DE10107405A1 - Direktprozessierbare Halbleiterfolie - Google Patents
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Abstract
Die Herstellung von Halbleiterbauelementen basiert auf der Prozessierung einzelner Halbleiterscheiben. Dies ist einer der wesentlichen Punkte, weshalb die Halbleitertechnologie relativ teuer ist. Die Halbleitertechnik ist deshalb im Wesentlichen auf platzsparende Bauelemente begrenzt. DOLLAR A Einskristalline Halbleiterfolie in Form eines Bandes (1), das durch Ionenimplantation (5), (6), (7) aus einem Einkristall (2) hergestellt wird, ohne das hierfür eine Siliziumscheibenfertigung notwendig ist. Das Halbleiterband kann zu Rollen (8) aufgewickelt werden, es ermöglicht eine Weiterverarbeitung (27) ohne stützendes Substratmaterial und es ermöglicht neue kontinuierliche Herstellungsverfahren von Halbleiterbauelementen, vergleichbar mit den Rotationsverfahren in der Papier- und Druckindustrie. DOLLAR A Das Anwendungsfeld bezieht sich, durch eine Kostenreduzierung im Ausgangsmaterial, Herstellung und Montage von elektronischen Bauelementen auf nahezu alle Gebiete der Halbleitertechnologie. Weiterhin können beidseitig prozessierbare flexible Folienbauelemente hergestellt werden. Es sind damit elektronische Geräte möglich, die sich in ihrer Bedienbarkeit, Anwendung und Form den Menschen anpassen und als Kleidungsstück getragen bzw. in die Kleidung integriert werden können.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine einkristalline Halbleiterfolie in Form eines Bandes, das durch
Ionenimplantation aus einem Einkristall hergestellt wird, ohne das hierfür eine Siliziumscheibenfertigung
notwendig ist. Das Halbleiterband kann zu Rollen aufgewickelt werden, es ermöglicht eine Weiterverarbeitung
ohne stützendes Substratmaterial und es ermöglicht neue kontinuierliche Herstellungsverfahren von Bau
elementen.
Die Herstellung von Halbleiterfolien aus einem Einkristall (Ingot) in Form von Bändern die auf Rollen aufgewi
ckelt werden erspart die Scheibenfertigung, ermöglicht die direkte Prozessierung der einkristallinen Halbleit
erfolie, ermöglicht kostengünstige SOI (Silicon on Insulator) und Mehrschichthalbleiter, erleichtert die Her
stellung von Halbleiterbauelementen, ermöglicht neue flexible Bauelemente, vereinfacht die Verbindungs
technik (Back-Endbereich) und die Herstellung von Leiterplatten. Halbleiterbänder, vergleichbar mit großen
Papierrollen in der Papierherstellung, reduzieren die Kosten in der Halbleiterproduktion und machen einen
schnellen und kontinuierlichen Produktionsablauf, vergleichbar mit Rotationsmaschinen in der Druckindustrie,
möglich.
Das Anwendungsfeld bezieht sich, durch eine Kostenreduzierung des Ausgangsmaterials, durch eine weitere
Kostenreduzierung in der Herstellung und durch eine Kostenreduzierung in der Montagetechnik von elektro
nischen Bauelementen auf nahezu alle Gebiete der Halbleitertechnologie. Die heutige Halbleiterfertigung
beruht auf Einzelscheiben- bzw. Batch-Prozessen, durch ein Halbeiterband kann diese von einer wesentlich
günstigeren Fließbandproduktion (Rotationsanlagen) mit kontinuierlichen Fertigungsablauf mit neuen Her
stellungsverfahren ersetzt werden. Vor allem die Herstellungskosten für einfache Bauelemente mit großen
Flächenbedarf (z. B. Solarzellen) werden damit erheblich reduziert. Gegenüber den herkömmlichen relativ
dicken Halbleiterscheiben (ca. 0,7 mm) ist die nutzbare Halbleiteroberfläche bei dünnen Folien (1 µm) um ein
Vielfaches größer bei gleichem Materialverbrauch. Dies reduziert in erheblichem Maße den Preis pro nutzbarer
Halbleiterfläche. Nicht nur bei Silizium sondern auch bei sehr teueren Halbleitern wie z. B. SiC und GaAs kann
dieses Verfahren eingesetzt werden und dadurch die Voraussetzung für die großtechnische Nutzung dieser
Halbleiter geschaffen werden.
Neue Anwendungen ergeben sich durch die Möglichkeit der direkten und beidseitigen Prozessierung des
Halbleiterbandes. Dies und die genau einstellbare Dicke des Halbleiterbandes im Mikrometer- und Sub-
Mikrometerbereich ermöglichen neuartige Bauelemente mit besseren Eigenschaften, z. B. schnellere Dünnfilm
transistoren, Mehrschicht- bzw. Dünnfilmsolarzellen mit höherem Wirkungsgrad, flexible bzw. rollbare
Bauelemente mit nahezu beliebiger Größe (aufrollbare Bildschirme, flexible mobile Geräte oder Bauelemente
auf Chipkarten), bessere Leistungsbauelemente wie z. B. Dünnfilm-IGBT's für den Spannungsbereich unter 600 V,
und neuartige Sensoren und integrierten elektronischen und mikromechanischen Komponenten.
Der Stand der Technik in der Halbleitertechnologie basiert auf der Prozessierung einzelner Halbleiterscheiben.
Dies ist einer der wesentlichen Punkte, weshalb die Halbleitertechnologie relativ teuer ist. Die Halbleitertechnik
ist deshalb im wesentlichen auf platzsparende Bauelemente mit integrierten Schaltkreisen begrenzt. Solar
zellen, flache Bildschirme und andere großflächige Bauelemente sind teuer und oft nicht wettbewerbsfähig mit
herkömmlichen Technologien. Weiterhin hat man auf Grund der relativ dicken (ca. 700 µm) Scheiben einen
hohen Halbleiterverbrauch und kann im wesentlichen nur Vorderseitenprozesse zur Herstellung von integrier
ten Schaltkreisen anwenden, was den Herstellungsprozeß einschränkt. In der Regel sind bei hochintegrierten
Schaltkreisen in der Mikroelektronik nur wenige Mikrometer Halbleitermaterial an der Scheibenoberfläche
elektrische aktiv, die restlichen 99-99,9% des Halbleitermaterials sind für die Funktion des Bauelements nicht
notwendig. Aufgrund des dicken Halbleitermaterials sind flexible Bauelemente nur mit aufwendigen Dünnungs
verfahren, bei dem die Halbleiterscheibe von der Rückseite abgeschliffen wird, herstellbar.
Stand der Technik ist die Herstellung von Halbleiterfolien durch Ionenimplantation. Diese Technik ist deshalb
als solches nicht mehr patentfähig, spezielle Prozeßkombinationen sind jedoch technisch sehr interessant und
patentfähig. Ein Beispiel ist das sogenannte "Smart-Cut" Verfahren, welches eine dünne Folie von einer
Ausgangscheibe mit Hilfe von Ionenimplantation abtrennt und gleichzeitig auf eine Trägerscheibe aufbondet
1,2. Das Smart-Cut Verfahren bringt Vorteile bei der Silicon on Insulator (SOI) Herstellung und bei der Ver
vielfältigung teuerer Halbleitermaterialien, wie z. B. SiC. Ein ähnlicher Prozeß wurde von der Firma Genesis
(USA) entwickelt. Die Firma Genesis verwendet ein neues Implantationsverfahren (Plasma Immersion Ion
Implantation PIII), bondet die Scheiben bei Raumtemperatur und trennt die Folie durch ein Hochdruckgebläse.
Die Smart-Cut Technik und vergleichbare Technologien benötigen Siliziumscheiben als Ausgangs- und
Trägermaterial und ermöglichen nicht die Herstellung eines Halbleiterbandes und die damit verbundene direkte
Prozessierung der Halbleiterfolie. Ebenfalls benötigen diese Verfahren nach der Implantation mehrere Prozeß
schritte (Bonden plus Temperatur oder Hochdruckgebläse). Die Folie ohne Trägermaterial ist nicht prozessier
bar. Smart-Cut und ähnliche Verfahren sind im wesentlichen nur für die SOI Technologie und für Schichttransfer
geeignet, nicht aber für eine neue Halbleitertechnologie, bei welcher die Halbleiterfolie direkt prozessiert wird.
Mit dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren kann erstmals mit Hilfe der Implantation eine Halbleiterfolienrolle
direkt aus einem Einkristall (Ingot) ohne Scheibenfertigung hergestellt werden, die weiterhin die direkte
Prozessierung (ohne Bonden auf einen Träger) der Folie auf einfache und kostengünstige Weise ermöglicht.
Die Nachteile gegenüber des Standes der Technik sind, dass viele Halbleiterfertigungsprozesse für den
kontinuierlichen Prozeßablauf neu entwickelt oder angepaßt werden müssen. Weiterhin ist die Folien
fließbandproduktion nur für die Massen- und nicht für Kleinserienherstellung geeignet.
Die mit der Erfindung gelösten Aufgaben sind, dass mit der Einführung eines Halbleiterbandes sich neue
Möglichkeiten in der Herstellung von Halbleiterbauelemente ergeben, die wiederum neue oder verbesserte
Produkte und kostengünstigere Produktionsverfahren ermöglichen. Die beidseitige Fließbandproduktion eines
Halbleiterbandes ist im Vergleich zur heutigen Scheibenfertigungsverfahren von Bauelementen ein wesentlich
leistungsfähigeres Produktionsverfahren und als Schlüsseltechnologie einsetzbar. Viele Bereiche wie die
Herstellung des Halbleitermaterials, die Zusammensetzung des Halbleitermaterials (mehrschichtiger Aufbau,
neues Material), die Produktionstechnologie der Bauelements, die Eigenschaften der Bauelemente (flexibel,
verbesserte elektrische und mechanische Eigenschaften), die Verbindungs- und Aufbautechnik und die
Herstellung und Eigenschaften der Endgeräte selbst werden rationalisiert bzw. in ihren Eigenschaften ver
bessert. Flexible Folienbauelemente ermöglichen z. B. Produkte wie einen aufrollbaren bzw. faltbaren Computer
mit integriertem Bildschirm und Tastatur oder als Kleidungsstück tragbare mobile elektronische Geräte.
Ein Vorteil gegenüber dem Stand der Technik ist, dass für bestimmte Herstellungsverfahren keine Scheiben
mehr aus dem runden Einkristall gesägt werden müssen. Durch Implantation kann direkt aus einem Einkristall
eine Folie bzw. Folienrollen und damit ein Halbleiterband hergestellt werden. Es ist keine Zerspannung
notwendig und die Oberflächenrauhigkeit der Folie ist wesentlich geringer im Vergleich zur gesägten Silizi
umscheibe, was die anschließende Oberflächenbehandlung vereinfacht. Die nutzbare Halbleiterfläche, die z. B.
in Form von ca. 700 µm dicken Siliziumscheiben bei einem zylindrischen Einkristall mit dem Durchmesser
von 200 mm und der Länge von 1000 mm ca. 30 m2 beträgt, ist um ca. 3 Größenordnungen auf 30000 m2 bei
einer Foliendicke von 1 µm und um 4 Größenordnungen auf 300000 m2 bei einer Foliendicke von 0,1 µm erhöht.
Dies reduziert in erheblichem Maße den Preis des Halbleitermaterials. Nicht nur bei Silizium sondern auch bei
Halbleitern wie z. B. SiC und GaAs kann dieses Verfahren eingesetzt und dadurch die Voraussetzung für die
großtechnische Nutzung dieser Halbleiter geschaffen werden. Halbleiter wie SiC und GaAs sind auf Grund
ihres hohen Preises in vielen Bereichen nicht wettbewerbsfähig gegenüber Silizium, obwohl die Eigenschaften
dieser Materialen für bestimmte Anwendungen denen von Silizium überlegen sind. Eine Vervielfachung der
nutzbaren Halbleiterfläche kann die Wettbewerbsnachteile gegenüber Silizium reduzieren, da dann die Kosten
für das Halbleiterausgangsmaterial gegenüber den Gesamtkosten der Bauelementeherstellung in den Hinter
grund treten.
Ein weiterer Vorteil gegenüber dem Stand der Technik ist die direkte Pozessierung des Halbleiterbandes ohne
die bisher notwendigen Trägermaterialen. Weiterhin kann das Halbleiterband von beiden Seiten im Fließband
verfahren prozessiert werden. Die heutige Halbleiterfertigung beruht auf Einzelscheiben- bzw. Batch-Prozessen
(Prozessierung von mehreren Scheiben gleichzeitig), durch ein Halbleiterband kann diese Einzelscheiben
produktion durch eine wesentlich günstigere Fließbandproduktion (Rotationsanlagen) mit kontinuierlichen
Fertigungsablauf und schnelleren Inline-Produktionsverfahren ersetzt werden. Alle wesentlichen Produktions
schritte in der Halbleitertechnologie wie Oxidieren, Beschichten, Implantieren, Belacken, Belichten, Entwickeln
und Ätzen lassen sich kontinuierlich und in Fließbandproduktion durchführen. Teilweise können Verfahren von
der Druck- und Folienindustrie übernommen werden. So bieten Rotationsanlagen die Möglichkeit, mehrere
Bänder mit großer Geschwindigkeit zusammen zu bonden, bzw. zu kleben, siehe Fig. 4. Dadurch sind
mehrere Vorteile erzielbar:
- - Herstellung von neuartigen heterogenen Halbleitern die aus mehreren unterschiedlichen Schichten zusammengesetzt sind (unterschiedliche Halbleiterschichten, Halbleiter- und Isolatorschichten oder eine Kombination aus Leiter-, Halbleiter- und Isolatorschichten).
- - Durch Zusammenfügen von verschiedenen dotierenden Halbleiterbänder können beliebige Dotierungs profile eingestellt werden.
- - Einfache Herstellung dreidimensionaler Schaltkreise durch Zusammenfügen von prozessierten Folien.
- - Die Dicke der Folien kann in weiten Grenzen (ca. 0.1-100 µm) variiert werden.
- - Es sind neue schnellere Metallisierungs- und Belackungstechniken möglich z. B. kann der Photolack oder die Metallisierung als photoempfindliche Schicht bzw. Metallfolie aufgebracht werden.
- - Einfache Herstellung von Folienbauelemente
- - Integrierte Schaltkreise auf einer Halbleiterfolie können auf eine moderne flexible Trägerfolie aufge schweißt bzw. beidseitig eingeschweißt werden (Anwendung z. B. bei der Chipkarte). Durch flexible Folien-Chiptechnologie kann die Chipmontage und Verdrahtung wesentlich vereinfacht werden. Große Teile der heutigen Chipmontage und anschließender Leiterplattenfertigung sind nicht mehr bzw. sehr viel einfacher möglich oder können zusammengefaßt werden.
Die direkte Prozessierung eines Halbleiterbandes ermöglicht weiterhin neue leistungsfähigere Bauelemente wie
die Herstellung von Dünnfilmbauelemente mit besseren elektrischen Eigenschaften z. B. Transistoren, Solar
zellen und Leistungsbauelemente oder die Herstellung von Dünnfilmbauelemente mit besseren mechanischen
Eigenschaften, z. B. rollbar bzw. flexibel. Beidseitige Prozessierung wie z. B. Strukturierung, Dotierung,
Metallisierung usw. ermöglicht kleinere (integrierte Schaltungen), schnellere (Transistoren) Bauelemente und
Bauelemente mit einem höherem Wirkungsgrad (Solarzellen) und höhere Sensibilität und Funktionalität
(Sensoren, Mikromechanik). Auch ist die Größe der Bauelemente nicht mehr vom Durchmesser der Halbleiter
scheibe abhängig. Dies bringt vor allem Vorteile bei der Herstellung von großflächigen Bauelementen wie z. B.
Solarzellen oder flache Bildschirme.
Vorteile gegenüber dem Stand der Technik ergeben sich außer in dem erwähnten Front-End-Bereich auch in der
Montagetechnik (Back-End-Bereich) von Bauelementen und in Fertigung von Endgeräten. Der Back-End-Bereich
und die Fertigung von Leiterplatten ist ein wesentlicher Kostenfaktor bei der Herstellung von elektronischen
Baugruppen und übersteigt in vielen Fällen die Halbleiterproduktionskosten. Der Back-End-Bereich beinhaltet in
der Regel, dass nach der Chipfertigung auf der Siliziumscheibe (Front-End-Bereich) die Bauelemente getestet
und die Scheiben zersägt werden, danach werden die Chips gebondet, verdrahtet und verkapselt. Nach der
Bauelementefertigung folgt die Leiterplattenfertigung, die ebenfalls eine Reihe von Produktionsschritten
beinhaltet (Strukturierung, Bestückung, Verlötung). Die Folienfließbandproduktion für Halbleiter ergänzt sich in
idealer Weise mit der modernen und flexiblen Folienleiterplattenfertigung. Viele Prozeßschritte wie Zersägen,
Bonden, Verdrahten, Verkapseln, Bestücken und Verlöten sind wesentlich einfacher und zum Teil gar nicht oder
im geringerem Umfang notwendig. Da keine Flächenbegrenzung wie bei der Scheibenfertigung vorliegt und
das Halbleiterband kostengünstiger herstellbar ist, kann das Bauelement selbst flächenmäßig so vergrößert
werden, dass es mit entsprechenden Metallisierungs- und Isolatorebenen zusätzlich als flexible Leiterplatte
verwendet werden kann. Dies bedeutet, das Front-End, Back-End und Leiterplattenfertiung zusammengefaßt
werden können, was eine enorme Vereinfachung und Miniaturisierung von elektronischen Geräten ermöglicht.
Das Hauptbauelement beinhaltet bereits die Leiterplatte und kann mit zusätzlichen Bauelementen bestückt
werden. Auch lassen sich Folienbauelemente schnell und einfach auf herkömmliche Leiterplatten oder auf
moderne Folienleiterplatten schweißen.
Durch flexible Bauelemente können neue Produkte wie z. B. zusammenrollbare bzw. flexible und faltbare
Geräte für den mobilen Bereich entwickelt werden, die direkt am Menschen getragen werden können.
Auflistung und kurze Beschreibung der Bilder
Fig. 1 Herstellung eines Halbleiterbandes direkt vom zylindrischen Einkristall mit Hilfe der Implantation
Fig. 2 Herstellung eines Halbleiterbandes direkt vom quaderförmigen Einkristall
Fig. 3 Oberflächenbehandlung
Fig. 4 Zusammenfügen (Bonden, Schweißen, Kleben) von Folien
Fig. 5 Fließbandproduktion mit Beid-, Vorder- und Rückseitenprozesse
Fig. 6 Teilfertiungsstraße mit der Prozeßabfolge, Belackung, Trocknung, Belichtung, Entwicklung, Aushär
tung
Die Grundzüge des Lösungsweges zur Herstellung eines Halbleiterbandes sind in Fig. 1 dargestellt. Mit Hilfe der
Implantation von z. B. Wasserstoff oder Helium lassen sich Blasen (10) im Halbleiter erzeugen, die zur
Abtrennung einer dünnen Oberflächenschicht genutzt werden. Nach der Ionenimplantation kann von einem
Einkristall eine Folie (1), mechanisch abgezogen werden. Vorteile bei der Herstellung des Halbleiterbandes
bringt ein zylindrischer Einkristall (2), wie er zur Scheibenfertigung verwendet wird, welcher nach dem
Ziehverfahren rundgeschliffen und poliert wird. Ein Nachteil ist, dass die Kristallorientierung des Halbleiterban
des sich mit den Umfang des Einkristalls ändert. Das Halbleiterband ist zwar einkristallin jedoch ändert sich die
Kristallorientierung in Längsrichtung. Dieses Problem kann mit dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren vermieden
werden. Hierbei dient ein quaderförmiger Einkristall (18) als Ausgangsmaterial. Der Quader wird in Längs
richtung implantiert und danach die Folie (1) abgezogen. Dabei wird der Quader Schicht für Schicht abgetragen.
Die Länge des Halbleiterbandes entspricht somit der Länge des Quaders. Um eine ausreichende Länge für eine
kontinuierliche Bauelementeproduktion zu erhalten, müssen deshalb die Enden der Halbleiterbänder zu
sammengebondet werden. Für viele großflächige Anwendungen reicht jedoch die Kristallstruktur des ersten
Verfahrens aus. Sind für kritische Bauelemente Bereiche mit einheitlicher Kistallorientierung notwendig können
diese durch das in Fig. 4 dargestellte Bondverfahren hergestellt werden. Hierbei können verschiedene Halbleit
erfolien aufeinandergebondet werden. Eine Möglichkeit stellt das Zusammenbringen von Halbleitfolien,
hergestellt nach dem oben beschrieben Abtrennverfahren dar. Ist eine der beiden Folien oxidiert, kann zudem
ein SOI Band mit dielektrische Trennung der beiden Folien erzeugt werden. Sind nur kleine Bereiche mit
einheitlicher Kirstallorientierung notwendig, so können Siliziumfolien von herkömmliche Siliziumscheiben
abgetrennt und zum Aufbonden auf das nach Verfahren 1 hergestellte Halbleiterband verwendet werden. Fig.
3 zeigt eine Möglichkeit die Oberfläche nach dem Abtrennverfahren zu polieren.
Das kontinuierliche Bondverfahren zweier oder mehrerer Halbleiterfolienbänder mittels Anpressrollen nach Fig.
4a, hat gegenüber herkömmlichen Bondverfahren den wesentlichen Unterschied, dass sich eine Bondfront
ausbildet, die in Rollrichtung verläuft. Die Bondgeschwindigkeit ist damit genau kontrollierbar. Weiterhin
besteht die Möglichkeit durch die Anpressrollen (21) den Druck während des Bondvorganges einzustellen. Die
Bondtemperatur ist ebenfalls durch die Temperaturregelung der Anpressrollen und zusätzlich durch Lampenhei
zer einstellbar. Die zu bondenden Oberflächen können unmittelbar vor dem Bondvorgang optimal konditio
niert werden. Zusammenfassend bedeutet dies, dass die wesentlichen Bondparameter wie Geschwindigkeit,
Anpreßdruck, Temperatur und Konditionierung der Oberfläche genau einstellbar sind.
Durch das Abtrennverfahren nach Fig. 1 und 2 entsteht ein neues Produkt, das Halbleiterband, welches die
Voraussetzung für eine kontinuierliche Produktion von Bauelementen darstellt und zusätzlich neue technologi
sche Möglichkeiten und Verfahren, die im folgenden noch näher beschrieben werden, ermöglicht. Ein neues
Verfahren ist das kontinuierliche Bondverfahren, mit dem das Halbleiterband durch einen mehrschichtigen
Aufbau ergänzt und für jeweilige Anwendung optimiert werden kann. Fig. 5 zeigt schematisch verschiedene
Möglichkeiten des Produktionsablaufes elektronischer Bauelemente.
Im folgenden Text wird anhand konkreter Beispiele die Erfindung näher beschrieben. Die Erfindung beinhaltet
ein Produkt, das Halbleiterband, die Herstellungsverfahren dieses Produktes und neue Produktionsverfahren die
durch dieses Produkt ermöglicht werden.
Zur Herstellung eines Halbleiterbandes (1) aus einem zylindrischen Einkristall (2) ist die Implantation einer
relativ hohen Dosis von Wasserstoff im Bereich von 1.1016 cm-2 bis 1.1017 cm-2 nötig, um eine Blasenbildung (10)
im Silizium (2) zu erreichen. Die Blasenbildung ermöglicht das mechanische Abziehen (11) der Halbleiterfolie.
Durch dieses kontinuierliche Abtrennverfahren entsteht ein Halbleiterband (1). Für die Herstellung des Halblei
terbandes wird im wesentlichen ein geeignetes Implantationsverfahren benötigt und eine Abziehe und
Aufwickeleinrichtung (9), mit welcher das Halbleiterband vom Einkristall kontinuierlich abgezogen und auf eine
Rolle (8) aufgewickelt wird. Als Implantationsverfahren eignet sich in besonderer Weise Bandstrahl-(Ribbon
beam), Multibandstrahl- und PIII-Verfahren. Diese Verfahren haben gegenüber der konventionellen Ionen
implantation den Vorteil, dass sie keine Strahlrasterung benötigen und zusätzlich einen hohen Ionenstrom
aufweisen. Fig. 1 zeigt einen Einkristall (2), eine Multibandstrahlimplantationsanlage (4), das abgezogene
Halbleiterband (1) und die aufgewickelte Halbleiterfolienrolle (8). Die dargestellte Multibandstrahlimplantations
anlage kann dem Ausgangsmaterial angepaßt werden, vergleiche Fig. 1 und Fig. 2. Sie ermöglicht weiterhin
einen sehr hohen Ionenstrom bei gleichzeitig relativ geringer lokaler Ionenstromdichte, kann gezielte Bereiche
bestrahlen und ist einfach aufgebaut. Eine Multibandstrahlanlage ist deshalb für diesen Einsatz optimal
geeignet. Prinzipiell sind jedoch auch herkömmliche Implantationsverfahren einsetzbar.
Die wesentlichen Bestandteile der Mulitbandstrahlanlage sind die dem Probenmaterial angepaßte Anode (12),
Kathode (16) und das Extraktionsgitter (6). Durch Einlass von Wasserstoff in den von Anode, Kathode und
Seitenwand (15) begrenzten Plasmaraum und durch Anlegen einer Hochfrequenz an das Kathodengitter (17)
entsteht ein Wasserstoffplasma. Mit Hilfe des Extraktionsgitters (6) werden Wasserstoffionen aus dem Plasma
extrahiert und als Ionenstrahl (7) in Richtung des Einkristalls beschleunigt. Die Extraktions- und Beschleuni
gungsspannung wird zwischen dem Kathoden- und Extraktionsgitter angelegt. Eine zusätzliche Nachbeschleu
nigung ist durch anlegen einer zweiten Spannung zwischen Extraktionsgitter und Einkristall möglich. Mittels der
Extraktions- und Beschleunigungsspannung wird die Energie und somit die Eindringtiefe der Wasserstoffionen
in dem Einkristall eingestellt. Die Eindringtiefe bestimmt Tiefe der Blasenbildung und somit die Dicke des
Halbleiterbandes. Das Kathoden- und Extraktionsgitter ist aus Schlitzen und Stegen zusammengesetzt. Durch
die Schlitzextraktion entsteht ein Bandstrahl, wobei die Anzahl der Schlitze gleich der Anzahl der Bandstrahlen
ist. Die Breite des Bandstrahl wird der Länge des Einkristalls angepaßt und bestimmt somit die Breite des
Halbleiterbandes.
Um einen hohen Durchsatz bzw. ein schnelles mechanisches Abziehen des Folienbandes vom Einkristalls zu
erreichen, ist eine leistungsstarke Implantationsanlage notwendig.
Bei einer Abziehgeschwindigkeit von einem Meter pro Minute, einer Bandbreite von 1 m (Länge des Einkristalls)
und einer Abtrenndosis von 5.1016 cm-2, benötigt man einen Ionenstrom von 1,33 A. Konventionelle Im
plantationsanlagen mit einer so hohen Ionenstromstärke sind schwierig zu realisieren. Mulitbandstrahl- bzw.
Pill-Anlagen können diese Stromstärken relativ einfach erreichen, müssen jedoch für hohe Energien optimiert
werden, die bei der Herstellung von relativ dicken Folien von 1 µm notwendig sind. Dünne Folien von 0,2 µm
(für bestimmte Anwendungen ausreichend) sind jedoch schon mit heutigen Anlagen herstellbar. Für eine
Foliendicke von 1 µm ist eine Protonenenergie von 130 keV für eine Foliendicke von 0,2 µm eine Protonen
energie von 20 keV notwendig.
Ebenfalls zu berücksichtigen ist der hohe Leistungseintrag und damit die Erwärmung des Einkristalls. Bei dem
erwähnten Beispiel beträgt der Leistungseintrag bei der Herstellung eines 1 µm Halbleiterbandes 173 kW und bei
0,2 µm 26.6 kW. Diese hohe Leistungen erfordern eine Kühlung des Einkristalls. Eine Möglichkeit ist die direkte
Wasserkühlung, durch eine Bohrung in der Mitte des Einkristalls (3).
In Fig. 2 wird das Abtrennverfahren das in Fig. 1 an einen zylindrischen Einkristall erklärt wurde, an einem
quaderförmigen Einkristall angewandt.
Nach dem Abtrennverfahren ist es in der Regel notwendig die Oberfläche des Siliziumbandes zu verbessern da
durch die Ionenimplantation bzw. durch das Abtrennen diese aufgerauht ist. Dies kann zum Beispiel durch
Polieren von Vorder- (35) und Rückseite (36) geschehen wie in Fig. 3. dargestellt. Zusätzlich ist eine thermische
Behandlung des Halbleiterbandes zur Ausheilung der kristallinen Schäden durch die Ionenimplantation notwen
dig. Prinzipiell ist es auch möglich, diese Prozeßschritte gleich bei der Herstellung des Siliziumbandes durch
zuführen, also bei den in Fig. 1 gezeigten Schritten das Polieren und Ausheilen hinzuzufügen.
Das kontinuierliche Abtrennverfahren ermöglicht ein neues Produkt, das Halbleiterband. Dies wiederum ist die
Basis für neue Halbleiterfertigungsverfahren, wie z. B. eine Halbleiterfließbandproduktion von Bauelementen
und neue technologische Möglichkeiten wie das kontinuierliche Bondverfahren, dass im folgenden beschrieben
wird.
In Fig. 4 ist das kontinuierliche Bondverfahren dargestellt. Hierbei handelt es sich um das Zusammenschweißen
von Halbleiterbändern durch Anpressen der Oberflächen und thermischer Behandlung. Nach dem Abrollen der
Folienbänder (1) werden die zu bondenden Oberflächen direkt vor dem Bonden vorkonditioniert (20). Dabei
wird z. B. die Oberfläche gereinigt von Partikel und Fremdatomen und die Oberflächenverbindungen werden
optimal auf den nachfolgenden Bondprozeß eingestellt. Mittels zweier Pressrollen (21) werden die zu
bondenen Oberflächen mit einen definierten Druck zusammengepreßt und damit kaltverschweißt (gebondet).
Durch eine thermische Nachbehandlung (22) wird der Bondvorgang verbessert und eventuelle Kristallschäden
ausgeheilt. Die zusammengeschweißte Folie wird danach aufgerollt. Mit diesem Bondverfahren sind einige
Vorteile gegenüber den herkömmlichen Scheibenbondverfahren erzielbar. Es ermöglicht ein kontinuierliches
und blasenfreies Bonden von Bändern. Mit Hilfe der beiden Pressrollen kann ein definierter und sehr hoher
Druck auf die Bondflächen ausgeübt werden. Weiterhin schreitet die Bondfront definiert in eine Richtung
(Rollrichtung) mit einstellbarer Geschwindigkeit und läßt somit keine größeren Lufteinschlüsse zu. Ebenfalls
kann die Oberfläche unmittelbar vor dem Bondvorgang konditioniert werden. Es können z. B. Partikel entfernt
und die Bondoberfläche chemisch so vorbereitet werden, dass ein fester Bondvorgang ermöglicht wird. Die
weiteren Vorteile dieses Bondverfahrens sind, dass ein gleichzeitiges Bonden von mehreren Folien möglich ist
und dass mehrere Halbleiterfolien unterschiedlicher Art und Dicke zusammengebondet werden können. So
können z. B. abrupte Dotierungspofile beliebiger Art, die bisher nur durch teure epitaktische Verfahren möglich
waren, hergestellt werden. Auch können durch Bonden verschiedener Halbleitermaterialien neuartige heteroge
ne Halbleiter hergestellt werden. Das Zusammenbringen von Halbleiterfolien mit Isolationsfolien oder
Metallfolien zu einem Mehrschichtsystem durch das kontinuierliche Bondverfahren, ist eine weitere Möglichkeit
die Halbleiterfertigung zu vereinfachen. Sehr gut eignet sich dieses Bondverfahren zur Herstellung von SOI
(Silicon On Insulator). Das bisher sehr teure SOI-Material kann durch Bonden eines Siliziumbandes mit einem
oxidierten Siliziumband oder einem anderen geeigneten Isolatorband, einfach und kostengünstig hergestellt
werden. Es können z. B. einkristalline Halbleiter-, Nichtleiter-, und Leiterschichten in beliebiger Reihenfolge
zusammengebracht werden und dadurch Materialien mit neuen Eigenschaften und technischen Möglichkeiten
hergestellt werden.
Durch Modifikation des Bondverfahrens wie es Bild 3b dargestellt, kann die einkristalline Halbleiterbandfolie
auf Trägerplatten (25) beliebiger Art und Größe gebondet werden. Das Bonden eines Halbleiterbandes auf eine
Trägerplatte erfordert nur eine Druckrolle (21). Die Bondkraft der Druckrolle wirkt auf die Trägerplatte die
deshalb eine stabile Unterlage (26) benötigt, die sich linear in Rollrichtung bewegt. Der Bondablauf findet in
gleicher Weise statt wie in Fig. 3a und mit den gleichen Vorteilen.
Die Dicke des Halbleiterbandes und somit auch der fertigen Bauelemente ist durch 3 Prozesse einstellbar.
- 1. Mit Hilfe der Ionenenergie z. B. von Wasserstoff. Die Ionenenergie bestimmt die Tiefe der Blasen und damit die Schichtdicke der abgetrennten Folie. Aus technischen und praktischen Gründen sind Im plantationsenergien weit über 130 keV nicht sinnvoll. Dies Bedeutet das die abgetrennte Schicht eine Dicke von 1 µm nicht wesentlich überschreiten wird.
- 2. Durch das Zusammenbonden von mehreren Halbleiterbändern, läßt sich die Dicke beliebig erhöhen. Eine Grenze stellt die Flexibilität des resultierenden Halbleiterbandes (24) dar. Steigt die Dicke über ein bestimmtes Maß, können aufgrund von Materialspannungen keine kleine Rollradien (23) mehr realisiert werden, was wiederum die Handhabung erschwert. Die technische sinnvolle Grenze dürfte deshalb bei ca. 100 µm liegen.
- 3. Durch Epitaxieverfahren. Hierbei wir Silizium aus der Gasphase kontrolliert abgeschieden, so dass eine kristalline Schicht auf dem Siliziumband aufwächst. Mit diesem Verfahren läßt sich die Dicke des Halbleiterfolienbandes ebenfalls in weiten Bereichen einstellen.
Die angegebene Grenze von 100 µm bei den Verfahren 2 und 3 ist nur dann zutreffend wenn das resultierende
Halbleiterband im Rollverfahren weiterverarbeitet wird, da hier gewisse Anforderungen an die Flexibilität
gestellt werden. Ebenfalls interessant ist jedoch die Weiterverarbeitung in Platten. Hierbei wird durch die
Verfahren 2 bzw. 3 die gewünschte Dicke eingestellt. Das resultierende Halbleiterband wir danach in Platten
gesägt. Auf diese Weise können Platten hergestellt werden, die eine weit größere Fläche aufweisen als das
aus dem Einkristall gesägte Scheibenmaterial. Bisheriger Stand der Technik bei Silizium sind Scheiben mit
einem Durchmesser von 300 mm. Mit den beschriebenen Verfahren sind Platten mit mehreren Metern Seiten
länge möglich, wobei die Flächenform beliebig ist. Am einfachsten lassen sich aus einem Halbleiterband
Quadrate und Rechtecke sägen. Die Breite des Bandes definiert die maximale Seitenlänge einer quadratischen
Platte bzw. die Breite einer rechteckigen Platte (die Länge ist nicht begrenzt). Dies bedeutet, dass einkristalline
Halbleiterplatten mit einer Fläche von mehreren Quadratmetern hergestellt werden können. Eine ideale
Anwendung solcher Platten ist die Solarzelle.
Neben dem kontinuierlichen Bondverfahren eröffnet das Halbleiterband weitere interessante Produktions
möglichkeiten. So können zeitlich aufeinander abstimmbare Prozesse in einer Fließbandproduktion, wie in Fig.
5 schematisch dargestellt ist, am wirtschaftlichsten und schnell abgearbeitet werden. Da das Fließband bzw.
Halbleiterband selbst prozessiert wird, sind die mechanisch bewegten Teile minimal. Fig. 5 zeigt die prinzipiel
le Vorgehensweise. Zunächst wird das Band abgerollt (8) danach folgen die Prozesse. Neben der Wirt
schaftlichkeit dieses Produktionsverfahrens ist ein weiterer Vorteil die beidseitige Prozessierbarkeit. Das
Halbleiterband kann auf beiden Seiten gleichzeitig (27), auf der Vorderseite (28) und auf der Rückseite (29)
prozessiert werden.
In der Halbleitertechnolgie ist eine häufig wiederholende Sequenz von Prozessen die Maskierung bzw.
Strukturierung von Siliziumscheiben und anschließende Prozessierung. Hierzu werden die einzelnen Silizi
umscheiben mit einem photoempfindlichem Lack, welcher aufgeschleudert wird, bedeckt. Danach wird der
Lack belichtet und entwickelt und für den nachfolgenden Prozeß vorbereitet, in dem er entsprechend ausge
heizt wird. Nachfolgende Prozesse sind z. B. das Ätzen von Schicht, das Dotieren z. B. mittels Ionenimplantati
on und das Abscheiden von Schichten. Danach wird der Lack entfernt und die Siliziumscheibe falls nötig
ausgeheilt bzw. durch andere Prozeßschritte behandelt. Ist diese Sequenz von Prozessen durchlaufen folgt in
der Regel die nächste Maskierung. Die Komplexität eines Halbleiterfertigungsprozesses wir nach der Anzahl
der Maskierungen (Lackaufbringung und Strukturierung) bewertet. In der Mikroelektronik ist die Anzahl der
Maskierungen meistens über 10 und die Anzahl der Einzelprozesse meist über 100.
Die beschriebene Prozeßsequenz der Lackaufbringung und Strukturierung kann mit dem Fließbandverfahren
abgearbeitet werden. In Fig. 6 ist eine solche Teilfertigungsstraße der häufig wiederholenden Abfolge von
Prozessen dargestellt. Nach dem Abwickeln der Folienrolle (8) wird ein photoempfindlicher Lack als Flüssigkeit
aufgesprüht (30), getrocknet (31), belichtet (32), entwickelt (33) und ausgeheizt (34).
Prinzipiell kann das Halbleiterband auch direkt nach der Abtrennung vom Einkristall in einer Fertigungsstraße
weiter prozessiert werden ohne das eine Folienrolle gewickelt werden muß. Denkbar ist eine Fertigungsstraße,
die von der Herstellung des Halbleiterbandes ausgeht bis hin zur Montage des fertigen Bauelements. Hierzu
müßten jedoch alle Halbleiterfertigungsprozesse zeitlich aufeinander abgestimmt werden. Dies und Zuverlässigkeitsaspekte
einzelner Prozesse lassen eine komplette Fertigungsstraße nur für sehr einfache
Bauelemente mit wenigen Prozeßschritten sinnvoll erscheinen (z. B. Solarzelle). Praktikabler und flexibler sind
Teilfertigungsstraßen in denen gut aufeinander abstimmbare Prozesse zusammengefaßt werden.
Eine Fließbandfertigung hat neben dem schnelleren Fertigungsverlauf auch prozeßtechnische Vorteile. Der in
Fig. 6 dargestellte Fertigungsverlauf kann durch neue Prozeßschritte vereinfacht bzw. verbessert werden. So
kann das Aufsprühen und Trocknen des Lackes z. B. durch das Aufbringen einer photoempfindlichen Lackfolie
mittels kontinuierlichen Bandverfahren ersetzt werden. Auch vorstellbar sind die Übernahme gewisser
Prozeßverfahren von der Druckindustrie zu übernehmen. Vor allem bei großen Strukturen, wie in der Leistungs
elektronik, Sensorik und bei Solarzellen, ist ein Strukturieren bzw. Maskieren durch Druckrotationsverfahren
möglich.
Zusätzliche Freiheitsgrade im Schaltungsentwurf ermöglicht die beidseitig Prozessierung des Halbleiterfolien
bandes wie im Fig. 5 dargestellt. Vorder- und Rückseite sind gleichwertig prozessierbar mit direktem Zugriff auf
die aktiven Gebiete der Bauelemente auch bei sehr kleinen bzw. dünnen Gebieten im Mikrometer- und
Submikrometerbereich. Die herkömmliche Halbleitertechnologie basiert auf der Prozessierung der Vorderseite.
In der Mikroelektronik beschränkt sich die Prozessierung der Rückseite auf die Herstellung eines Rückseiten
kontaktes. Eine Prozessierung aktiver Gebiete oder eine Verdrahtungsebene ist auf der Rückseite nicht möglich,
da das eigentliche Bauelement nur bis zu wenigen Mikrometern dick ist, die Siliziumscheibe selbst aber einige
hundert Mikrometer aufweist. Siliziumscheiben mit einem Durchmesser von 200 mm weisen eine Dicke von ca.
700 µm auf. Dies schließt eine Zugänglichkeit zum aktiven Gebiet und damit die Prozessierung von der
Scheibenrückseite aus. In der Leistungselektronik sind die Bauelemente größer und die aktiven Gebiete breiter
und dicker. Hochspannungsbauelemente nutzen teilweise die ganze Scheibendicke, hier kann von einer
begrenzten beidseitigen Prozessierung gesprochen werden. Hierbei handelt es sich jedoch um Einzelbau
elemente. Eine gleichwertige Pozessierung von Vorder- und Rückseite mit beidseitiger Strukturierung, gleich
zeitiger Pozessierung und beidseitiger Verdrahtungsebene bei integrierten Schaltungen war bisher in der
Halbleitertechnologie nicht möglich. Dies ist nur dann möglich, wenn die Dicke des Halbleiters annähernd der
Dicke des aktiven Bereiches eines Bauelements entspricht. Halbleiterfolienbänder sind mit einer Dicke von
unter 0,1 µm herstellbar und können eine Dicke von bis über 100 µm aufweisen. Damit können über 90% aller
Bauelementdicken, von hoch und höchst integrierten Schaltungen bis zu Leistungsbauelemente, abgedeckt
werden. Ein beidseitig prozessierbares Halbleiterband ermöglicht durch die höheren Freiheitsgrade im Schal
tungsentwurf, durch eine höhere Integrationsdichte, durch eine Anpassung der Foliendicke an die Dicke des
Bauelementes und durch eine bessere Zugänglichkeit der aktiven Gebiete eine Reihe von neuartigen und
leistungsfähigeren Bauelementen.
Beispiele sind flexible Bauelemente (Chips mit integrierten Schaltungen), Solarzellen mit höheren Wirkungsgrad,
Dünnfilmtransistoren mit Volumeninversion, Leistungsbauelemente mit niedrigen Durchgangswiderständen.
Weiterhin lassen sich durch Übereinanderlegen von Bauelementen dreidimensionale Schaltkreise realisieren.
Auch können Folienbauelemente direkt auf eine flexible Leiterplatte aufgerollt werden oder die Funktion einer
Leiterplatte übernehmen und somit flexible Geräte z. B. für die mobile Elektronik hergestellt werden. Elektronische
Geräte, die sich in ihrer Bedienbarkeit, Anwendung und Form den Menschen anpassen und als
Kleidungsstück getragen bzw. in die Kleidung integriert werden können, stellen eine technische Revolution mit
großem Anwendungspotential dar.
Claims (22)
1. Direktprozessierbaren Halbleiterfolie geeignet für Fließbandproduktionsverfahren von Halbleiterbau
elemente, dadurch gekennzeichnet,
dass die Folie die Form eines Bandes hat;
dass sie als Halbleiterband direkt vom Halbleiterausgangsmaterial (in der Halbleitertechnik Einkristall oder Ingot) hergestellt wird, ohne dass eine Halbleiterscheibenfertigung erforderlich ist:
dass das Abziehen des Halbleiterbandes mechanisch direkt nach der Ionenimplantation erfolgt. Die notwendigen Prozeßschritte sind Ionenimplantation von Elementen wie z. B. Wasserstoff zur Blasen bildung im Halbleiter in einer definierten Tiefe und Abtrennen der oberen Schicht durch mechanisches Abziehen des Bandes.
Halbleiterband dadurch gekennzeichnet dass der Herstellungsprozeß kontinuierlich in einer Abziehein richtung durchgeführt wird und das Band zu einer Rolle aufgewickelt wird, welche sich zu kontinuierlicher Fließbandproduktionsverfahren von elektronischen Bauelementen geignet.
Halbleiterband dadurch gekennzeichnet,
dass die direkte Herstellung von elektronischen Bauelementen auf einen Halbleiterband ohne Trägermate rial möglich ist,
dass neue Produktionsverfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Strukturen ermöglicht,
dass neue Produktionsverfahren zur Herstellung von elektronischen Bauelementen möglich sind und
dass neue flexible Bauelemente ermöglicht, mit besseren elektrischen und mechanischen Eigenschaften.
dass die Folie die Form eines Bandes hat;
dass sie als Halbleiterband direkt vom Halbleiterausgangsmaterial (in der Halbleitertechnik Einkristall oder Ingot) hergestellt wird, ohne dass eine Halbleiterscheibenfertigung erforderlich ist:
dass das Abziehen des Halbleiterbandes mechanisch direkt nach der Ionenimplantation erfolgt. Die notwendigen Prozeßschritte sind Ionenimplantation von Elementen wie z. B. Wasserstoff zur Blasen bildung im Halbleiter in einer definierten Tiefe und Abtrennen der oberen Schicht durch mechanisches Abziehen des Bandes.
Halbleiterband dadurch gekennzeichnet dass der Herstellungsprozeß kontinuierlich in einer Abziehein richtung durchgeführt wird und das Band zu einer Rolle aufgewickelt wird, welche sich zu kontinuierlicher Fließbandproduktionsverfahren von elektronischen Bauelementen geignet.
Halbleiterband dadurch gekennzeichnet,
dass die direkte Herstellung von elektronischen Bauelementen auf einen Halbleiterband ohne Trägermate rial möglich ist,
dass neue Produktionsverfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Strukturen ermöglicht,
dass neue Produktionsverfahren zur Herstellung von elektronischen Bauelementen möglich sind und
dass neue flexible Bauelemente ermöglicht, mit besseren elektrischen und mechanischen Eigenschaften.
2. Halbleiterband nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
dass die Ionenimplantation kontinuierlich im Inline-Verfahren (Fließbandverfahren) erfolgt. Die
Implantationsanlage (Inline-Implanter) benötigt keine mechanisch aufwendige Batch- oder Serielle-
Endstation und kompliziertes Scheibenhandlingverfahren durch Roboter.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet,
dass das Plasma (5) zur Erzeugung der Ionen dem Einkristall bzw. der Probe in Länge und Topographie
angepaßt ist,
dass der Ionenimplantationsprozeß in einem kontinuierlichen Fließbandprozeß erfolgt.
4. Verfahren zur Herstellung des Erzeugnisses in Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
dass das Abziehen des Halbleiterbandes kontinuierliche und mechanische erfolgt
5. Verfahren zur Anwendung des Erzeugnisses in Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
dass ein Bonden durch Aufeinandpressen bzw. Aufeinanderrollen von Halbleiterbändern untereinander
bzw. Halbleiterbändern und Platten ermöglicht wird.
6. Bondverfahren nach Anspruch 5 gekennzeichnet durch
einen blasenfreien kontinuierlichen Bondenprozeß von Folien bei dem folgende Bondparameter einstellbar
sind:
- - Anpreßdruck, durch das Aufeinanderrollen der Bänder kann ein definierter und sehr hoher Druck auf die Bondflächen ausgeübt werden.
- - Bondfront, definiert in eine Richtung fortschreitendente Bondfront mit einstellbarer Bond geschwindigkeit
- - Bondtemperatur
- - Oberflächenbeschaffenheit der zu bondenden Oberflächen. Die Oberfläche kann unmittelbar vor dem Bondvorgang behandelt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6 dadurch gekennzeichnet,
dass ein gleichzeitiges Bonden von mehreren Folien möglich ist.
8. Verfahren nach Anspruch 5-7 dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere Halbleiterfolien unterschiedlicher Art und Dicke gleichzeitig zusammengebondet werden
können.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 5-8 dadurch gekennzeichnet,
dass Prozeßfolien wie z. B. Halbleiter-, Metall-, und Kunststofffolien nach dem in Fig. 4 gezeigten
Verfahren ohne Blasenbildung zusammengebracht und dadurch Materialien mit neuen Eigenschaften und
technischen Möglichkeiten hergestellt werden können.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 5-9 dadurch gekennzeichnet,
dass Halbleiterbänder mit oder ohne mehrschichtigen Aufbau auf geeignete Trägerplatten beliebiger Art
und Größe gebondet werden können.
11. Verfahren nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet,
dass das Bonden von teil- oder vollprozessierten Folien auf Trägerplatten ermöglicht wird. Dadurch
müssen Trägerplatten keine hohen Prozeßtemperaturen mehr standhalten. Anstatt Glas, Quarzglas oder
Keramik kann z. B. Kunststoff als Träger verwendet werden.
12. Halbleiterband nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
dass die Dicke des Halbleiterbandes durch Bonden mehrerer Bänder oder durch Epitaxi-Verfahren einge
stellt werden kann.
13. Halbleiterband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 4-9, 11, 12 dadurch gekennzeichnet,
dass Platten durch Sägen bzw. Schneiden (z. B. mit Laser) des Halbleiterband, nach Einstellung der
gewünschten Dicke, herstellbar sind.
14. Verfahren zur Herstellung von einkristallinen Halbleiterplatten nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet
dass die Platten in nahezu beliebiger Form (quadratisch, rechteckig, rund) und Größe herstellbar sind.
Aufgrund der begrenzten Breite des Halbleiterbandes, technisch sinnvoll sind maximal 1 m-2 m, sind die
Platten in ihrer Breite auf dieses Maß begrenzt.
15. Fließbandproduktionsverfahren von Halbleiterbauelementen mittels eines Halbleiterbandes nach Anspruch
1 in dem das Band selbst prozessiert wird.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 4-9 und 12 dadurch gekennzeichnet,
dass das Halbleiterband beidseitig Prozessierbar ist mit direktem Zugriff auf die aktiven Gebiete der
Bauelemente, auch bei sehr kleinen bzw dünnen Gebieten im Mikrometer- und Submikrometerbereich.
17. Halbleiterband nach Anspruch 1, 4-9, 12, 15 und 16 dadurch gekennzeichnet,
dass die Herstellung von Folienbauelementen erlaubt mit beliebigen lateralen Abmessungen und genau
einstellbarer Dicke ohne das ein Dünnungsverfahren erforderlich ist.
18. Folienbauelemente nach Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet,
dass neuartige Bauelemente mit besseren elektrischen Eigenschaften hergestellt werden können.
19. Folienbauelemente nach Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet,
dass das Übereinanderlegen von Bauelementen zu dreidimensionalen Schaltkreisen ermöglicht.
20. Folienbauelemente nach Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet,
dass die flexiblen Bauelemente direkt auf Träger unterschiedlicher Form, Flexibilität und Topographie
aufgebracht werden können.
21. Folienbauelement nach Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet,
dass das Bauelement selbst neben den üblichen Funktionen von elektronischen Bauelementen wie
Speicher, Prozessor, Logik usw. zusätzlich als flexible Leiterplatte mit entsprechenden Verdrahtungs
ebenen ausgelegt und mit weiteren Bauelementen bestückt werden kann.
22. Folienbauelement mit Leiterplattenfunktion nach Anspruch 21 dadurch gekennzeichnet,
dass der Front-End-Bereich, der Back-End-Bereich der Bauelementeherstellung und die Leiterplatten
fertigung zusammengefasst wird und mit zum Teil gleichen Verfahren durchgeführt und somit wesentlich
vereinfacht wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10107405A DE10107405A1 (de) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | Direktprozessierbare Halbleiterfolie |
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DE10107405A DE10107405A1 (de) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | Direktprozessierbare Halbleiterfolie |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE10107405A1 true DE10107405A1 (de) | 2002-09-12 |
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ID=7674355
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DE10107405A Ceased DE10107405A1 (de) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | Direktprozessierbare Halbleiterfolie |
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