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DE1196301B - Verfahren zur Herstellung mikrominiaturisierter, integrierter Halbleiteranordnungen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung mikrominiaturisierter, integrierter Halbleiteranordnungen

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Publication number
DE1196301B
DE1196301B DET27618A DET0027618A DE1196301B DE 1196301 B DE1196301 B DE 1196301B DE T27618 A DET27618 A DE T27618A DE T0027618 A DET0027618 A DE T0027618A DE 1196301 B DE1196301 B DE 1196301B
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Germany
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microminiaturized
german
production
semiconductor devices
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DET27618A
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Inventor
Jack St Clair Kilby
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Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
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Publication date
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
BIBLIOTHEK
3ES DEUTSCHEN
PATEKTAtIiIiS
Int. α.:
HOIl
Deutsche Kl.: 21g-11/02
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
T 27618 VIII c/21 g
5. Februar 1960
8. Juli 1965
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung mikrominiaturisierter, integrierter Halbleiteranordnungen, bei welchen eine Anzahl aktiver und/oder passiver elektrischer Schaltungselemente in einem Halbleiterplättchen gebildet werden.
Zur Miniaturisierung von Schaltungsanordnungen ist bereits der theoretische Vorschlag bekannt, einen Siliziumblock so zu dotieren und zu formen, daß er vier normalen Transistoren und vier Widerständen äquivalent ist, wobei den Transistoren zwei Emitterzonen und zwei Kollektorzonen gemeinsam sind. Weitere Widerstände und Kondensatoren sind unter Einfügung von isolierenden Schichten in Form von Filmen unmittelbar so auf dem Siliziumblock gebildet, daß alle Schaltungselemente zusammen einen Multivibrator bilden. Zu diesem Zweck sind parallel zu der Ober- und Unterseite des Siliziumblocks zwei pn-Übergänge gebildet, die sich zu den Seitenflächen des Blocks erstrecken. Zur gegenseitigen Trennung der einzelnen Transistoren und Widerstände sind Durchbohrungen von den Seitenflächen her quer durch den Block sowie verschiedene Einschnitte gebildet, so daß schließlich die vier Ecken des Blocks je einen Transistor darstellen, deren Kollektor- und Emitterzonen zum Teil durch stehengebliebene Siliziumbrücken verbunden sind, welche die Rolle von Widerständen bilden. Zur Vervollständigung der Schaltung sind Kontakte an den verschiedenen Flächen des Blocks, einschließlich der Seitenflächen, sowie Verbindungsleiter zu den aufgebrachten filmförmigen Schaltungselementen angebracht. Die bei diesem geplanten Multivibrator zur Trennung der Schaltungselemente erforderliche mechanische Herstellung von Einschnitten und Durchbohrungen ist um so schwieriger, je kleiner die Abmessungen des Halbleiterblocks sind. Der Miniaturisierung sind dadurch Grenzen gesetzt. Ferner ist die Zahl der Schaltungselemente begrenzt, die auf diese Weise voneinander getrennt werden können, und die zu trennenden Schaltungselemente müssen auch in bestimmter Anordnung vorliegen, damit die Einschnitte und Durchbohrungen angebracht werden können, ohne daß die mechanische Festigkeit zu sehr beeinträchtigt wird. Schließlich eignen sich solche mechanischen Bearbeitungsvorgänge, die von verschiedenen Seiten aus an dem Halbleiterblock vorgenommen werden müssen, nur schlecht für eine automatisierte Massenfertigung.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, mit welchem die erforderliche Trennung der Schaltungselemente von mikrominiaturisierten, integrierten Halbleiterschaltungsanordnungen ohne Verfahren zur Herstellung mikrominiaturisierter, integrierter Halbleiteranordnungen
Anmelder:
Texas Instruments Incorporated,
Dallas, Tex. (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. rer. nat. G. Hauser
und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,
München-Pasing, Ernsbergerstr. 19
Als Erfinder benannt:
Jack St. Clair Kilby, Dallas, Tex. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
ao V. St. v. Amerika vom 6. Februar 1959 (791 602), vom 12. Februar 1959 (792 840)
as mechanische Bearbeitung unter Anwendung von Verfahrensschritten möglich ist, die mit den zur Herstellung der Schaltungselemente angewendeten Verfahrensschritten, wie Maskierung und Diffusion vereinbar sind.
Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zur Abgrenzung des für jedes der Schaltungselemente verwendeten Gebietes oder zur Schaffung der erforderlichen elektrischen Trennung zwischen den Schaltungselementen in das Innere eines eigenleitenden Halbleiterplättchens Störstoffe an entsprechenden Stellen eindiffundiert werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die elektrische Trennung zwischen den Schaltungselementen im Innern des Halbleiterplättchens durch den hohen Widerstand des eigenleitenden Halbleitermaterials, der nur an den die Schaltungselemente bildenden Gebieten durch die eindiffundierten Störstoffe herabgesetzt wird. Es ist daher möglich, eine beliebige Zahl von gleichartigen oder verschiedenartigen Schaltungselementen in beliebiger Anordnung in einem einzigen Halbleiterplättchen zu bilden, ohne daß diese sich gegenseitig beeinflussen. Die Bildung dieser Schaltungselemente durch Diffusionsverfahren eignet sich besonders für eine Massenfertigung und erlaubt die Herstellung von integrierten Halbleiterschaltungsanordnungen von äußerst kleinen Abmessungen mit großer Präzision.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird beispielsweise so durchgeführt, daß von einem Plättchen aus einkristallinem Halbleitermaterial mit Eigenleitfähigkeit ausgegangen wird. Ein Plättchen ist ein Körper mit zwei im wesentlichen parallelen Hauptflächen, deren Abmessungen groß gegen die Dicke des Plättchens sind. In diesem Plättchen werden Schaltungselemente an der einen Hauptfläche dadurch abgegrenzt, daß der Widerstand des eigenleitenden Halbleitermaterials durch Eindiffundieren von Störstoffen an den entsprechenden Stellen herabgesetzt wird. Auf diese Weise können beispielsweise Stromwege niedrigeren Widerstands gebildet werden, welche die Rolle von elektrischen Widerständen spielen und durch das sie umgebende eigenleitende Material von den anderen im gleichen HaIbleiterplättchen gebildeten Schaltungselementen praktisch isoliert sind.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Herstellung mikrominiaturisierter, integrierter Halbleiteranordnungen, bei welchem eine Anzahl aktiver und/oder passiver elektrischer Schaltungselemente in einem HaIbleiterplättchen gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abgrenzung des für jedes der Schaltungselemente verwendeten Gebietes oder zur Schaffung der erforderlichen elektrischen Trennung zwischen den Schaltungselementen in das Innere eines eigenleitenden Halbleiterplättchens Störstoffe an entsprechenden Stellen eindiffundiert werden.
    In Betracht gezogene Druckschriften:
    Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 011 081, 1040 700;
    deutsche Patentschriften Nr. 833 366, 949 422; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 672 315;
    britische Patentschriften Nr. 736 289, 761926, 805 207; ■■-·■
    belgische Patentschrift Nr. 550 586;
    USA.-Patentschriften Nr. 2 493 199, 2 629 802, 2 660 624, 2 662 957, 2 663 806, 2 663 830, 2 667 607, 2 680 220, 2 709 232, 2 735 948, 2 748 041, 2 816 228, 2 817 048,
    2 713 644,
    2 824 977,
    2 836 776, 2 754 431, 2 847 583,
    2 856 544, 2 858 489, 2 878 147, 2 897 295, 2 910 634, 2 915 647, 2 916 408, 2 922 937, 2 935 668, 2 944 165, 2 967 952, 2 976 426,
    2 994 834, 2 995 686, 2 998 550, 3 005 937,
    3 022 472, 3 038 085, 3 070 466;
    Electronic & Radio Engineer, November S. 429;
    Aviation Week, April 8, 1957, S. 86 bis 94; Instruments & Automation, April 1957, S. 667 bis 668;
    a5 Electronics, 7. 8. 1959, S. 110 bis 111; »Proceedings of an International Symposium on
    Electronic Components« by Dummer, S.4, Fig. 19, Royal Radar Establishment Malvern, England, bis 26. September 1957, veröffentlicht im United Kingdom August 1958;
    Control Engineering, Februar 1958, S. 31/32, »Army develops printed Transistors«.
    509 599/300 6.65 © Bandesdruckerei Berlin
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