann auch durch Trockenätzen an
statt in diesem Beispiel verwendeten Naßätzens gebildet
werden. Der Graben 71 hat einen V- oder U-förmigen Schnitt.
Die Seitenwände der hervorstehenden Halbleiterteile 43A und
43B sind mit den Seitenkantenteilen der Isolationszone 49
vom p-Typ beschichtet, die an beiden Seiten des Grabens 71
stehenbleiben. Eine zusätzliche Schutzisolierschicht 72,
wie eine etwa 1 µm dicke PSG-Schicht, wird durch ein CVD-
Verfahren gebildet, um die gesamte freie Fläche auf dem
Substrat zu bedecken.
Mit Bezugnahme auf Fig. 14 wird eine Resistschicht 74
mit einer Apertur mit dem gleichen Muster wie später zu
bildende Kontaktlöcher auf der zusätzlichen Schutzisolier
schicht 72 gebildet. Kontaktlöcher 75A und 75B werden durch
selektives Entfernen der Schutzisolierschichten 72 und 58
in den Teilen über den Metallkontaktstellen 57A und 57B der
Verdrahtung 57 geöffnet, um Anschlüsse zum Verbinden von
integrierten Schaltungen miteinander vorzusehen. Dann wird
die Resistschicht 74 entfernt.
Die Metallkontaktstellen 57A und 57b werden durch die
Kontaktlöcher 59A und 59B entweder über einen Metalldraht
60, der durch ein Drahtbond-Verfahren, wie in Fig. 10 ge
zeigt, vorgesehen wird, oder durch ein verdrahtetes Sub
strat 64 und Metallkontakthöcker 65A und 65B, wie in Fig. 11
gezeigt, miteinander verbunden, wodurch eine auf einem SOI-
Substrat hergestellte Halbleiteranordnung fertiggestellt
wird, bei der integrierte Schaltungen einer Vielzahl iso
lierter hervorstehender Halbleiterteile elektrisch mitein
ander verbunden sind.
Fig. 15 und 16 zeigen eine Verfahrenssequenz zur Her
stellung einer Halbleiteranordnung auf einem SOI-Substrat
gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung.
Eine Zwischenschicht-Isolierschicht 52 wird in der
gleichen Sequenz wie in Beispiel 3 verwendet hergestellt,
wie bereits mit Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben.
Mit Bezugnahme auf Fig. 15 werden Kontaktlöcher in der
Isolierschicht 52 durch die üblichen Photolithographie- und
selektive Ätzverfahren gebildet, und dann werden Verdrah
tung oder Elektroden 57 gebildet, um die Kontaktlöcher zu
füllen und sich auf die Zwischenschicht-Isolierschicht 52
zu erstrecken. Anschließend wird eine Schutzisolierschicht
58 auf der gesamten freien oberen Fläche auf dem Substrat
gebildet. Kontaktlöcher 59A und 59B werden in der Schutz
isolierschicht 58 durch Photolithographie- und selektive
Ätzverfahren gebildet. Dies legt die Metallkontaktstellen
57A und 57B der Metallverdrahtungsschicht 57 in den Kon
taktlöchern 59A und 59B frei.
Eine Siliziumnitrid (Si₃N₄)-Schicht 80 wird auf der
gesamten oberen Fläche des Substrats durch ein Plasma-CVD-
Verfahren gebildet. Eine Resistschicht 54 mit einer Apertur
53 mit dem gleichen Muster wie der zu bildende Graben wird
auf der Schutzisolierschicht 58 gebildet.
Dann wird die Siliziumnitrid-Schicht 80 selektiv ge
ätzt, um darin eine Öffnung zu bilden. Durch die Verwendung
dieser Siliziumnitrid-Schicht 80 als Anti-Ätzmaske werden
die Schutzisolierschicht 58, die Zwischenschicht-Isolier
schicht 52 und die obere Halbleiterschicht 43 in dieser
Reihenfolge aufeinanderfolgend selektiv geätzt, um einen
Graben zu bilden 82, wie in Fig. 17 gezeigt. Der Graben 82
erstreckt sich vertikal durch die Isolierschichten 58 und
52 sowie die Halbleiterschicht 43 im Bereich der Isolati
onszone 49 nach unten zur Isolierschicht 42, wodurch die
Halbleiterschicht 43 geteilt wird, um eine Vielzahl hervor
stehender Halbleiterteile 43A und 43B zu bilden. Dann wird
die Siliziumnitrid-Schicht 80 entfernt.
Der Graben 82 hat einen V- oder U-förmigen Schnitt.
Die Seitenwände der hervorstehenden Halbleiterteile 43A und
43B sind mit den Seitenkantenteilen der Isolationszone 49
vom p-Typ überzogen, die an beiden Seiten des Grabens 82
stehenbleiben.
Die Metallkontaktstellen 57A und 57B werden durch die
Kontaktlöcher 59A und 59B entweder über einen Metalldraht
60, der durch ein Drahtbond-Verfahren, wie in Fig. 10 ge
zeigt, vorgesehen wird, oder durch ein verdrahtetes Sub
strat 64 und Metallkontakthöcker 65A und 65B, wie in Fig. 11
gezeigt, miteinander verbunden, wodurch eine auf einem SOI-
Substrat hergestellte Halbleiteranordnung fertiggestellt
wird, bei der integrierte Schaltungen einer Vielzahl iso
lierter hervorstehender Halbleiterteile elektrisch mitein
ander verbunden sind.
Wie nachstehend beschrieben, erfordern die Halbleiter
anordnung und das Verfahren zur Herstellung derselben gemäß
der vorliegenden Erfindung keine Flächenplanierung durch
Füllen des Isoliergrabens mit einem Oxid, wodurch die Ver
fahrensschritte verringert werden, wobei das Auftreten von
Kristalldefekten in der Halbleiterschicht auf Grund des
eingefüllten Oxids vermieden werden. Integrierte Schaltun
gen der hervorstehenden Halbleiterteile können vorteilhaft
miteinander verbunden werden, ohne daß die Verfahrens
schritte für eine Planierung erforderlich sind. Die vorlie
gende Erfindung verbessert auch die Zuverlässigkeit der auf
einem Isolator/Halbleiter-Verbundsubstrat hergestellten
Halbleiteranordnungen, indem die vorteilhafte Natur derar
tiger Substrate direkt ausgenützt wird.
Claims (14)
1. Halbleiteranordnung, mit:
einem Substrat, das eine Isolierschicht (22, 42) und eine auf der Isolierschicht (22, 42) liegende Halbleiterschicht (43) aufweist, wobei die Halbleiterschicht (43) geteilt ist, um eine Vielzahl isolierter hervorstehender Hableiterteile (23, 43A, 43B) durch Gräben (24) zu bilden, die sich durch die Halbleiterschicht (43) zur Isolierschicht (22, 42) erstrecken;
integrierten Schaltungen, die in den entsprechenden hervorstehenden Halbleiterteilen gebildet sind; und
Leitern, die oberhalb der und quer über die Gräben (24) verlaufen, um die integrierten Schaltungen der isolierten hervorstehenden Hableiterteile (23, 43A, 43B) elektrisch zu verbinden.
einem Substrat, das eine Isolierschicht (22, 42) und eine auf der Isolierschicht (22, 42) liegende Halbleiterschicht (43) aufweist, wobei die Halbleiterschicht (43) geteilt ist, um eine Vielzahl isolierter hervorstehender Hableiterteile (23, 43A, 43B) durch Gräben (24) zu bilden, die sich durch die Halbleiterschicht (43) zur Isolierschicht (22, 42) erstrecken;
integrierten Schaltungen, die in den entsprechenden hervorstehenden Halbleiterteilen gebildet sind; und
Leitern, die oberhalb der und quer über die Gräben (24) verlaufen, um die integrierten Schaltungen der isolierten hervorstehenden Hableiterteile (23, 43A, 43B) elektrisch zu verbinden.
2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, bei welcher die
genannten Leiter aus Metalldrähten (28, 60) zum Drahtbonden
zusammengesetzt sind.
3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, bei welcher jeder
der genannten Leiter aus einer Metallverdrahtungsschicht
(31, 61), die in einem anderen Substrat (33) gebildet ist,
und einem Kontakthöcker (34, 65A, 65B), der zwischen der
Metallverdrahtungsschicht (31, 61) und einer
Metallkontaktstelle (26) des genannten hervorstehenden
Halbleiterteils angeordnet ist, zusammengesetzt ist.
4. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
bei welcher das genannte Substrat ein SOI-Substrat ist, das
aus der genannten Isolierschicht (22), der genannten Halb
leiterschicht und einer unteren Halbleiterschicht (21), die
unter der genannten Isolierschicht (22) liegt,
zusammengesetzt ist.
5. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
bei welcher die genannte Isolierschicht (42) des genannten
Substrats aus Glas oder Saphir zusammengesetzt ist.
6. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung,
welches Verfahren die Schritte umfaßt:
Herstellen eines Substrats mit einer ersten Isolierschicht (42) und einer auf der ersten Isolierschicht liegenden Halblei terschicht (43);
Bilden einer Vielzahl integrierter Schaltungen in der ge nannten Halbleiterschicht (43);
Bilden von Isoliergräben (55), die sich durch die Halblei terschicht (43) zur ersten Isolierschicht (42) erstrecken, so daß die vielen integrierten Schaltungen voneinander getrennt werden und eine Vielzahl isolierter hervorstehender Halbleiterteile (43A, 43B) gebildet werden; und
elektrisches Verbinden der integrierten Schaltungen der hervorstehenden Halbleiterteile durch Leiter (60, 61), die oberhalb der und quer über die Gräben (55) verlaufen,
bei welchem das elektrische Verbinden nach dem Schritt des Bildens der Isoliergräben durchgeführt wird und die hervorstehenden Halbleiterteile durch die Isoliergräben elektrisch voneinander getrennt, durch das Substrat jedoch mechanisch miteinander verbunden sind.
Herstellen eines Substrats mit einer ersten Isolierschicht (42) und einer auf der ersten Isolierschicht liegenden Halblei terschicht (43);
Bilden einer Vielzahl integrierter Schaltungen in der ge nannten Halbleiterschicht (43);
Bilden von Isoliergräben (55), die sich durch die Halblei terschicht (43) zur ersten Isolierschicht (42) erstrecken, so daß die vielen integrierten Schaltungen voneinander getrennt werden und eine Vielzahl isolierter hervorstehender Halbleiterteile (43A, 43B) gebildet werden; und
elektrisches Verbinden der integrierten Schaltungen der hervorstehenden Halbleiterteile durch Leiter (60, 61), die oberhalb der und quer über die Gräben (55) verlaufen,
bei welchem das elektrische Verbinden nach dem Schritt des Bildens der Isoliergräben durchgeführt wird und die hervorstehenden Halbleiterteile durch die Isoliergräben elektrisch voneinander getrennt, durch das Substrat jedoch mechanisch miteinander verbunden sind.
7. Verfahren nach Anspruch 6, welches die Schritte umfaßt:
Bilden einer zweiten Isolierschicht (52), die bestimmt ist, unter den obersten Metallverdrahtungsschichten (57) der integrierten Schaltungen liegende Zwischenschicht-Iso lierschichten zu bilden;
Bilden der genannten Isoliergräben (55), die sich von der zweiten Isolierschicht (52) zur ersten Isolierschicht (42) zu erstrecken;
Bilden von Kontaktlöchern (56), die sich durch die zweite Isolierschicht (52) zur Halbleiterschicht (43) erstrecken;
Bilden der auf der zweiten Isolierschicht (52) liegenden obersten Metallverdrahtungsschichten (57);
Bilden einer Schutzisolierschicht (58), welche die obersten Metallverdrahtungsschichten (57) und die hervor stehenden Halbleiterteile (43A, 43B) zur Gänze bedeckt;
Bilden von Kontaktfenstern (59A, 59B), die sich durch die Schutzisolierschicht (58) zur obersten Metallver drahtungsschicht erstrecken; und
elektrisches Verbinden der integrierten Schaltungen der isolierten hervorstehenden Halbleiterteile (43A, 43B) durch die genannten Leiter (60, 61) über die Kontaktfenster (59A, 59B).
Bilden einer zweiten Isolierschicht (52), die bestimmt ist, unter den obersten Metallverdrahtungsschichten (57) der integrierten Schaltungen liegende Zwischenschicht-Iso lierschichten zu bilden;
Bilden der genannten Isoliergräben (55), die sich von der zweiten Isolierschicht (52) zur ersten Isolierschicht (42) zu erstrecken;
Bilden von Kontaktlöchern (56), die sich durch die zweite Isolierschicht (52) zur Halbleiterschicht (43) erstrecken;
Bilden der auf der zweiten Isolierschicht (52) liegenden obersten Metallverdrahtungsschichten (57);
Bilden einer Schutzisolierschicht (58), welche die obersten Metallverdrahtungsschichten (57) und die hervor stehenden Halbleiterteile (43A, 43B) zur Gänze bedeckt;
Bilden von Kontaktfenstern (59A, 59B), die sich durch die Schutzisolierschicht (58) zur obersten Metallver drahtungsschicht erstrecken; und
elektrisches Verbinden der integrierten Schaltungen der isolierten hervorstehenden Halbleiterteile (43A, 43B) durch die genannten Leiter (60, 61) über die Kontaktfenster (59A, 59B).
8. Verfahren nach Anspruch 6, welches die Schritte um
faßt:
Bilden der obersten Metallverdrahtungsschichten (57) der genannten integrierten Schaltungen;
Bilden einer ersten Schutzisolierschicht (58) auf den obersten Metallverdrahtungsschichten;
Bilden der genannten Isoliergräben (71), die sich durch die obersten Metallverdrahtungsschichten zur ersten Isolierschicht erstrecken;
Bilden einer zweiten zusätzlichen Schutzisolierschicht (72), welche die erste Schutzisolierschicht und die Isoli ergräben bedeckt;
Bilden von Kontaktfenstern (75A, 75B), die sich durch die zweite und die erste Schutzisolierschicht zu den ober sten Metallverdrahtungsschichten erstrecken; und elektrisches Verbinden der integrierten Schaltungen der hervorstehenden Halbleiterteile (43A, 43B) mittels der Leiter über die Kontaktfenster.
Bilden der obersten Metallverdrahtungsschichten (57) der genannten integrierten Schaltungen;
Bilden einer ersten Schutzisolierschicht (58) auf den obersten Metallverdrahtungsschichten;
Bilden der genannten Isoliergräben (71), die sich durch die obersten Metallverdrahtungsschichten zur ersten Isolierschicht erstrecken;
Bilden einer zweiten zusätzlichen Schutzisolierschicht (72), welche die erste Schutzisolierschicht und die Isoli ergräben bedeckt;
Bilden von Kontaktfenstern (75A, 75B), die sich durch die zweite und die erste Schutzisolierschicht zu den ober sten Metallverdrahtungsschichten erstrecken; und elektrisches Verbinden der integrierten Schaltungen der hervorstehenden Halbleiterteile (43A, 43B) mittels der Leiter über die Kontaktfenster.
9. Verfahren nach Anspruch 6, welches die Schritte um
faßt:
Bilden der obersten Metallverdrahtungsschichten (57) der genannten integrierten Schaltungen;
Bilden einer ersten Schutzisolierschicht (58) auf den obersten Metallverdrahtungsschichten;
Bilden von Kontaktfenstern (59A, 59B), die sich durch die erste Schutzisolierschicht zur obersten Metall verdrahtungsschicht erstrecken;
Bilden der genannten Isoliergräben (82), die sich durch die erste Schutzisolierschicht zur ersten Isolier schicht erstrecken; und
elektrisches Verbinden der integrierten Schaltungen der hervorstehenden Halbleiterteile (43A, 43B) durch die genannten Leiter über die Kontaktfenster.
Bilden der obersten Metallverdrahtungsschichten (57) der genannten integrierten Schaltungen;
Bilden einer ersten Schutzisolierschicht (58) auf den obersten Metallverdrahtungsschichten;
Bilden von Kontaktfenstern (59A, 59B), die sich durch die erste Schutzisolierschicht zur obersten Metall verdrahtungsschicht erstrecken;
Bilden der genannten Isoliergräben (82), die sich durch die erste Schutzisolierschicht zur ersten Isolier schicht erstrecken; und
elektrisches Verbinden der integrierten Schaltungen der hervorstehenden Halbleiterteile (43A, 43B) durch die genannten Leiter über die Kontaktfenster.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei wel
chem der Schritt der elektrischen Verbindung durch Draht
bonden unter Verwendung eines Metalldrahts (28, 60) durch
geführt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei wel
chem der Schritt der elektrischen Verbindung durchgeführt
wird durch:
Herstellen eines anderen Substrats (33, 64) mit einer auf diesem gebildeten Metallverdrahtungsschicht (31, 61);
Herstellen eines Kontakthöckers (34, 65A, 65B); Anordnen des Kontakthöckers zwischen der Metallver drahtungsschicht und einer Metallkontaktstelle der hervor stehenden Halbleiterteile; und
Erhitzen des Substrats, um den Kontakthöcker zu schmelzen, wodurch die Metallverdrahtungsschicht an die Metallkontaktstelle (57A, 57B) durch den geschmolzenen Kontakthöcker gebondet wird.
Herstellen eines anderen Substrats (33, 64) mit einer auf diesem gebildeten Metallverdrahtungsschicht (31, 61);
Herstellen eines Kontakthöckers (34, 65A, 65B); Anordnen des Kontakthöckers zwischen der Metallver drahtungsschicht und einer Metallkontaktstelle der hervor stehenden Halbleiterteile; und
Erhitzen des Substrats, um den Kontakthöcker zu schmelzen, wodurch die Metallverdrahtungsschicht an die Metallkontaktstelle (57A, 57B) durch den geschmolzenen Kontakthöcker gebondet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, welches
ferner die Schritte umfaßt:
Dotieren von Zonen der genannten Halbleiterschicht mit einer Verunreinigung vor dem Bilden der genannten Isoliergräben, wobei die genannten Zonen die Zonen sind, in denen die genannten Gräben gebildet werden, um später die isolierten hervorstehenden Halbleiterteile zu bilden und wobei die genannte Verunreinigung vom entgegengesetzten Leitungstyp in bezug auf eine Verunreinigung ist, die in aktiven Zonen elektronischer Elemente der integrierten Schaltungen der hervorstehenden Halbleiterteile dotiert ist, welche elektronischen Elemente an die Gräben anliegen; und
Bilden der genannten Isoliergräben in den genannten Zonen zwischen den hervorstehenden Teilen, um Seitenwände der Gräben zu hinterlassen, die mit dem genannten entgegen gesetzten Leitungstyp dotiert wurden.
Dotieren von Zonen der genannten Halbleiterschicht mit einer Verunreinigung vor dem Bilden der genannten Isoliergräben, wobei die genannten Zonen die Zonen sind, in denen die genannten Gräben gebildet werden, um später die isolierten hervorstehenden Halbleiterteile zu bilden und wobei die genannte Verunreinigung vom entgegengesetzten Leitungstyp in bezug auf eine Verunreinigung ist, die in aktiven Zonen elektronischer Elemente der integrierten Schaltungen der hervorstehenden Halbleiterteile dotiert ist, welche elektronischen Elemente an die Gräben anliegen; und
Bilden der genannten Isoliergräben in den genannten Zonen zwischen den hervorstehenden Teilen, um Seitenwände der Gräben zu hinterlassen, die mit dem genannten entgegen gesetzten Leitungstyp dotiert wurden.
13. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem das genannte
Substrat ein SOI-Substrat ist, das aus der genannten Isoli
erschicht, der genannten Halbleiterschicht und einer unte
ren Halbleiterschicht, die unter der genannten Isolier
schicht liegt, zusammengesetzt ist.
14. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die genannte
Isolierschicht des genannten Substrats aus Glas oder Saphir
besteht.
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