DE2235865A1 - Halbleiteranordnung aus einer vielzahl von in einem gemeinsamen halbleiterkoerper untergebrachten halbleiterbauelementen - Google Patents

Description

• Halbleiteranordnung aus einer Vielzahl -von in einem gemeinsamen Halbleiterkörper unterSebrachten Halbleiterbauelementen Die Erfindung betrifft eine Halbleiteranordnung aus einer Vielzahl von in einem gemeinsamen iialbleiterkörper untergebradten Halbleiterbauelementen, die im Haibleiterkörper elektrisch voneinander isoliert sind. Es sind bereits integrierte Halbleiteranardnungen bekannt1 bei denen die einzelnen Halbleiterbauelemente im Halbleiterkörper durch Glasschichten voneinander isoliert sind. Zur Herstellung solcher Halbleiteranordnungen werden in den Halbleiterkörper die die aktiven Bereiche der Bauelemente umgebenden Gräben eingebracht. Die Gräben werden danach beispielsweise durch Abscheidung oder bei Siliziur#-I3auelementen durch thermisclie Oxydation mit SiO2 gefüllt.
• Das bekannte Verfahren ist relativ aufwendig, da zunächst in den Ilalbleiterkörper Gräben eingeätzt werden miissen.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde da4 bekannte Verfahren zu vereinfachen. Das erfindungsgemäße Verfahren soll vor allem für die Isolation von Halbleiterbauelementen geeignet sein, die in Halbleiterkörpern aus Verbindungen der III. und V. Gruppe des periodischen Systems untergebracht sind. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäd vorgeschlagen, daß die Halbleiterbauelemente im Halbleiterkörper durch in den Halbleiterkörper implantierte semiisolierende Halbleiterzone elektrisch voneinander getrennt sind.
• Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß Halbleiteranordnungen mit völlig ebenen Oberflächen hergestellt werden können, da zumindest bei Diodenanordnungen auf >laskierungs- oder Passivierungsschichten verzichtet werden kann. Die die Halbleiterbauelernente miteinander oder mit Anschlußkontakten verbindenden Leitbahnen vorlaufen vorzugsweise auf der Oberfläche der implantierten semiisolierenden Halbleiterzonen. Diese Kontaktierungsweise ist besonders fiir Halbleiterbauelemente geeignet, die Licht aussenden oder lichtempfindlich sind. Derartige Halbleiterbauelemente bestehen vorzugsie aus mehreren Schichten unterschiedlicher Dotierung,deremGrundsubstanz 6alliumarsenid oder z. D. GaxAl1-xAs ist.
• Die semiisolierenden Halbleiterzonen, durch die die einzelnen Halbleiterbauelementen im Halbleiterkörper elektrisch voneinander isoliert sind, werden vorzugsweise mit Hilfe eines Protonenstrahles hergestellt. Die in den Halbleiterkörper eindringenden Protonen erzeugen dort Fehl- bzw. Fangstellen, die im Halbleiterkörper wie Rekombinationszentren wirken. Hierdurch erhält man Halbleiterbereiche, deren spezifischer Widerstand größer als 105. Ohm cm ist. Hierzu ist beispielsweise ein Protonenstrahl mit einer Energie von 40 KeV notwendig.
• Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders für die Herstellung von 8zLeuchtarrayst, die aus einer Vielzahl getrennt ansteuerbarer Leuchtdioden zusammengesetzt sind. Durch die erfindungsgemäße Isolation erhält man auch besonders scharf begrenzte Leuchtpunkte, da die isolier@nden Bereiclke eine erhöhte Lichtabsorption aufweisen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die semiisoliereriden Zonen bei niedriger Tein!greratur hergestellt werden, so daß bei der herstellung dieser Zonen keine Veränderungen im Halbleiterkörper llervorgerufen werden.
• Die Erfindung soll im weiteren noch anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
• In der Figur 1 ist eine Halbleiteranordnung dargestellt, die aus einem Grundkörper l mit zwei Oberflächenschichten 2 und 3 besteht. Der Grundkörper l besteht vorzugsweise aus n-leitenden Galliumarsenid0 Dieser Grundkörper ist beispielsweise mit Tellur dotiert und besitzt eine Störstellenkonzentration von 1018 Atomen je cm3. Auf diesen Grundkörper ist eine erste epitaktische Schicht 2 aufgebracht, die vorzugsweise aus der flüssigen Phase abgeschieden wird. Diese Schicht besteht aus Ga Al xAs. Sie x ist bei einem n-leitenden Grundkörper gleichfalls mit Tellur dotiert und weist eine Störstellenkonzenträtion von 1018 Atomen je cm³ auf. Bei der angegebenen Materialzusammensetzung dieser Schicht 2 hat x beispielsweise den Wert 1/3. Auf der Schicht 2 ist eine weitere Schicht 3 angeordnet, die gleichfalls aus der flüssigen Phase epitaktisch abgeschieden wird, p-leitend ist und beispielsweise mit Zink so dotiert ist, daß sich eine Störstellenkonzentration von in18 Atomen je cm3 ergibt. Beide Schichten 2 und 3 haben beispielsweise eine Dicke von Je l /um. So aufgebaute Halbleiteranordnungen eignen sich besonders gut für lichtemittierende Dioden.
• Die Oberfläche dieser Halbleiteranordnung wird beispielsweise mit einer Photolackmaske 4 bedeckt, die den Halbleiterkörper an den Stellen ungeschützt läßt, wo die semiisolierenden Zonen zur elektrischen Trennung der Bauelemente in den Halbleiterkörper eingebracht werden sollen.
• Danach wird auf diese Halbleiteroberfläche ein#Protonenstrahl 6 gerichtet, der beispielsweise eine Energie von 40 KeV aufweist. Durch die in den Halbleiterkörper eindringenden Protonen werden dort die die Leitfähigkeit reduzierenden Fangstellen erzeugt. Hierdurch entstehen semiisolierende Halbleiterbereiche 5, die bis zum Grundkörper 1 reichen und die einzelnen Leuchtdioden-Bauelemente 10 allseitig umgeben.
• Schließlich kann die Photoniaskierungsschicht von der Oberfläche wieder entfernt werden. Zur Kontaktierung der einzelnen Leuchtdioden werden nach Figur 2'auf die Halbleiteroberfläche Gleitbahnen 7 und 8 aufgebracht, die einen niederohmigen Anschlußkontakt zu den Halbleiterzonen 3 jeder Diode herstellen. Diese Leitbahnen führen über die semiisolierende#Bereiche 5 und können über diese Bereiche miteinander in gewünschter Weise verschaltet werden. Den zweiten gemeinsamen Anschlußkontakt fur alle Leuchtdioden bildet beispielsweise auf der Rückseite des Halbleiterkörpers der Kontakt 9.
• Die erfindungsgemäße Trennung elektrischer Bauelemente in einem allen Bauelementen gemeinsamen Halbleiterkörper kann auch auf integrierte Schaltungen in Galliumarsenid-Halbleiterkörpern übertragen werden. Zur Eindiffusion von weiteren Zonen in die voneinander isolierten Bereiche wird dann allerdings eine Diffusionsmaske erforderlich sein. Am vorteilhaftesten läßt sich die Erfindung jedoch bei Bauelementen anwenden, die an der Oberflächenseite des Jialbleiterkörpers nur eine anzuschließende Halbleiterzone aufweisen.

Claims (6)

1. P a t e n t a n 5 p r ü c h e

   tS IIalbleiteranordnung aus einer Vielzahl von in einem gemeinsamen Halbleiterkorper untergebrachten Halbleiterbauelementen, die im Halbleiterkörper elektrisch voneinwander isoliert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterbauelemente im Halbleiterkörper durch in den Halbleiterkörper implantierte semiisolierende Halbleiterzonen elektrisch voneinander getrennt sind.
2. 2) Halbleiteranardnudg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberflache der semiisolierenden Halbleiterzonen die die Halbleiterbauelemente miteinander oder mit Anschlußkontakten verbindenden Leitbahnen verlaufen.
3. 3) Halbleiteranordnung nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterbauelemente Licht emittierende oder lichtempfindliche Bauelemente# sind.
4. 4) Halbleiteranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeicirnet durch die Verwendung von Verbindungshalbleiterkörpennaus der III. und der V. Gruppe des periodischen Systems.
5. 5) Halbleiteranordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Verwendung auf GaAs bzw. Ga Al As Halbleiterx körper.
6. 6) Verfahren zum herstellen einer Jialbleiteranotdnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiteroberfläche mit einem Photolack bedeckt wird, der an den für die Implantation vorgesehenen Bereichen von der JJalbleiteroberfläche wieder entfernt wird, und daß danach ein Protonenstrahl auf die Halbleiteroberfläche derart einwirkt, daß in den Bereichen der ungeschützten Halbleiteroberfläche hochohmige implantierte italbleiterzonen entstehen.