167184. lajstromszámú szabadalom • Elektronikus eszköz és eljárás annak gyártására

7 10/184 8 hozzuk létre, hogy mindegyik 16 elektróda felületének egy bizonyos részét anódosan oxidáljuk. Itt meg kell jegyezn", hogy végül a 16 elektródák teljes felületét szigetelő réteg fedi (a 2. ábra 12 és 30 rérege) tehát elektromosan nem érintkezhetnek a 10 xélvezető szubsztrátummal. így az anódáramot sem vezethetjük át a 10 félvezető anyagon. Továbbá miután az első szinten leválasztott fémrétegből maszkolási és maratási technikával különböző fázisú elektróda-sorozatokat kell mintázni, az egyes elektróda-sorozatokat egymástól is el kell szigetelnünk. A találmány szerinti eljárás során az elektródákat ideiglenesen elektromosan összekötjük a szubsztrátummal, ebben az állapotban végrehajtjuk az anódos oxidálást, majd eltávolítjuk az elektromos összeköttetést azért, hogy a következő eljárási lépés számára megfelelő feltételeket biztosítsunk. A 6. ábra a találmány szerinti eljárás azon lépésének vázlatát szemlélteti, amelynek során utat biztosítunk a 16 elektródákhoz az anódos oxidálást előidéző elektromos áram számára. A célszerűség kedvéért a jelen találmányi leírásban alumínium elektródák anódos oxidálására, vagyis az alumínium egy részének alumíniumoxiddá alakítására vonatkozó eljárási lépéseket ismertetjük. Az alumínium anódos oxidálásával történő szigetelő bevonat készítés részletesebben le van írva a 3 634 203 sz. amerikai szabadalmi leírásban. Ez a szabadalmi leírás vizes oldatban végrehajtott anódos oxidálást ismertet, de magától értetődik, hogy egyéb módszerek, mint pl. a plazmás oxidáció, vagy olyan kémiai reakcióval történő bevonás, amely szigetelő réteget eredményez, szintén használható. Az anódos oxidálás folyamán az alumínium elektródákra feszültséget kapcsolunk, és elektrolit oldatba merítjük őket, amint a már előbb említett szabadalmi leírás kifejti. A jelen találmány szerint az említett feszültség előnyösen pl. 120V lehet. Amint a 6. ábrán látható, a 36 gyűjtősínt úgy alakíthatjuk ki, hogy az összekösse a 16 elektródákat. A 36 gyűjtősínt célszerűen úgy maratjuk ki, hogy a 38 vonalnál végződjön, így az elektromos kontaktust a 40 félvezető lapka hátoldalára vezethetjük. Ekkor a 38 bekarcolt vonallal határolt tartományon belül ráadhatjuk a feszültséget a 36 gyűjtősínre, anélkül, hogy a 40 félvezető lapka károsodna. Miután elértük a kívánt vastagságú oxidréteget, különböző módszerek segítségével eltávolítjuk a 36 gyűjtősínt annak érdekében, hogy elvégezhessük a soronkövetkező fémezési lépéseket, amelyeket a 7-10. ábrákkal kapcsolatban részletesebben ismertetni fogunk. Az illusztrálás céljából a 6. ábrán látható 40 félvezető lapka felületén megjelöltünk egy 42 tartományt. Ezen a tartományon át történhet pl. a töltés bevezetése a félvezető anyagba, vagy a töltés jelenlétének érzékelése. Megemlítjük, hogy a 36 gyűjtősín geometriai alakja nem kritikus, és a 38 bekarcolt vonalhoz csatlakozó mintázatot a méretezési szempontoknak megfelelően választhatjuk meg. A 7a-7e ábrasorozat a 6. ábra C-C vonala mentén szerkesztett keresztmetszeteket tartalmazza, és a szorosan egymás mellé helyezett és csak egy oxidréteggel elkülönített elektródák előállításának eljárási lépéseit mutatja be. Jelen esetben a 44 szilícium szubsztrátum n-típusú, de éppen úgy alkalmazhatnánk p-típurút is. A 44 szubsztrátum felületét 46 szilíciumoxid réteggel fedjük be, és a 5 46 réteg nyílásában a 44 szilíciumlapkára 48 kontaktust készítünk. Mint előzőleg kifejtettük, ilyen kontaktuson át vezethetünk töltést a 44 szilícium szubsztiátumba, vagy érzékelhetjük a töltés jelenlétét. Ha a kontaktust töltés-bevezetésre 10 készítjük, akkor p-n átmenetet képezhetünk, ha pedig érzékelésre szánjuk akkor Schottky-záróréteget vagy szintén p-n átmenetet készíthetünk a félvezető felületén. Egy félvezető szubsztrátumba való töltés-bevezetésnek, vagy a jelenlevő töltés 15 érzékelésének módszerei jól ismertek a szakember számára, ezért itt nem bocsátkozunk részletes ismertetésükbe. A 46 oxidréteg felületére először pl. 10 000Á vastagságú első szintű 50 fémréteget választunk le. 20 Ebből az 50 fémrétegből a hagyományos maszkolási és maratási technikát használva mintázzuk ki az 1. ábrán bemutatott első szintű 16 elektródákat. Amint a 7b ábrán láthatjuk, az 50 fémréteg kitölti a 48 tartományt, és ohmikus kontaktust képez a 25 44 félvezető anyagon. Az 50 fémrétegből alakítjuk ki az 52 elektródát is Ezután a 46 szigetelő réteg és az első szintű 50 fémréteg fedetlen felületére egy viszonylag vékony, pl. 2000 Á vastagságú 54 alumíniumréteget párologtatunk. Majd ezt a réteget 30 is az első szintű fémelektródák, továbbá az 56 gyűjtősín alakja szerint mintázzuk. Az 56 gyűjtősín hasonló a 6. ábrán feltüntetett 36 gyűjtősínhez. Ezután az alurníniumréteg azon felületrészét, amelyen ohmikus kontaktust kívánunk létesíteni, 35 valamilyen 58 védőanyaggal, pl. KMER-rel vonjuk be. A 7c ábrán pl. a 44 félvezető anyaggal a 48 nyíláson át érintkező fémrészt láttuk el az 58 réteggel. Szakemberek számára nyilvánvaló, hogy az első szintű fémréteghez tartozó 52 elektródák 40 azon részein, ahol kontaktusokat kívánunk létesíteni, szintén az 58 védőréteg segítségével kell nyílásokat biztosítani. Ezután az alumínium anódos oxidálása útján egy viszonylag vékony alumíniumoxid réteget alakítunk ki. Ezt úgy végezzük, hogy 45 feszültséget adunk az 56 gyűjtősínre, amely, mint előzőleg említettük, elektromosan összeköt minden 52 elektródát. Az 56 gyűjtősínen átfolyó anódáram az elektródák külső rétegét alumíniumoxiddá változtatja. Ennél a folyamatnál az 56 gyűjtősínt 50 alkotó viszonylag vékony alumíniumréteg teljesen átalakul alumíniumoxiddá, ezzel az anódos oxidáció automatikusan végetér. Ezen állapotnak megfelelő struktúrát mutatunk be a 7d ábrán, amelyen a 60 oxidált réteget pontozással jelöltük. 55 Láthatjuk, hogy az 56 gyűjtősín fémrétege teljesen, az 52 elektródákat borító réteg pedig majdnem teljesen oxidálódott, vagyis a védett terület kivételével az egész felületet szigetelő réteg borítja. Ezután eltávolítjuk az 58 védőréteget, és egy 60 második pl. 5000 Á vastagságú 62 alumíniumréteget párologtatunk fel, és ezt a második elektróda-sorozat alakja szerint mintázzuk. Láthatjuk, hogy ezen lépés során egy olyan vezető csatornát is megvalósítunk, amely a 48 nyílást borító fém-65 rétegen át elektromos kontaktust biztosít a 44 4