DE10325150A1 - Parameterized semiconductor composite structure with integrated doping channels, process for the production and use thereof - Google Patents
Parameterized semiconductor composite structure with integrated doping channels, process for the production and use thereof Download PDFInfo
- Publication number
- DE10325150A1 DE10325150A1 DE10325150A DE10325150A DE10325150A1 DE 10325150 A1 DE10325150 A1 DE 10325150A1 DE 10325150 A DE10325150 A DE 10325150A DE 10325150 A DE10325150 A DE 10325150A DE 10325150 A1 DE10325150 A1 DE 10325150A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- composite structure
- semiconductor composite
- semiconductor
- electrically insulating
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 216
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 154
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 91
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 claims abstract description 52
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000013508 migration Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000005012 migration Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims abstract description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 38
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 36
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 32
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 22
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 21
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 10
- 238000012549 training Methods 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 5
- 229910021387 carbon allotrope Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical class C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 22
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 7
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 75
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 19
- 230000008859 change Effects 0.000 description 16
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 9
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 239000012799 electrically-conductive coating Substances 0.000 description 4
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 3
- 229910021426 porous silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 2
- 239000011554 ferrofluid Substances 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 2
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 239000002581 neurotoxin Substances 0.000 description 2
- 231100000618 neurotoxin Toxicity 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WPPDFTBPZNZZRP-UHFFFAOYSA-N aluminum copper Chemical compound [Al].[Cu] WPPDFTBPZNZZRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- XQPRBTXUXXVTKB-UHFFFAOYSA-M caesium iodide Chemical compound [I-].[Cs+] XQPRBTXUXXVTKB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N carbonyl sulfide Chemical compound O=C=S JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000547 conjugated polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 239000002069 magnetite nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 231100000289 photo-effect Toxicity 0.000 description 1
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 210000000697 sensory organ Anatomy 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007704 wet chemistry method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
- H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
- H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
- H01L21/02178—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing aluminium, e.g. Al2O3
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/129—Diode type sensors, e.g. gas sensitive Schottky diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02203—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being porous
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
- H01L21/02227—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process
- H01L21/02258—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by anodic treatment, e.g. anodic oxidation
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D1/00—Resistors, capacitors or inductors
- H10D1/40—Resistors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
- H10D62/17—Semiconductor regions connected to electrodes not carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. channel regions
- H10D62/213—Channel regions of field-effect devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/40—Organic transistors
- H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/60—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation in which radiation controls flow of current through the devices, e.g. photoresistors
- H10K30/65—Light-sensitive field-effect devices, e.g. phototransistors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/20—Carbon compounds, e.g. carbon nanotubes or fullerenes
- H10K85/211—Fullerenes, e.g. C60
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/30—Coordination compounds
- H10K85/311—Phthalocyanine
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
- H01L21/02115—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material being carbon, e.g. alpha-C, diamond or hydrogen doped carbon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
- H01L21/02118—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer carbon based polymeric organic or inorganic material, e.g. polyimides, poly cyclobutene or PVC
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
- H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
- H01L21/02126—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing Si, O, and at least one of H, N, C, F, or other non-metal elements, e.g. SiOC, SiOC:H or SiONC
- H01L21/0214—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing Si, O, and at least one of H, N, C, F, or other non-metal elements, e.g. SiOC, SiOC:H or SiONC the material being a silicon oxynitride, e.g. SiON or SiON:H
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Pathology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Weting (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
Zur ausschließlichen Realisierung eines ohmschen Kontaktes weist eine bekannte, in ihrer Dotierung parametrierte Halbleiterverbundstruktur vertikale Dotierungskanäle mit einem Metallbelag auf. Zur Erzielung größter Flexibilität bei gleichzeitig maximaler Universalität weist die parametrierte Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung (TOSCA) als Dotierungskanäle nanoskalierte Poren (VP) und einen hochohmigen Belag aus elektrisch leitfähigem Material (ECM) auch zwischen den Poren (VP) auf der Oberfläche der Schicht (EIL) aus einem elektrisch isolierenden Material auf, wobei ein elektrischer Widerstand erzeugt wird, der eine Migration von zusätzlichen Ladungsträgern vertikal in der Halbleiterverbundstruktur (PSC) unterstützt, horizontal zwischen den gleichseitigen Elektroden (o, w) aber verhindert. Wesentliche Parameter zur Funktionseinstellung der Halbleiterverbundstruktur (PSC) beziehen sich auf die Ausgestaltung der Poren (VP) und des elektrisch leitfähigen Materials (ECM). Bevorzugt können die Poren (VP) durch Ionenbestrahlung mit anschließender Ätzung erzeugt werden, wobei die Ätzdauer die Porentiefe und den Porendurchmesser bestimmt. Das leitfähige Material (ECM) kann bevorzugt aus leitenden Nanoclustern (DNP) oder feuchteempfindlichen Fullerenen (MOSBIT) bestehen. Anwendungen beziehen sich auf elektronische, optoelektronische, hygroelektronische und sensorische Halbleiterbauelemente mit aktivem und passivem, thermischem, resistivem, kapazitivem, ...For the exclusive realization of an ohmic contact, a known semiconductor composite structure parameterized in terms of its doping has vertical doping channels with a metal coating. In order to achieve maximum flexibility and at the same time maximum universality, the parameterized semiconductor composite structure according to the invention (TOSCA) has nanoscale pores (VP) as doping channels and a high-resistance coating made of electrically conductive material (ECM) also between the pores (VP) on the surface of the layer (EIL ) made of an electrically insulating material, whereby an electrical resistance is generated which supports a migration of additional charge carriers vertically in the semiconductor composite structure (PSC), but prevents horizontally between the equilateral electrodes (o, w). Essential parameters for setting the function of the semiconductor composite structure (PSC) relate to the design of the pores (VP) and the electrically conductive material (ECM). The pores (VP) can preferably be generated by ion irradiation with subsequent etching, the etching duration determining the pore depth and the pore diameter. The conductive material (ECM) can preferably consist of conductive nanoclusters (DNP) or moisture-sensitive fullerenes (MOSBIT). Applications relate to electronic, optoelectronic, hygroelectronic and sensory semiconductor components with active and passive, thermal, resistive, capacitive, ...
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine parametrierte Halbleiterverbundstruktur mit zumindest einem Halbleitersubstrat mit wählbarer p- oder n-Dotierung und elektrischer Leitfähigkeit und einer angrenzenden Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material mit im Wesentlichen vertikal integrierten Dotierungskanälen, in die ein elektrisch leitfähiges Material mit wählbarer elektrischer Leitfähigkeit eingebracht ist, wobei Ladungsträger in der Halbleiterverbundstruktur migrieren, und einer elektrischen Kontaktierung aus mehreren auf der Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material und dem Halbleitersubstrat angeordneten Elektroden, auf ein Verfahren zur Herstellung und auf eine Anwendung davon.The Invention relates to a parameterized semiconductor composite structure with at least one semiconductor substrate with selectable p or n doping and electrical conductivity and an adjacent layer of an electrically insulating Material with essentially vertically integrated doping channels, in which is an electrically conductive Material with selectable electrical conductivity is introduced, with charge carriers migrate in the semiconductor composite structure, and an electrical Contacting from several on the layer from one electrical insulating material and electrodes arranged on the semiconductor substrate, to a method of manufacturing and to an application thereof.
Halbleiterverbundstrukturen, realisiert in modernen Halbleiterbauelementen, sind aus dem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken. Sie finden Einsatz in Datenverarbeitung, Kommunikation, Multimedia und in den meisten Geräten des täglichen Lebens. Die Miniaturisierung von Halbleiterbauelementen in integrierten Schaltkreisen ermöglicht die heutigen Computer und die moderne Datenkommunikation. Weiterhin wurden Halbleiterverbundstrukturen für Hochgeschwindigkeits- und Optoelektronik entwickelt. Die fortschreitende Miniaturisierung von Halbleiterverbundstrukturen führt aber auch zu neuen Effekten. Aufgrund der geringen Abmessungen von Strukturen mit wenigen Nanometern, kann die direkte Quantisierung der Ladungsträger in diesen Strukturen beobachtet werden.Semiconductor composite structures realized in modern semiconductor components, are from everyday Life without them. They are used in data processing, Communication, multimedia and in most everyday devices. Miniaturization of semiconductor components in integrated circuits enables today's computer and modern data communication. Farther semiconductor structures for high speed and Optoelectronics developed. The progressive miniaturization of semiconductor composite structures also leads to new effects. Due to the small dimensions of structures with a few nanometers, the direct quantization of the charge carriers can be observed in these structures become.
Der
Stand der Technik, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht, wird
in der
Die Aufgabe für die vorliegende Erfindung besteht deshalb darin, eine parametrierte Halbleiterstruktur der eingangs beschriebenen Art so weiter zu bilden, dass eine große Flexibilität und Universalität hinsichtlich ausbildbarer Halbleiterbauelemente und deren physikalischer Funktionalität entsteht. Dabei soll die Halbleiterverbundstruktur bei allen ausprägbaren Halbleiterbauelementen trotzdem einheitlich in ihrem Aufbau sein und möglichst geringe Unterschiede aufweisen. Trotzdem soll die Halbleiterverbundstruktur einfach und möglichst kostengünstig herstellbar sein, was auch für ein bevorzugtes Herstellungsverfahren gelten soll. Ausgebildete Halbleiterbauelemente sollen dann in ihrem grundsätzlichen Aufbau nur geringfügige Unterschiede aufweisen.The Task for The present invention is therefore a parameterized To further develop semiconductor structure of the type described at the outset, that a big one flexibility and universality regarding developable semiconductor components and their physical functionality. The semiconductor composite structure is intended to apply to all distinct semiconductor components nevertheless be uniform in their structure and the smallest possible differences exhibit. Nevertheless, the semiconductor composite structure should be simple and preferably economical be producible, what for a preferred manufacturing process should apply. trained Semiconductor components should then in their basic Construction only marginal Have differences.
Als Lösung für diese Aufgabe ist die gattungsgemäße parametrierte Halbleiterstruktur deshalb dadurch gekennzeichnet, dass die Dotierungskanäle als nanoskalierte Poren mit wählbarer Verteilung in der Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material sowie wählbarem Porendurchmesser, Porentiefe und Porenform ausgebildet sind und dass mit dem in die Poren eingebrachten oder mit einem anderen, elektrisch leitfähigen, aber hochohmig ausgeprägten Material auch die Oberfläche der Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material unter Erzeugung eines wählbaren elektrischen Widerstands, der eine im Wesentlichen horizontale Migration der Ladungsträger zwischen den auf der Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material angeordneten Elektroden verhindert, aber eine im Wesentlichen vertikale Migration der Ladungsträger in der Halbleiterverbundstruktur unterstützt, belegt ist.As solution for this The task is the generic parameterized Semiconductor structure therefore characterized in that the doping channels as nanoscale Pores with selectable Distribution in the layer of an electrically insulating material as well as selectable Pore diameter, pore depth and pore shape are formed and that with the in the pores or with another, electrically conductive, but highly resistive Material also the surface producing the layer of an electrically insulating material one selectable electrical resistance, which is an essentially horizontal migration the load carrier between those on the layer of an electrically insulating material arranged electrodes prevented, but a substantially vertical Migration of the load carriers supported in the semiconductor composite structure, is documented.
Bei der erfindungsgemäßen Halbleiterverbundstruktur wird die angestrebte Flexibilität bezüglich einer Realisierung von Bauelementen ausschließlich über die Parametrierung der neuen Struktur erreicht, wodurch eine große Einheitlichkeit zwischen den realisierbaren Bauelementen entsteht. Dabei soll unter dem Begriff „Parametrierung" die wählbare Einstellung verschiedener Parameter der Struktur verstanden werden. Die erfindungsgemäße Halbleiterverbundstruktur ist als einheitliches Ausgangsmaterial in einer Grundanordnung universell anwendbar. Durch die wählbare Einstellung der inneren Strukturparameter, wie beispielsweise Schichtdicke und Substratdotierung, können bekannte Auswirkungen hervorgerufen werden. Durch die Anzahl und Anordnung der Elektroden können unterschiedliche Bauelemente auch in elektrisch gekoppelter Form, beispielsweise mehrstufige logische Bauelemente konzipiert werden. Durch die Wahl der angelegten Spannung, des eingespeisten Stroms oder der herrschenden Temperatur als äußere Beaufschlagungsparameter können die Kennlinien und der partielle Arbeitspunkt der Halbleiterverbundstruktur eingestellt werden. Die wesentlichen Parameter mit einem großen Einfluss auf das funktionelle Verhalten der Halbleiterverbundstruktur stellen bei der Erfindung jedoch insbesondere die geometrischen Ausbildungen und Verteilung der Poren und der elektrisch leitfähigen Beschichtung dar. Dieser Einfluss erstreckt sich sogar auf die physikalische Funktionalität der erfindungsgemäßen Halbleiterstruktur, sodass sowohl ein elektronisches als auch ein optoelektronisches und/oder ein sensorisches Verhalten ausgeprägt werden kann, ohne dass die große Einheitlichkeit der erfindungsgemäßen Halbleiterverbundstruktur verloren geht. Die Bedeutung dieser Parameter kann unterstrichen werden, wenn die erfindungsgemäße Halbleiterstruktur als „TOSCA"-Struktur bezeichnet wird, wobei TOSCA das Akronym aus der Bezeichnung „Tracks in Oxide on Silicon for Charge Applications" darstellt. Aus dieser Bezeichnung wird klar ersichtlich, dass die Poren („Tracks") in der elektrisch isolierenden Schicht (speziell Oxidschicht) das wesentlich Neue an der erfindungsgemäßen Halbleiterstruktur sind, durch welche Ladungsträger aus dem darunterliegenden Substrat (speziell Silizium) extrahiert oder in dasselbe injiziert werden. Das flexible Funktionsverhalten, insbesondere auch das Schaltverhalten, der erfindungsgemäßen Halbleiterverbundstruktur zeichnet sich speziell durch die Anwendung dieser zusätzlichen Ladungsträger, neben den influenzierten Ladungsträgern der klassischen Halbleiterverbundstruktur, aus, wobei es sich bei den zusätzlichen Ladungsträgern sowohl um komplementäre Ladungsträger als auch um gleichartige handeln kann. Dabei wird die Migration der zusätzlichen Ladungsträger bei der erfindungsgemäßen Halbleiterverbundstruktur erfindungswesentlich nicht nur von den Poren, sondern insbesondere auch von der Oberfläche der elektrisch isolierenden Schicht zwischen den einzelnen Poren und zu dieser hin ermöglicht. Hier ist erfindungsgemäß ebenfalls ein Belag aus elektrisch leitfähigem Material vorgesehen, der allerdings aufgrund seiner Hochohmigkeit, die durch das Material selbst oder durch dessen Verteilung herbeigeführt werden kann, einen so hinreichend großen Widerstand zwischen den Elektroden ausprägt, dass nur die angesprochene zusätzliche Migration ermöglicht wird, Kurzschlüsse zwischen den Elektroden aber sicher verhindert werden. Eine alternative Niederohmigkeit auf der Oberfläche würde einen Kurzschluss zwischen den Elektroden herbeiführen, sodass die Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung keine Funktion erfüllen könnte. Hingegen ist eine Niederohmigkeit in den Poren akzeptabel, wobei die ausführbare Funktion dann direkt von der genauen Größenordnung des gebildeten Widerstandes abhängt: Wenn der Widerstand klein genug ist, kann eine inverse Halbleitercharakteristik hervorgerufen werden, die auch bei der Ausprägung von Poren mit sehr großem Durchmesser auftritt. Andererseits ergibt sich bei einem sehr kleinen Porenwiderstand: ein direkter Kurzschluss zwischen der Oberfläche und dem leitenden Substrat, sodass das Oberflächenpotenzial durch die Poren direkt an das des leitenden Substrats gekoppelt wird. Wenn der Obertlächenwiderstand größer als der Substratwiderstand ist, was der Normalfall ist, dann wird die elektronische Funktion der Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung im Wesentlichen nur durch den Substratwiderstand bestimmt, sodass hier die Funktion eines durch den Basiskontakt steuerbaren Widerstandes erreicht wird.In the semiconductor composite structure according to the invention, the desired flexibility with regard to the implementation of components is achieved exclusively by parameterizing the new structure, as a result of which a high degree of uniformity is produced between the components that can be implemented. The term "parameterization" is understood to mean the selectable setting of various parameters of the structure. The semiconductor composite structure according to the invention is universally applicable as a uniform starting material in a basic arrangement. Known effects can be brought about by the selectable setting of the internal structure parameters, such as layer thickness and substrate doping Due to the number and arrangement of the electrodes, different components can also be designed in an electrically coupled form, for example multi-stage logic components. By selecting the applied voltage, the current fed in or the prevailing temperature as external exposure parameters, the characteristics and the partial operating point of the semiconductor composite structure can be designed adjusted become. However, the essential parameters with a large influence on the functional behavior of the semiconductor composite structure in the invention are, in particular, the geometrical configurations and distribution of the pores and the electrically conductive coating. This influence even extends to the physical functionality of the semiconductor structure according to the invention, so that both an electronic and and an optoelectronic and / or a sensory behavior can also be expressed without the great uniformity of the semiconductor composite structure according to the invention being lost. The meaning of these parameters can be underlined if the semiconductor structure according to the invention is referred to as a “TOSCA” structure, TOSCA being the acronym from the name “Tracks in Oxide on Silicon for Charge Applications”. From this designation it is clearly evident that the pores (“tracks”) in the electrically insulating layer (especially oxide layer) are essentially new in the semiconductor structure according to the invention, by means of which charge carriers are extracted from or injected into the underlying substrate (especially silicon) The flexible functional behavior, in particular also the switching behavior, of the semiconductor composite structure according to the invention is distinguished in particular by the use of these additional charge carriers, in addition to the influenced charge carriers of the classic semiconductor composite structure, the additional charge carriers being able to be both complementary charge carriers and similar types The migration of the additional charge carriers in the semiconductor composite structure according to the invention is essential not only from the pores, but in particular also from the surface of the electrically insulating layer z wipe the individual pores and towards them. According to the invention, a covering made of electrically conductive material is also provided, which, however, due to its high impedance, which can be brought about by the material itself or by its distribution, has such a sufficiently great resistance between the electrodes that only the mentioned additional migration is made possible, Short circuits between the electrodes can be prevented. An alternative low impedance on the surface would cause a short circuit between the electrodes, so that the semiconductor composite structure according to the invention could not perform any function. On the other hand, a low impedance in the pores is acceptable, and the function that can be performed then depends directly on the exact magnitude of the resistance formed: if the resistance is small enough, an inverse semiconductor characteristic can be produced, which also occurs when pores with a very large diameter are formed , On the other hand, with a very low pore resistance, there is a direct short circuit between the surface and the conductive substrate, so that the surface potential is directly coupled to that of the conductive substrate through the pores. If the surface resistance is greater than the substrate resistance, which is the normal case, then the electronic function of the semiconductor composite structure according to the invention is essentially only determined by the substrate resistance, so that the function of a resistor which can be controlled by the base contact is achieved here.
Neben dem Vorteil der umfassenden Parametrierung der Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung zur Erzielung größter Verwendungsflexibilität besteht auch noch der Vorteil der extremen Strahlungshärte. Aus der Halbleiterverbundstruktur hergestellte Bauelemente sind daher gegen Strahlungseinflüsse resistent. Wenn ein energiereiches Teilchen, z.B. aus der kosmischen Strahlung oder der hochenergetischen Komponente des Sonnenwindes, die schmale Oxidschicht einer FET-Struktur durchdringt, erzeugt es eine Spur von Ladungen entlang seines Bewegungspfades, der dadurch elektrisch leitend wird. Dadurch können Durchbrüche stattfinden, die den Transistor wegen der sehr hohen fließenden Ströme und der damit verbundenen Temperaturspitzen zerstören können. Daher wird mit Nachdruck an der Erhöhung der Strahlungsfestigkeit von Dioden und Transistoren für die Raumfahrt, in Reaktor-, militärischen oder Hochleistungsumgebungen (z.B. Hochgeschwindigkeitszügen) gearbeitet. Ein Grund für die Strahlungsfestigkeit ist in dem bereits ursprünglichen Vorhandensein einer Vielzahl der mit einem elektrisch leitenden Material ausgekleideten Poren gebildeten elektrischen Leitungspfade (typischerweise ca. 107/cm2) durch die dielektrische Schicht der Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung zu sehen, sodass ein einzelner weiterer strahlungsinduzierter Pfad keine wesentliche Veränderung hervorruft. Zwar ist ein solcher neuer Pfad vorübergehend wesentlich leitfähiger als die Ionenpfade der Halbleiterverbundstruktur mit ihrer hochohmigen Füllung, aber die zusätzliche, elektrisch leitende Oberflächenschicht mit ihrem hohen Widerstand wirkt automatisch als Strombegrenzer, sodass Kurzschlussströme verhindert werden. Der einzige sichtbare Effekt ist eine leichte und vorübergehende Änderung der Strom-Spannungs-Charakteristik des Bauelements. Selbst wenn ein solches Durchbruchereignis zu einem dauerhaften Kurzschluss führt, bedeutet dies lediglich, dass die genannte leichte Änderung in der Charakteristik dauerhaft bestehen bleibt. Auf Grund der „Pufferung" der internen Stromkreise durch die vielen hochohmigen Verbindungen in der Oberfläche und den Poren wird ein bedeutsamer Nachteil konventioneller Strukturen sicher vermieden.In addition to the advantage of the comprehensive parameterization of the semiconductor composite structure according to the invention in order to achieve maximum flexibility of use, there is also the advantage of extreme radiation hardness. Components manufactured from the semiconductor composite structure are therefore resistant to the effects of radiation. When an energy-rich particle, for example from cosmic rays or the high-energy component of the solar wind, penetrates the narrow oxide layer of an FET structure, it creates a trace of charges along its path of motion, which then becomes electrically conductive. This can lead to breakdowns which can destroy the transistor due to the very high flowing currents and the associated temperature peaks. Therefore, efforts are being made to increase the radiation resistance of diodes and transistors for space travel, in reactor, military or high-performance environments (eg high-speed trains). One reason for the radiation resistance is to be seen in the original presence of a large number of the electrical conduction paths (typically approx. 10 7 / cm 2 ) formed by an electrically conductive material through the dielectric layer of the semiconductor composite structure according to the invention, so that a single further one radiation-induced path does not cause any significant change. Although such a new path is temporarily much more conductive than the ion paths of the semiconductor composite structure with its high-resistance filling, the additional, electrically conductive surface layer with its high resistance automatically acts as a current limiter, so that short-circuit currents are prevented. The only visible effect is a slight and temporary change in the current-voltage characteristic of the component. Even if such a breakthrough event leads to a permanent short circuit, it only means that the slight change in the characteristics mentioned persists. Due to the "buffering" of the internal circuits through the many high-resistance connections in the surface and the pores, a significant disadvantage of conventional structures is reliably avoided.
Aus
dem Stand der Technik sind zwar Halbleiterverbundstrukturen mit
einem zur Erfindung ähnlichen
Aussehen bekannt, die Funktionalität zeigt jedoch die grundsätzliche
andere Bedeutung des Strukturaufbaus. Die große Flexibilität und Universalität wie bei
der Halbleiterstruktur nach der Erfindung wird jedoch bei keiner
der bekannten Strukturen erreicht. Beispielsweise ist aus der
Die Ausprägung des Belags aus elektrisch leitfähigen hochohmigem Material in und zwischen den Poren bei der Erfindung stellt eine Reihe von verschiedenen Parametern zur Verfügung, die für das funktionelle Verhalten der erfindungsgemäßen Halbleiterverbundstruktur verantwortlich sind. Dabei spielt zur Erreichung der vorgegebenen Potenzialverhältnisse die Verteilung des Materials eine große Rolle. Je nach Anwendungsfall kann das elektrisch leitende Material eine durchgehend oder strukturiert flächige oder insel- oder punktförmige Verteilung aufweisen, wobei auch Mischformen möglich sind. Bei einer Ausgestaltung der Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung ist vorteilhaft vorgesehen, dass das elektrisch leitfähige Material in Form von Nanoclustern mit wählbarer Größe ausgebildet und mit wählbarer Dispersionsdichte in die Poren eingebracht sowie auf die Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material aufgebracht ist. Cluster lassen sich relativ einfach herstellen und in ihrer Größe und Zusammensetzung einfach variieren. Durch ihre Verteilung können vorgegebene Potenzialverhältnisse einfach eingestellt werden. Ein größerer Abstand der Cluster zueinander ruft einen großen Ohmschen Widerstand hervor, der insbesondere das Fließen von Kurzschlussströmen verhindert, wohingegen eine hohe Clusterdichte einen geringen Ohmschen Widerstand mit einer hohen Ladungsdichte bedingt, der eine optimale Migration von Ladungsträgern ermöglicht. Die Parameter bei der Verwendung von Clustern sind also deren Größe, deren Zusammensetzung und deren Verteilung. Dabei ist der Einfluss der unterschiedlichen Parameter auf das funktionelle Verhalten der Halbleiterverbundstruktur für den Fachmann leicht nachvollziehbar und in den verschiedenen Anwendungen realisierbar. Ein Belag mit besonders homogenen Eigenschaften ergibt sich, wenn gemäß einer nächsten Erfindungsfortführung alle Nanocluster des elektrisch leitfähigen Materials in demselben gewählten Größenbereich liegen. Durch diese nanodisperse Erscheinungsform kann eine homogene Verteilung der Cluster ohne gegenseitige Berührung einfach realisiert werden, sodass auch entsprechend homogene Eigenschaften hervorgerufen werden können. Es eignet sich hierzu jedes genügend hochohmige elektrisch leitfähige Material. Im Falle zu hoher intrinsischer Leitfähigkeit, d.h. falls das Material bei direkter Anwendung Kurzschlüsse verursachen würde, wie z.B. bei Metallen, lässt sich die Leitfähigkeit gezielt dadurch herabsetzen, dass das Material nicht homogen, sondern in Form räumlich voneinander getrennter dispenser Cluster aufgebracht wird. Dann wird die Leitfähigkeit des Materials durch Schottky-Emission, Tunneling o.ä. verursacht und liegt um sehr viele Größenordungen unter der ursprünglichen Leitfähigkeit bei einem homogenen Auftrag. Gemäß einer weiteren Erfindungsausgestaltung ist es dabei besonders vorteilhaft, wenn das elektrisch leitfähige Material ein dispers verteiltes Metall (beispielsweise Silber, Wolfram, Kupfer oder Aluminiumkupfer), eine Halbleiterverbindung, (beispielsweise ein III/V-Halbleiter wie GaAs oder ein II/IV-Halbleiter wie CdS), ein Kohlenstoffallotrop (beispielsweise Diamant, Graphit, graphitähnlicher Kohlenstoff, amorpher Kohlenstoff und Fulleren (Buckyballs und Buckytubes)), ein oxidischer Halbleiter (beispielsweise ZnO, TiO2, SnO), ein leitendes Oxid (beispielsweise ITO (Indium-Zinn-Oxid)) oder eine Mischform davon ist. Auch Ferrofluide sind auf Grund ihrer elektrisch schlecht leitenden kolloiden Struktur einsetzbar. Insbesondere Silber lässt sich besonders einfach in Clusterform abscheiden und stellt eine große Menge zusätzlicher Ladungsträger zur Verfügung. Mischformen aus unterschiedlichen Metallen vereinigen die positiven Eigenschaften der einzelnen Komponenten. Im Fall von genügend geringer Leitfähigkeit, das heißt ausreichender Hochohmigkeit, können an Stelle von dispers verteilten clusterförmigen Leitermaterialien auch durchgehende Schichten sehr hochohmiger Materialien wie Fullerit eingesetzt werden.The shape of the covering made of electrically conductive high-resistance material in and between the pores in the invention provides a number of different parameters which are responsible for the functional behavior of the semiconductor composite structure according to the invention. The distribution of the material plays a major role in achieving the specified potential relationships. Depending on the application, the electrically conductive material can have a continuous or structured flat or island or point-shaped distribution, mixed forms also being possible. In an embodiment of the semiconductor composite structure according to the invention, it is advantageously provided that the electrically conductive material is designed in the form of nanoclusters with a selectable size and is introduced into the pores with a selectable dispersion density and is applied to the layer made of an electrically insulating material. Clusters are relatively easy to manufacture and their size and composition can be easily varied. Given their distribution, predetermined potential relationships can be easily set. A larger distance between the clusters causes a large ohmic resistance, which in particular prevents the flow of short-circuit currents, whereas a high cluster density requires a low ohmic resistance with a high charge density, which enables optimal migration of charge carriers. The parameters when using clusters are their size, their composition and their distribution. The influence of the different parameters on the functional behavior of the semiconductor composite structure is easy for the person skilled in the art to understand and can be implemented in the various applications. A coating with particularly homogeneous properties results if, according to a next invention, all nanoclusters of the electrically conductive material are in the same selected size range. Due to this nanodisperse form of appearance, a homogeneous distribution of the clusters can easily be achieved without mutual contact, so that correspondingly homogeneous properties can also be produced. Any sufficiently high-resistance electrically conductive material is suitable for this. If the intrinsic conductivity is too high, ie if the material would cause short circuits when used directly, such as with metals, the conductivity can be specifically reduced by not applying the material homogeneously, but in the form of spatially separate dispenser clusters. Then the conductivity of the material by Schottky emission, tunneling or the like. causes and lies many orders of magnitude below the original conductivity in a homogeneous application. According to a further embodiment of the invention, it is particularly advantageous if the electrically conductive material is a dispersed metal (for example silver, tungsten, copper or aluminum copper), a semiconductor compound (for example a III / V semiconductor such as GaAs or a II / IV semiconductor such as CdS), a carbon allotrope (e.g. diamond, graphite, graphite-like carbon, amorphous carbon and fullerene (buckyballs and buckytubes)), an oxidic semiconductor (e.g. ZnO, TiO2, SnO), a conductive oxide ( for example ITO (indium tin oxide)) or a mixed form thereof. Ferrofluids can also be used due to their poorly conductive colloidal structure. Silver in particular is particularly easy to separate in cluster form and provides a large amount of additional charge carriers. Mixed forms of different metals combine the positive properties of the individual components. In the case of sufficiently low conductivity, that is to say sufficient high resistance, instead of dispersed, cluster-shaped conductor materials, continuous layers of very high resistance materials such as fullerite can also be used.
Weiterhin trägt der Belag aus elektrisch leitfähigem Material auch wesentlich zur Funktionsausprägung der Halbleiterstruktur nach der Erfindung bei. Wenn nach einer nächsten Erfindungsausgestaltung das elektrisch leitfähige Material durch ein für eine spezielle Substanz, insbesondere auch Feuchtigkeit oder Dampf, sensoraktives Material mit elektrischer Leitfähigkeit ergänzt oder ersetzt ist, kann eine sensorische Funktionalität der Halbleiterverbundstruktur ausgeprägt werden, wodurch ein völlig neues Anwendungsgebiet für die Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung erschlossen wird. Durch das Ersetzen oder Ergänzen des elektrisch leitfähigen Materials, beispielsweise in der Ausprägung eines Metall- oder ITO-Belags, durch Sensormaterialien – auch hier sind beliebige Mischformen innerhalb des zusätzlichen Materials und zusammen mit dem elektrisch leitfähigen Material möglich – können geeignete Umwelteinflüsse zu direkten Änderungen des Schaltzustandes der Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung führen, ohne dass es dazu noch zusätzlicher Schaltungen bedarf. Als Beispiele können an dieser Stelle genannt werden
- • Herstellen des elektrisch leitfähigen Belags aus diskreten Palladium (Pd)-Nanokristallen: Da der Ohmsche Widerstand von Pd von der inkorporierten Wasserstoff-Konzentration abhängt, wird die Halbleiterverbund struktur nach der Erfindung in einen Wasserstoffsensor umgewandelt. Die Empfindlichkeit kann dabei noch durch das Aufbringen einer Schicht von ionenbestrahltem und geätztem Polycarbonat gesteigert werden, da dieses ebenfalls wasserstoff-sensorische Eigenschaften besitzt. Für Wasserstoffsensoren ergibt sich beispielsweise eine Anwendungsmöglichkeit bei Wasserstoff-Energiespeichern.
- • Verwendung eines hochohmigen, elektrisch leitfähigen Belags aus Buckminstertullerit (C60): Da sowohl der Ohmsche Widerstand von C60 als auch die Kapazität von Fullerit-Schichten von Umgebungsfeuchte, Temperatur und optischen Bestrahlungsfluss abhängen, kann die Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung durch Einsatz von Fullerit beispielsweise zu Feuchte-, Temperatur-, Alkohol-, Azeton- und/oder Photodetektoren führen. Die meisten dieser einzelnen Parameter können hierbei nicht nur getrennt, sondern auch gleichzeitig detektiert werden, da sie auf Grund unterschiedlichen Einflusses auf die jeweilige Bauelement-Charakteristik voneinander diskriminiert werden können. Zusätzlich ergibt sich hier noch die Möglichkeit, das entsprechende Bauelement auch als Spannungsquelle (Photozelle, „Hygro-Zelle", „Organo-Zelle") zu betreiben, weil es nach Lichteinstrahlung bzw. nach Beladung mit Feuchtigkeit oder organischen Gasen elektrische Spannungen von etwa + 0.5 V bzw. – 0.5 V aufbaut.
- • Ebenfalls besteht die Möglichkeit, die Leitfähigkeit des Fullerit-Belages durch Ionenbestrahlung lokal oder vollständig von n- zu p-Leitung umzuwandeln und so die Halbleiterverbundstruktur-Charakteristik durch Einbau zusätzlicher pn-Übergänge gezielt zu tunen. Kombinierte Temperatur- und Feuchtesensoren finden Anwendung bei sehr vielen elektrischen und elektronischen Geräten und Maschinen in Industrie und Haushalt in Feuchträumen, wie z.B. bei Waschmaschinen, Klimaaggregaten, Pumpen, auf Schiffen, in Schwimmbädern, chemischen Fabriken, usw..
- • Verwendung eines hochohmigen elektrisch leitfähigen Belags aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen („Buckytubes"): Da sich sowohl der Ohmsche Widerstand als auch die Kapazität einer filzartigen Schicht aus Buckytubes bei deren mechanischer Deformation ändert, besteht hier die Möglichkeit, die Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung in Druck-, Akustik- und Bewegungssensoren anzuwenden. Derartige Sensoren finden z.B. Anwendungen in der Vakuum- und Hochdrucktechnik, Tonindustrie, Medizin, und Autoindustrie. Auf Grund der Möglichkeit, Buckytubes auch als Transistoren oder Lichtemitter einzusetzen, gibt es hier in Kombination mit der Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung noch weitere Anwendungen.
- • Inkorporation von unbestrahltem oder bestrahltem Phthalocyanin (Ptc)-Schichten in den elektrisch leitfähigen Belag. Damit kann die Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung je nach Auslegung der Ptc-Schichten als Sensoren für Alkohol, Methan, Erdgas u.ä. angewendet werden. Es ergeben sich Anwendungsmöglichkeiten in der Erdgasindustrie von Förderungs- bis Haushaltsphase.
- • Belegung der inneren Wand geätzter längerer, schräg implantierter Ionenspuren als Poren (vergleiche weiter unten) mit einem elektronenvervielfachenden Material wie z.B. Cäsiumjodid. Damit können die geätzten Ionenspuren als Photomultiplier eingesetzt werden, sodass mit der entsprechenden Halbleiterverbundstruktur eine Multikanal-Verstärkerplatte ausgebildet werden kann, wobei sämtliche Dimensionen um ein bis zwei Größenordnungen gegenüber den derzeit kommerziell erhältlichen Artikeln herabskaliert werden. Die durch die geätzten Ionenspuren in das leitende Substrat (Silizium-Kanal) auftreffenden Elektronenschwärme werden in der dazugehörigen Bauelementschaltung in analoge elektronische Pulse umgewandelt, sodass das diese dann als Strahlungsdetektor eingesetzt werden kann. Die dramatische Größenreduktion ist besonders bedeutsam für Satellitenanwendungen im Weltraum und für transportable Systeme. Die auf Grund der geringeren Dimensionen reduzierte mittlere freie Weglänge der Elektronen in den Ionenspuren als Elektronenvervielfacherkanäle ermöglicht es, die Ansprüche an das dazugehörige Vakuumsystem zu reduzieren, was zu weiterer Kosten- und Gewichtsersparnis führt. Weiterhin werden dadurch die Zeitdauern der elektronischen Pulse bis in den Picosekunden-Bereich hinein reduziert, sodass mit diesen neuartigen Detektortypen eine besonders schnelle Messelektronik realisiert werden kann.
- • Zusatz der sensorischen Werkstoffe in verkapselter Form. Wenn gleichzeitig auch die Kontaktierungen gut verkapselt werden, erreichen die herstellbaren Sensoren nach der Erfindung auch in flüssigen Medien, z.B. wässerigen Lösungen, gute Funktionsfähigkeit,. Damit kann der Anwendungsbereich wesentlich erweitert werden.
- • Inkorporation von flüssigkeitseingebetteten Ferrofluiden oder Magnetit-Nanopartikeln in geätzten Spuren als Poren. Da die Bindung der ferromagnetischen Kolloide zu Ketten oder höhendimensionalen Gebilden und deren Orientierung innerhalb der Ionenspuren empfindlich von extern angelegten Magnetfeldern abhängt, was seinerseits zu resistiven und kapazitiven Änderungen der Halbleiterverbindungsstruktur nach der Erfindung führt, ergibt sich hier die Möglichkeit der Konstruktion eines neuen Typs magnetischer Sensoren. In diesem Fall müssen die flüssigkeitsgefüllten Ionenspuren allerdings noch verkapselt werden. Das kann z.B. durch oberflächlichen Auftrag einer Schicht von Wachs-Nanopartikeln und deren anschließendes Aufschmelzen zu einem kontinuierlichen. hermetisch abschließenden dünnen Film realisiert werden. Auf Grund der geringen Dicke der Wachsschicht ist in diesem Fall zumindest eine hinreichende kapazitive Stromkopplung schon bei Niederfrequenz-Betrieb gewährleistet.
- • Von besonderem sicherheitstechnischen Interesse sind außerdem elektrisch leitfähige Beläge für schaltbare chemische, biologische und medizinische Erkennungs- und Abwehrsensoren, die sich in analoger Weise in das Bauelement mit der parametrierten Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung integrieren lassen. Die entsprechenden Beläge können selbst noch sehr hochohmig sein, was die Auswahl der in Frage kommenden Materialien erheblich erweitert.
- • Durch parallelen Einsatz geeigneter Sensormaterialien in einem gemeinsamen, die Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung aufweisenden Bauelement, kann eine gleichzeitige Messung vorgegebener Messgrößen (beispielsweise Temperatur, Druck, Feuchte, Licht oder Chemikalien) sowohl auf resistivem als auch auf kapazitivem Wege durchgeführt werden. Aus dem Stand der Technik (vergleiche Veröffentlichung III von J. Wang et al. „Dual amperometric-potentiometric biosensor detection system for monitoring organophosphorus neurotoxins", Analytica Chimica Acta 49 (2002) 197–203) ist lediglich eine alternative resistive oder kapazitive Messung mit zwei verschiedenen Messanordnungen bekannt, bei der bei Bedarf die beiden getrennten Messwege miteinander verglichen werden, um so über Koinzidenz eine bessere Ansprechempfindlichkeit zu erzielen.
- • Manufacture of the electrically conductive coating from discrete palladium (Pd) nanocrystals: Since the ohmic resistance of Pd depends on the incorporated hydrogen concentration, the semiconductor composite structure according to the invention is converted into a hydrogen sensor. The sensitivity can be increased by applying a layer of ion-irradiated and etched polycarbonate, since this also has hydrogen-sensitive properties. For hydrogen sensors, for example, there is an application for hydrogen energy stores.
- • Use of a high-resistance, electrically conductive coating made of buckminster tullerite (C 60 ): Since both the ohmic resistance of C 60 and the capacity of fullerite layers depend on ambient humidity, temperature and optical radiation flow, the semiconductor composite structure according to the invention can be achieved by using fullerite lead for example to humidity, temperature, alcohol, acetone and / or photodetectors. Most of these individual parameters can not only be detected separately, but can also be detected at the same time, since they can be discriminated from one another on the basis of different influences on the respective component characteristics. In addition, there is also the possibility here of operating the corresponding component as a voltage source (photocell, “hygro cell”, “organo cell”), because after exposure to light or after being loaded with moisture or organic gases, electrical voltages of approximately + 0.5 V or - 0.5 V builds up.
- • There is also the possibility of converting the conductivity of the fullerite coating locally or completely from n to p lines by ion irradiation and thus to tune the semiconductor composite structure characteristic by incorporating additional pn junctions. Combined temperature and humidity sensors are used in a large number of electrical and electronic devices and machines in industry and households in damp rooms, such as washing machines, air conditioning units, pumps, on ships, in swimming pools, chemical factories, etc.
- • Use of a high-resistance electrically conductive coating made of carbon nanotubes (“Buckytubes”): Since both the ohmic resistance and the capacity of a felt-like layer made of Buckytubes change during their mechanical deformation, there is the possibility here of printing the semiconductor composite structure according to the invention Such sensors are used, for example, in vacuum and high-pressure technology, the sound industry, medicine and the automotive industry. Due to the possibility of using buckytubes as transistors or light emitters, there is a combination with the semiconductor composite structure according to Invention still further applications.
- • Incorporation of unirradiated or irradiated phthalocyanine (Ptc) layers in the electrically conductive covering. Depending on the design of the Ptc layers, the semiconductor composite structure according to the invention can thus be used as sensors for alcohol, methane, natural gas and the like. be applied. There are possible applications in the natural gas industry from the production to the budget phase.
- • Covering the inner wall of longer, obliquely implanted ion traces than pores (see below) with an electron-multiplying material such as cesium iodide. This allows the etched ion traces to be used as photomulti Plier are used so that a multi-channel amplifier plate can be formed with the corresponding semiconductor composite structure, with all dimensions being scaled down by one to two orders of magnitude compared to the articles that are currently commercially available. The electron swarms struck by the etched ion traces in the conductive substrate (silicon channel) are converted into analog electronic pulses in the associated component circuit, so that these can then be used as a radiation detector. The dramatic size reduction is particularly significant for satellite applications in space and for portable systems. The mean free path length of the electrons in the ion tracks, which are reduced due to the smaller dimensions, as electron multiplier channels, makes it possible to reduce the demands on the associated vacuum system, which leads to further cost and weight savings. Furthermore, the time periods of the electronic pulses are reduced down to the picosecond range, so that particularly fast measuring electronics can be implemented with these new types of detectors.
- • Addition of the sensory materials in encapsulated form. If at the same time the contacts are well encapsulated, the sensors that can be produced according to the invention also achieve good functionality in liquid media, for example aqueous solutions. This means that the area of application can be expanded considerably.
- • Incorporation of liquid-embedded ferrofluids or magnetite nanoparticles in etched traces as pores. Since the binding of the ferromagnetic colloids to chains or height-dimensional structures and their orientation within the ion traces depends sensitively on externally applied magnetic fields, which in turn leads to resistive and capacitive changes in the semiconductor connection structure according to the invention, there is the possibility of designing a new type of magnetic sensors , In this case, the traces of liquid filled with ions still have to be encapsulated. This can be done, for example, by superficially applying a layer of wax nanoparticles and then melting them into a continuous one. hermetically sealed thin film can be realized. In this case, due to the small thickness of the wax layer, at least sufficient capacitive current coupling is guaranteed even in low-frequency operation.
- • Of particular interest in terms of safety technology are also electrically conductive coatings for switchable chemical, biological and medical detection and defense sensors, which can be integrated in an analog manner into the component with the parameterized semiconductor composite structure according to the invention. The corresponding coverings themselves can still be very high-resistance, which considerably expands the selection of the materials in question.
- • By using suitable sensor materials in parallel in a common component having the semiconductor composite structure according to the invention, a simultaneous measurement of predetermined measurement variables (for example temperature, pressure, humidity, light or chemicals) can be carried out both resistively and capacitively. From the prior art (see publication III by J. Wang et al. "Dual amperometric-potentiometric biosensor detection system for monitoring organophosphorus neurotoxins", Analytica Chimica Acta 49 (2002) 197-203), only an alternative resistive or capacitive measurement is included Two different measuring arrangements are known, in which, if necessary, the two separate measuring paths are compared with one another in order to achieve better response sensitivity via coincidence.
Die prinzipielle Arbeitsweise eines möglichen biologischen Sensors mit der parametrierten Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung kann beispielsweise folgendermaßen erfolgen. Licht von speziellen fluoreszierenden Molekülen, z.B. von konjugierten Polymeren, die an die Struktur gebunden werden, wird durch bestimmte integrierte Moleküle („Quencher") unterdrückt. Kommt ein passendes biologisches Molekül, z.B. ein Antikörper, in Kontakt mit einem Quencher, so verbindet es sich mit jenem und verlässt mit ihm zusammen das fluoreszierende Molekül, das dann zu leuchten anfängt. Durch Wahl eines Fluoreszenz-Moleküls in einem für die elektrisch isolierende Schicht, passenden Wellenlängenbereich und durch den Einsatz speziell von Siliziumoxynitrid-Schichten (im Folgenden als „SiON" bezeichnet) lässt sich die Photolumineszenz von SiON ausnutzen, sodass eine verstärkte Lichtemission einsetzt, die die biologische Detektionsempfindlichkeit weiter steigert. Der Gesamtwirkungsgrad der Photozelle wird entsprechend gesteigert. Nach erfolgter Detektierung muss dieser Sensor-Typ allerdings durch Binden an neue Quencher-Moleküle wieder aktiviert werden. Zur Realisierung in Bauelementen mit der Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung werden konisch geätzte Ionenspuren größeren Außendurchmessers (>> 1 μm) im SiON vorgeschlagen, an deren Innenwände die Fluoreszenzmoleküle gebunden werden können und an die die biologischen Moleküle innerhalb ihres Zellverbandes vorübergehend andocken können. Die konisch zulaufende Struktur der Spuren bewirkt andererseits, dass an der Grenzfläche zur Substratschicht, beispielsweise Silizium, das erzeugte Fluoreszenzlicht konzentriert wird, sodass eine hohe Photoeffizienz erzielt werden kann.The principle of operation of a possible biological sensor with the parameterized semiconductor composite structure according to the invention can, for example, do the following respectively. Light from special fluorescent molecules, e.g. of conjugated polymers bound to the structure is suppressed by certain integrated molecules ("quencher"). There comes a suitable biological Molecule, e.g. an antibody, in contact with a quencher, so it connects with that and leaves with together the fluorescent molecule, which then begins to glow. By Choice of a fluorescence molecule in one for the electrically insulating layer, suitable wavelength range and through the use of silicon oxynitride layers (hereinafter referred to as "SiON") exploit the photoluminescence of SiON, so that an increased light emission uses, which further increases the biological detection sensitivity. The overall efficiency of the photocell is increased accordingly. After detection has taken place, however, this sensor type must pass Bind to new quencher molecules can be reactivated. For implementation in components with the semiconductor composite structure According to the invention, conically etched ion traces of larger outer diameter (>> 1 μm) proposed in the SiON, on the inner walls of which the fluorescent molecules are bound can and to which the biological molecules within their cell structure temporarily can dock. On the other hand, the tapered structure of the tracks that at the interface to the substrate layer, for example silicon, the fluorescent light generated is concentrated so that a high photo efficiency can be achieved can.
Aus dem zuletzt Beschriebenen wird auch die Bedeutung der zweiten großen Parametergruppe deutlich. Hierbei handelt es sich um die Dimensionierung und Verteilung der Poren in der elektrisch isolierenden Schicht. Variiert werden können neben der Verteilungsdichte noch der Porendurchmesser, die Eindringtiefe der Poren in die Schicht (die Poren können durchgängig oder als „Grundloch" gestaltet sein) und die Porenform (die Poren können zylindrisch oder auch konisch verlaufen. Für den Fachmann ist klar, dass sich durch eine entsprechende Auslegung dieser Parameter jeweils unterschiedliche Migrationsverhältnisse ergeben, die zu grundsätzlich anderen Funktionen der Verbundstruktur führen können. Weitere Parameter der Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung liegen im Bereich der elektrisch isolierenden Schicht und dem Halbleitersubstrat. Nach einer anderen Erfindungsfortführung ist es vorteilhaft, wenn das elektrisch isolierende Material eine Siliziumverbindung, insbesondere Siliziumoxynitrid, oder ein Kohlenstoffallotrop oder ein Polymer, insbesondere Photolack oder Kapton, ist. Dabei zeigt SiON insbesondere die bereits angesprochenen besonderen Photolumineszenzeigenschaften, was in der Verwendung zu einer kräftigen Lichtemission infolge Elektrolumineszenz führt. Zu den Kohlenstoffallotropen zählen auch solche mit Fullerenen, die in besonderer Weise dotierbar sind, sowie Diamant- und diamantähnliche Schichten. Photolack oder Kapton stellen eher herkömmliche Isolationsschichten dar, die sich aber einfach strukturieren lassen. Desweiteren kann nach einer nächsten Erfindungsausgestaltung das Halbleitersubstrat sauerstoffarmes Silizium oder Czochralski-Silizium sein. Insbesondere bei letzterem ist seine hohe Kompensationsfähigkeit für Sauerstoff von Bedeutung.Out the last description also shows the importance of the second large parameter group. This concerns the dimensioning and distribution of the Pores in the electrically insulating layer. Can be varied alongside the distribution density, the pore diameter, the penetration depth the pores in the layer (the pores can be continuous or designed as a "blind hole") and the pore shape (the pores can run cylindrical or conical. It is clear to the person skilled in the art that by appropriate interpretation of these parameters different migration relationships result in that too fundamentally other functions of the composite structure. Other parameters of the Semiconductor composite structure according to the invention are in the range of electrically insulating layer and the semiconductor substrate. To another continuation of the invention it is advantageous if the electrically insulating material is a silicon compound, in particular silicon oxynitride, or a carbon allotrope or is a polymer, in particular photoresist or Kapton. SiON shows in particular the special photoluminescent properties already mentioned, which in use results in vigorous light emission Electroluminescence leads. The carbon allotropes include also those with fullerenes that can be doped in a special way, as well as diamond and diamond-like Layers. Photoresist or Kapton are more conventional Isolation layers that are easy to structure. Furthermore, after a next one Design of the invention, the semiconductor substrate or low-oxygen silicon Czochralski silicon. Especially with the latter is his high compensation capability for oxygen significant.
Weiterhin kann das Substrat nach den Funktionsvorgaben entsprechend dotiert sein.Farther the substrate can be doped accordingly according to the functional specifications his.
Viele der bei Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung als elektrisch leitfähigem, aber hochohmig ausgeprägtem Belag und/oder Porenfüllung benutzten Materialien haben Sensoreigenschaften nicht nur für eine physikochemische Größe, sondern für mehrere davon. Deshalb kann es in Zweifelsfällen schwierig sein, ein von einer einzigen Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung in einem Bauelement emittiertes elektrisches Signal eindeutig einer bestimmten Quelle zuzuordnen. In diesen Fällen ist es gemäß einer nächsten Erfindungsausgestaltung vorteilhaft, wenn unterschiedliche parametrierte Bereiche, insbesondere hinsichtlich der Wahl des elektrisch leitfähigen Materials, die jeweils Spektren verschiedener physiko-chemischer Groessen abdecken, benachbart auf einem gemeinsamen Halbleitersubstrat angeordnet sind. Somit können mehrere mit verschiedenen Belägen versehene Halbleiterverbundstrukturen gleichzeitig als Sensoren eingesetzt und deren Signale miteinander verglichen werden. Auch ist es dabei wichtig, auf des Vorzeichen des entsprechenden Sensorsignals zu achten. Die kombinierten Beläge können dann mit einer entsprechenden Auswerteelektronik versehen werden, sodass auf diese Weise Multifunktions-Sensoren ("künstliche Sinnesorgane") entstehen, die ein ganzes Spektrum verschiedener physiko-chemischer Größen gleichzeitig und mit hoher Zuverlässigkeit abzudecken im Stande sind. Ein einfaches Beispiel stellt eine Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung mit Silbercluster-Schichten dar, diese sind nur lichtempfindlich. Eine Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung mit elektrisch leitfähigen, aber hochohmigen Fullerit-Schichten ist hingegen empfindlich auf Licht, Feuchte, Alkohol- und Azetondämpfe, wobei Feuchte zu positiven, Licht und Organodämpfe hingegen zu negativen Signalen führen. Wenn also eine Fulleren-TOSCA, d.h. eine MOSBIT-Struktur ein negatives Signal und gleichzeitig eine Silbercluster-TOSCA-Struktur kein Signal liefert, so kann die Quelle eindeutig mit Organodämpfen identifiziert werden, Lichteinfall als Ursache scheidet aus. Umgekehrt ist bei gleichzeitigem Ansprechen beider Sensoren Lichteinfall mit Sicherheit anzunehmen; die zusätzliche Anwesenheit von Organodämpfen ist nun noch möglich, aber nicht sicher. Ein dritter, hier zu Vergleichszwecken herangezogener Sensor, z.B. Halbleiterverbundstruktur mit SnO-Belag, kann dann zur Entscheidung zu Rate gezogen werden. Wenn dieser anspricht, dann ist außer Lichteinfall auch Alkoholdampf vorhanden. Weiterhin ist es auch möglich, andere Parameter, beispielsweise die Porendichte, bereichsweise zu verändern. Weitere Parametrierungen sind den Ausführungsbeispielen im speziellen Beschreibungsteil und der Tabelle in den Figuren zu entnehmen.Lots the semiconductor composite structure according to the invention as electrical conductive, but highly resistive Covering and / or pore filling used materials have sensor properties not only for a physicochemical Size, but for several from that. Therefore, when in doubt, it can be difficult to get one of a single semiconductor composite structure according to the invention in one Component emitted electrical signal clearly a certain Assign source. In these cases is it according to one next Invention design advantageous if different parameterized Areas, in particular with regard to the choice of the electrically conductive material, which each cover spectra of different physico-chemical parameters, are arranged adjacent to a common semiconductor substrate. So you can several with different toppings provided semiconductor composite structures simultaneously as sensors used and their signals are compared. Also it is important to check the sign of the corresponding sensor signal to watch out for. The combined rubbers can then be provided with appropriate evaluation electronics, so that multifunction sensors ("artificial sense organs") are created in this way a whole spectrum of different physico-chemical parameters at the same time and with high reliability are able to cover. A simple example is a composite semiconductor structure according to the invention with silver cluster layers, these are only sensitive to light. A semiconductor composite structure according to the invention electrically conductive, but high-resistance fullerite layers, however, is sensitive to Light, moisture, alcohol and acetone vapors, whereby moisture leads to positive, Light and organo fumes however lead to negative signals. So if a fullerene TOSCA, i.e. a MOSBIT structure a negative Signal and at the same time a silver cluster TOSCA structure no signal supplies, the source can be clearly identified with organo vapors incidence of light as the cause is ruled out. Conversely, at simultaneous response of both sensors with certainty accept; the additional Presence of organic vapors is still possible but not sure. A third, used here for comparison purposes Sensor, e.g. Semiconductor composite structure with SnO coating, can then be consulted for decision. If this responds, then is out Incident light also contains alcohol vapor. Furthermore it is possible, other parameters, for example the pore density, in some areas to change. Further parameterizations are the exemplary embodiments in the special description part and the table in the figures.
Das Verfahren zur Herstellung einer parametrierten Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung umfasst grundsätzlich folgende Verfahrensschritte
- I. Aufbringen einer Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material auf ein p- oder n-dotiertes Halbleitersubstrat
- II. Erzeugung von Dotierungskanälen in der Schicht aus dem elektrisch isolierenden Material
- III. Aufbringen eines Belages aus einem elektrisch leitfähigen Material in den Dotierungskanälen und auf der Schicht aus dem elektrisch isolierenden Material und
- IV. Aufbringen von Elektroden auf der Schicht aus dem elektrisch isolierenden Material und dem Halbleitersubstrat.
- I. Applying a layer of an electrically insulating material to a p- or n-doped semiconductor substrate
- II. Generation of doping channels in the layer from the electrically insulating material
- III. Applying a coating of an electrically conductive material in the doping channels and on the layer of the electrically insulating material and
- IV. Application of electrodes on the layer of the electrically insulating material and the semiconductor substrate.
Dabei können die einzelnen Verfahrensschritte mit an sich bekannten Methoden durchgeführt werden. Insbesondere der Verfahrensschritt I, in dem eine elektrisch isolierende Oxidschicht durch herkömmliche thermische Oxidation hergestellt werden kann, kann jedoch auch bevorzugt mittels einer Plasma-Chemical-Vapor-Deposition bei einer Prozesstemperatur in einem Temperaturbereich von 200°C bis 300°C durchgeführt werden. Der bei dieser Depositionstechnik, bei der das Material aus dem Plasmazustand abgeschieden wird, moderate Temperaturbereich führt zu einer erheblichen Energieersparnis. Hierbei kann durch genaue Einstellung der Plasma-Parameter die genaue stöchiometrische Zusammensetzung der bevorzugt herzustellenden, lichtemittierenden SiON-Schicht bestimmt werden, was sowohl die gegebenenfalls benötigte Ätzbarkeit als auch die Lumineszenz-Ausbeute bestimmt. Weiterhin wird keine Vakuum- und Reinraumtechnik zur Herstellung der Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung benötigt, was sich ebenfalls kostensenkend auswirkt. Die Dotierungskanäle in Verfahrensschritt II können beispielsweise herkömmlich durch maskenbehaftete oder maskenfreie Lithographieverfahren, beispielsweise mit einem Elektronenstrahl, hergestellt werden, wobei hier untere Strukturgrenzen im Bereich von 100 nm erreicht werden. Deshalb kann bevorzugt der Verfahrensschritt II zur Ausbildung von Dotierungskanälen als nanoskalierte Poren mit wählbarer Verteilung in der Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material sowie wählbarem Porendurchmesser, Porentiefe und Porenform mittels Bestrahlung der Schicht aus dem elektrisch isolierenden Material mit hochenergetischen Schwerionen durchgeführt werden, wobei die Porenparameter durch die Wahl der Bestrahlungsparametereinstellbar sind. Durch Anwendung von Ionenstrahlung können insbesondere nanoskalierte Poren mit hoher Präzision relativ einfach hergestellt und in industriellem Maßstab vorkonfektioniert werden. Dabei kann zum einen direkt durch die Ionenbestrahlung eine Umwandlung des nichtleitenden Materials in leitendes Material im Bereich der Poren erfolgen, beispielweise bei einer Umwandlung von elektrisch nichtleitendem Kohlenstoff mit sp3-Struktur (Diamantstruktur) in elektrisch leitenden Kohlenstoff mit sp2-Struktur (graphitähnlicher Struktur). Weiterhin kann nach einer vorteilhaften Erfindungsweiterbildung im Verfahren aber auch vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt II zur Ausbildung von Dotierungskanälen ein an die Bestrahlung anschließendes Ätzen der Ionenspuren durchgeführt wird, wobei die Porenparameter durch die Wahl der Ätzparameter, insbesondere der Ätzdauer, einstellbar sind. Damit können die Porenparameter sowohl durch die Bestrahlung als auch durch die Ätzung eingestellt werden.The individual process steps can be carried out using methods known per se. In particular, method step I, in which an electrically insulating oxide layer can be produced by conventional thermal oxidation, can, however, also preferably be carried out by means of a plasma chemical vapor deposition at a Pro temperature in a temperature range from 200 ° C to 300 ° C. The moderate temperature range in this deposition technique, in which the material is separated from the plasma state, leads to considerable energy savings. The exact stoichiometric composition of the preferred light-emitting SiON layer to be produced can be determined by precise setting of the plasma parameters, which determines both the etchability that may be required and the luminescence yield. Furthermore, no vacuum and clean room technology is required to produce the semiconductor composite structure according to the invention, which also has a cost-reducing effect. The doping channels in method step II can be produced conventionally, for example, by masked or mask-free lithography methods, for example using an electron beam, lower structural limits in the range of 100 nm being achieved here. Process step II for forming doping channels as nanoscaled pores with a selectable distribution in the layer made of an electrically insulating material and a selectable pore diameter, pore depth and pore shape can therefore preferably be carried out by irradiating the layer made of the electrically insulating material with high-energy heavy ions, the pore parameters being determined by the choice of radiation parameters can be set. The use of ion radiation makes it particularly easy to manufacture nanoscale pores with high precision and to pre-assemble them on an industrial scale. On the one hand, the ion radiation can convert the non-conductive material into conductive material in the region of the pores, for example when converting electrically non-conductive carbon with an sp 3 structure (diamond structure) into electrically conductive carbon with an sp 2 structure (graphite-like structure) ). Furthermore, according to an advantageous further development of the invention in the method, it can also be provided that in step II to form doping channels, an etching of the ion traces following the irradiation is carried out, the pore parameters being adjustable by the choice of the etching parameters, in particular the etching time. The pore parameters can thus be set both by the radiation and by the etching.
Bei der Bestrahlung der aus einem elektrisch leitenden Substrat und einer elektrisch isolierenden Schicht aufgebauten Struktur, beispielsweise SiO2/Si oder SiON/Si-Strukturen, mit hochenergetischen Schwerionen richtet sich die Wahl der Ionensorte und der Ionenenergie nach der durch das anschließende Ätzen zu erzielenden Spurengeometrie für die herzustellenden Poren. Dabei sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Porenherstellung durch Ionenbestrahlung, für die ein Teilchenbeschleuniger erforderlich ist, durch eine bevorratende Halbzeugherstellung überraschend preiswert – insbesondere auch gegenüber herkömmliche Herstellungsverfahren – durchgeführt werden kann. Beispielsweise ergeben sich bei angenommenen Kosten von 1000 EUR pro Stunde Strahlzeit an einem typischen Schwerionenbeschleuniger mit einem Strahlfluss von 109 Ionen/s für eine Bestrahlung einer Waferscheibe mit 10 cm Durchmesser zur Erzeugung von 107 Ionenspuren pro cm2 Kosten von nur ungefähr 20 Cent. Bei sehr schweren Projektilionen (z.B. Xe, Au) und hohen Energien (ungefähr hunderte von MeV bis einige GeV) können durch anschließende Ätzung in geeigneten Materialien wie SiON Poren mit nahezu zylindrischer Geometrie erzeugt werden, bei Projektilionen mittlerer Ordnungszahl (z.B. Ar, Kr) und geringeren Energien (ungefähr dutzende von MeV bis ungefähr 100 MeV) werden die Ätzstrukturen nadelförmig (konisch) bzw. trichterförmig. Mit sehr leichten Projektilionen ist das Herausätzen besonderer Strukturen nicht möglich. Die Ionenbestrahlung kann, je nach der Anwendung, entweder die ganze Oberfläche bedecken oder mit Hilfe von Lithographie zweidimensional strukturiert werden. Dabei kann die Strukturierung beispielsweise eine Zuordnung der Poren zu den anzubringenden Elektroden auf der Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material vorsehen. Das Ätzmittel beim gegebenenfalls nachfolgenden Ätzen der Ionenspuren ist üblicherweise Flusssäure, die Wahl der Ätzmittel-Konzentration und Ätzdauer richtet sich nach dem zu ätzenden Material (beispielsweise SiO2, SION) und dessen genauer chemischer Zusammensetzung. Je nach Anwendung kann die Ionenspur durch Variation der Ätzdauer auf ganzer Länge, d.h. bis hin zur Substrat-Grenzschicht, oder nur teilweise als nadelförmiger Hohlraum angeätzt werden beziehungsweise. kann die Ionenspur auf verschiedene Durchmesser geöffnet werden. Durchdringen die Poren die elektrisch isolierende Schicht nicht vollständig, erfolgt eine Ladungsträgerinjektion primär in die elektrisch isolierende Schicht, was insbesondere bei SiON zu einer erhöhten Lichtausbeute führt. Dieses Konzept ist daher insbesondere für optoelektronische Bauelemente geeignet. Die Ätzdauer bestimmt somit über Porenlänge und -durchmessen die Funktionsweise der daraus entwickelten Strukturen beispielsweise als npn- oder pnp-Transistoren. Daher lassen sich bei der Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung erstmals typische Strukturen anders als durch Dotieren mit Fremdatomen herstellen.When the structure composed of an electrically conductive substrate and an electrically insulating layer, for example SiO 2 / Si or SiON / Si structures, is irradiated with high-energy heavy ions, the choice of the ion type and the ion energy depends on the trace geometry to be achieved by the subsequent etching for the pores to be produced. It should be noted at this point that the pore production by ion irradiation, for which a particle accelerator is required, can be carried out surprisingly inexpensively by a stock production of semifinished products - in particular also compared to conventional production processes. For example, assuming costs of EUR 1000 per hour of beam time on a typical heavy ion accelerator with a beam flow of 10 9 ions / s for irradiating a wafer with a diameter of 10 cm to produce 10 7 ion tracks per cm 2, the costs are only about 20 cents. With very heavy projectile ions (e.g. Xe, Au) and high energies (approximately hundreds of MeV to a few GeV), subsequent etching in suitable materials such as SiON can produce pores with an almost cylindrical geometry, with projectile ions of medium atomic number (e.g. Ar, Kr) and Lower energies (approximately dozen from MeV to approximately 100 MeV), the etching structures become needle-shaped (conical) or funnel-shaped. With very light projectiles it is not possible to etch out special structures. Depending on the application, the ion irradiation can either cover the entire surface or be structured two-dimensionally with the help of lithography. The structuring can provide, for example, an assignment of the pores to the electrodes to be attached on the layer made of an electrically insulating material. The etchant during the subsequent etching of the ion traces is usually hydrofluoric acid, the choice of the etchant concentration and duration depends on the material to be etched (for example SiO2, SION) and its precise chemical composition. Depending on the application, the ion trace can be etched or varied only as a needle-shaped cavity by varying the etching duration over its entire length, ie down to the substrate boundary layer. the ion track can be opened to different diameters. If the pores do not penetrate completely through the electrically insulating layer, a charge carrier injection takes place primarily into the electrically insulating layer, which leads to an increased light yield, particularly in the case of SiON. This concept is therefore particularly suitable for optoelectronic components. The etching duration thus determines the functioning of the structures developed therefrom, for example as npn or pnp transistors, via pore length and diameter. Therefore, in the semiconductor composite structure according to the invention, typical structures can be produced for the first time differently than by doping with foreign atoms.
Das Aufbringen der elektrisch leitfähigen, aber hochohmigen Schicht gemäß Verfahrensschritt III, insbesondere auf die SiO2- bzw. SiON-Schicht und in die geätzten Ionenspuren, kann beispielsweise durch Silber-Bedampfung oder chemische Deposition von Silber oder einem anderen leitfähigen Material erfolgen. Möglich ist auch eine Abscheidung aus der flüssigen Phase über ein entsprechend eingestelltes Kolloid. Beim Aufbringen soll der Belag in seiner Leitfähigkeit so eingestellt sein, dass er einerseits gute Ladungsinjektion durch die Ionenspuren in das darunterliegende Si ermöglicht, andererseits aber einen nicht vernachlässigbaren Widerstand an der Oberfläche aufweist, sodass Mehrfachkontaktierungen an der Oberfläche ohne Kurzschluss zwischen diesen Kontakten möglich sind („Teilleitfähigkeit"). Als geeignete leitfähige Schicht sind z.B. dispers verteilte Nanocluster aus Metall oder leitenden Oxiden, wie Indium-Zinn-Oxid (ITO), möglich – letzteres wegen der Transparenz von ITO speziell für optische Anwendungen. Die teilleitfähige Schicht kann, je nach der Anwendung, entweder die ganze Probe bedecken oder mit Hilfe von Lithographie zweidimensional strukturiert werden. Abschließend wird in Verfahrensschritt IV die hergestellte Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung an den für die gewünschte Funktionsweise strategisch geeigneten Stellen in bekannter Weise kontaktiert und elektrisch verbunden. Je nach der geometrischen Anordnung der Poren, der leitenden Schichten und der elektrischen Kontakte kann somit ein Übergang von der einfachen digitalen Schaltungstechnik auf mehrstufige Logik-Bauelemente erfolgen.The electrically conductive but high-resistance layer according to method step III, in particular onto the SiO 2 or SiON layer and into the etched ion traces, can be applied, for example, by silver vapor deposition or chemical deposition of silver or another conductive material. It is also possible to separate it from the liquid phase using an appropriately adjusted colloid. When applying the covering in its conductivity must be set in such a way that on the one hand it enables good charge injection through the ion traces into the underlying Si, but on the other hand it has a non-negligible resistance on the surface, so that multiple contacts on the surface are possible without a short circuit between these contacts ("partial conductivity") Suitable conductive layers are, for example, disperse dispersed nanoclusters made of metal or conductive oxides, such as indium tin oxide (ITO) - the latter because of the transparency of ITO especially for optical applications. Depending on the application, the partially conductive layer can either the whole Finally, in process step IV, the semiconductor composite structure produced according to the invention is contacted and electrically connected at the locations strategically suitable for the desired mode of operation in a known manner Geometric arrangement of the pores, the conductive layers and the electrical contacts can thus result in a transition from simple digital circuit technology to multi-stage logic components.
Analog zu einer kombinierten Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung mit bereichsweise veränderten Parametern ist es gemäß einer Verfahrensausgestaltung auch vorteilhaft, wenn im Verfahrensschritt III unterschiedliche Beläge aus einem elektrisch leitfähigen Material in den Dotierungskanälen und auf der Schicht aus dem elektrisch isolierenden Material aufgebracht werden. Somit können in ihren Parametern nahezu beliebig gewählte und kontinuierlich und/oder diskontinuierlich verlaufende Halbleiterverbundstrukturen nach der Erfindung hergestellt werden.Analogous to a combined semiconductor composite structure according to the invention with areas changed It is according to one parameter Process design also advantageous if in the process step III different rubbers from an electrically conductive Material in the doping channels and applied to the layer of electrically insulating material become. So you can in their parameters almost arbitrarily chosen and continuously and / or discontinuous semiconductor composite structures after the Invention are made.
Ein besondere Vorteil der parametrierten Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung ist ihre erhebliche Universalität und Flexibilität, die zur Ausprägung der unterschiedlichsten Bauelemente, auch mit unterschiedlichen physikalischen Funktionsprinzipien, aber trotzdem zu einem einheitlichen Erscheinungsbild führt. Die neue Halbleiterverbundstruktur ist als einheitliches Ausgangsmaterial für die praktische nanometrische Realisierung von elektronischen und optoelektronischen Basisbauelementen geeignet wie beispielsweise Widerstand, Stromsteuennriderstand, Kapazität, Diode, S-Tunneldiode, Thermowiderstand, Thermokapazität, Optowiderstand, Optokapazität, Fotodiode, Bipolar(foto)transistor, Fotozelle, Leuchtdiode, Hygrowiderstand, Hygrokapazität, Hygrodiode, Hygrozelle, Organogas-Widerstand, Organogas-Kapazität, Organogas-Diode, und Organogaszelle. Eine vorteilhafte Anwendung der parametrierten Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung ist daher gekennzeichnet durch eine Funktion als elektronisches, aktives oder passives Bauelement, insbesondere in einer Ausbildung als Transistor, Kondensator, Widerstand oder Schwingkreis (Hochfrequenzbauelement), als optoelektronisches Bauelement, insbesondere in einer Ausbildung als Lichtemitter oder Lichtdetektor, als hygroelektronische Bauelement, insbesondere in der Ausbildung als Hygrozelle, oder als sensorisches Bauelement, insbesondere in einer Ausbildung als Sensorzelle, oder als Kombination dieser Bauelemente, wobei die jeweilige funktionelle Ausprägung durch die Parametrierung der Halbleiterverbundstruktur, insbesondere durch die Ausprägung der Dotierungskanäle in Form von Poren und dem Belag aus dem elektrisch leitenden Material in Form von Nanoclustern, sowie durch eine partielle Einstellung des Arbeitspunktes durch Variation der Beaufschlagungsgrößen und durch die Anordnung der Elektroden ausgebildet wird. Spezielle Ausführungsbeispiele werden im speziellen Beschreibungsteil gegeben.On particular advantage of the parameterized semiconductor composite structure The invention is its considerable universality and flexibility that shaping a wide variety of components, including different ones physical operating principles, but still to a uniform Appearance. The new semiconductor composite structure is a uniform starting material for the practical nanometric realization of electronic and optoelectronic Suitable basic components such as resistance, current control resistor, Capacity, Diode, S-tunnel diode, thermoresistor, thermocapacity, optoresistor, Opto capacity Photodiode, bipolar (photo) transistor, photocell, light-emitting diode, hygrow resistor, Hygro capacitance, hygrodiode, Hygro cell, organogas resistance, organogas capacity, organogas diode, and organogas cell. An advantageous application of the parameterized semiconductor composite structure according to the invention is therefore characterized by a function as an electronic, active or passive component, in particular in training as a transistor, capacitor, resistor or Resonant circuit (high-frequency component), as an optoelectronic component, especially in training as a light emitter or light detector, as a hygroelectronic component, especially in training as a hygro cell, or as a sensory component, especially in training as a sensor cell or as a combination of these components, where the respective functional expression through the parameterization the semiconductor composite structure, in particular by the expression of the doping channels in the form of pores and the covering made of the electrically conductive material in the form of nanoclusters, as well as by a partial setting of the working point by varying the exposure parameters and is formed by the arrangement of the electrodes. Special embodiments are given in the special description section.
Grundsätzlich zeigt die Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung nicht nur passive sondern auch aktive Eigenschaften. Bei realisierten elektronischen Bauelementen mit passiven Eigenschaften werden vorhandenen Signale unter üblicher Abschwächung der Signale modifiziert, bei aktiven Bauelementen werden Signale erzeugt und Verstärkerfunktionen generiert. Die Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung zeigt einen echten Transistor-Effekt. Somit kann die Halbleiterverbundstruktur vorteilhaft je nach seiner konstruktiven Auslegung sowohl als aktives als auch als passives elektronisches Bauelement eingesetzt werden. Es gibt Parameterkombinationen (beispielsweise bei: nicht photolumineszentem SiON auf p-Si; Ionenspuren 50 s geätzt, mit Ag-Clustern), die zu Charakteristiken mit stark negativen Widerständen führen. Diese Parameterkombination ist photoresistiv, d.h. Lichteinfall bedeutet Aufstellung der Iv/Vvw-Charakteristik, sodass die Verstärkung stark ansteigt. Von einer kritischen Lichtintensität ab, beispielsweise zwischen Tageslicht und Licht eines 1 mW-Lasers, wird der Widertand positiv und die Verstärkung bricht zusammen. Auf Grund der sehr steilen Charakteristik reagiert das Bauelement also extrem empfindlich auf kleinste Unterschiede in der Lichtintensität, sodass sich hier die Konstruktion eines sehr empfindlichen Photometers anbietet. Weitere Anwendungsmöglichkeiten sind analoge und digitale bidirektionale Verstärker mit der Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung als Entdämpfungsglied im Sinne einer Tunnel- oder Esaki-Diode unter Ausnutzung des fallenden Teils des Kennlinienverlaufes. Diese Bidirektionalität stellt einen besonderen Vorteil dar: mit einem herkömmlichen Transistor funktioniert eine Schaltung nur in unidirektional, z.B. vom Mikrofon zum Lautsprecher. Mit einem auf der Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung basierenden Bauelement kann auch die umgekehrte Richtung vom Lautsprecher zum Mikrofon genutzt werden. Eine weitere Anwendung, die sich aus der aktiven Verstärkerfunktion ergibt, stellt beispielsweise ein Oszillator dar.Basically, the semiconductor composite structure according to the invention shows not only passive but also active properties. In the case of implemented electronic components with passive properties, existing signals are modified with the usual attenuation of the signals, in the case of active components signals are generated and amplifier functions are generated. The semiconductor composite structure according to the invention shows a real transistor effect. Depending on its design, the semiconductor composite structure can thus advantageously be used both as an active and as a passive electronic component. There are combinations of parameters (for example in the case of: non-photoluminescent SiON on p-Si; ion traces etched for 50 s, with Ag clusters) that lead to characteristics with strongly negative resistances. This combination of parameters is photoresistive, which means that incidence of light means setting up the I v / V vw characteristic, so that the gain increases sharply. From a critical light intensity, for example between daylight and light from a 1 mW laser, the resistance becomes positive and the gain breaks down. Due to the very steep characteristics, the component is extremely sensitive to the smallest differences in light intensity, so that the construction of a very sensitive photometer is an option. Further possible applications are analog and digital bidirectional amplifiers with the semiconductor composite structure according to the invention as an attenuator in the sense of a tunnel or Esaki diode using the falling part of the characteristic curve. This bidirectionality represents a particular advantage: with a conventional transistor, a circuit only works in one direction, for example from the microphone to the loudspeaker. With a component based on the semiconductor composite structure according to the invention, the reverse direction from the loudspeaker to the microphone can also be used. Another application that arises from the active amplifier function is, for example, discontinued Oscillator.
Ausbildungsformen der Erfindung werden zu deren weiteren Verständnis nachfolgend anhand der schematischen Figuren näher erläutert. Dabei zeigtforms of training To further understand the invention, the following are based on the schematic Figures closer explained. It shows
und
die folgenden Figuren Schaltungsanordnungen für eine Anwendung der Halbleiterverbundstruktur nach
der Erfindung mit leitfähigen
Nanoclustern (TOSCA) als
and the following figures circuit arrangements for an application of the semiconductor composite structure according to the invention with conductive nanoclusters (TOSCA) as
und
die folgenden Figuren Schaltungsanordnungen für eine Anwendung der Halbleiterverbundstruktur nach
der Erfindung mit feuchteempfindlichem Fullerit (MOSBIT) als
and the following figures circuit arrangements for an application of the semiconductor composite structure according to the invention with moisture-sensitive fullerite (MOSBIT) as
Bereits weiter oben wurde erwähnt, dass sich die Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung treffend mit „TOSCA" als Akronym für „Tracks in Oxide on Silicon for Charge Applications" bezeichnen lässt. Analog dazu kann eine TOSCA-Struktur mit feuchteempfindlichem Fulleren als elektrisch leitfähigem, aber hochohmigen Belag auf der elektrisch isolierenden Schicht mit dem Akronym „MOSBIT" treffend charakterisiert werden, wobei es sich dabei um die Abkürzung der Bezeichnung: „MOisture Sensoring with Buckminsterfullerene in Ion Tracks" handelt. Eine Beschränkung der Erfindung durch die Verwendung dieser Begriffe auf spezielle Ausführungsformen, die zu der Begriffswahl geführt haben, ist dadurch aber nicht gegeben.It has already been mentioned above that the semiconductor composite structure according to the invention can be aptly named "TOSCA" as an acronym for "tracks in oxide on silicon for charge applications". Analogously, a TOSCA structure with moisture-sensitive fullerene as an electrically conductive but high-resistance coating on the electrically insulating layer can be aptly characterized with the acronym "MOSBIT", which is the abbreviation of the term: "MOisture Sensoring with Buckminsterfullerene in Ion Tracks "acts. A limitation of the invention by the use However, this does not result in the extension of these terms to specific embodiments that led to the choice of terms.
Die
In
der
Die
Theoretische
Beschreibung der Struktur. Es wurden erste Versuche unternommen,
die Funktionsweise der neuen Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung
physikalisch zu begründen.
Hierzu wurde ein Äquivalent-Netzwerk gemäß
Mit
diesem Ansatz lassen sich die Beiträge der einzelnen Komponenten
abschätzen.
Besonders ist hier der Spurwiderstand Rt von
Interesse, weil seine Größe die An-
oder Abwesenheit von Schichten mit freien Ladungsträgern kontrolliert,
also die Inversions- oder Anreicherungsschichten und konsequenterweise
auch die Werte Rc, DL und
RL. Die detaillierte Beschreibung der Iv-Vvw Charakteristik
nach diesem Modell liefert Resultate, die zumindest qualitativ mit den
Beobachtungen übereinstimmen.
Zwei Fälle müssen hierbei
unterschieden werden, die mit Typ
Die
an Hand des Äquivalent-Netzwerkes
gemäß
In
der
Die
In
der
In
der
Die
Die
in den
Die
Bei
der Einstellung des I,U-Arbeitspunktes gemäß einer Anwendung als Signalfrequenzvervielfacher
nach
Die
weitere Anwendung nach
Die
folgenden
In
der
In
der
In
der
In
der
In
der
In
der
In
der
Zusammenfassend gesehen kann an der vorangehend beschriebenen, umfangreichen, aber nicht als abschließend zu betrachtenden Palette von Halbleiterbauelemente die große Flexibilität der Halbleiterverbundstruktur nach der Erfindung und deren einheitliche Anwendungsform erkannt werden. Zusammen mit der neuen Halbleiterstruktur nach der Erfindung kann somit auch eine neue, preiswerte Klasse von einfach herstell- und steuerbaren Halbleiterbauelementen zur Verfügung gestellt werden. Die Produktion dieser Strukturen benötigt, abgesehen von einem Großbeschleuniger zur Ionenspurenherstellung, lediglich Nasschemie ohne Reinraum- und Vakuumbedingungen.In summary seen on the above, extensive, but not as a final range of semiconductor components to be considered the great flexibility of the semiconductor composite structure recognized according to the invention and its uniform application form become. Together with the new semiconductor structure according to the invention can therefore also create a new, inexpensive class of simply and controllable semiconductor components are provided. The production of these structures needed apart from a large accelerator for ion trace production, only wet chemistry without clean room and vacuum conditions.
- DNPDNP
- Nanopartikelnanoparticles
- ECMECM
- elektrisch leitfähiges Materialelectrical conductive material
- EILEIL
- angrenzende Schicht aus elektrisch isolierendem Materialadjoining Layer of electrically insulating material
- MOSBITMOSBIT
- MOisture Sensoring with Buckminsterfullerene in Ion TracksMoisture Sensoring with Buckminsterfullerene in Ion Tracks
- o, v, wO, v, w
- Elektrode, AnschlussElectrode, connection
- PSCPSC
- HalbleiterverbundstrukturSemiconductor composite structure
- SCSSCS
- HalbleitersubstratSemiconductor substrate
- TOSCATOSCA
- Tracks in Oxide on Silicon for Charge Applicationstracks in Oxide on Silicon for Charge Applications
- VPVP
- Porepore
Claims (13)
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10325150A DE10325150A1 (en) | 2003-05-31 | 2003-05-31 | Parameterized semiconductor composite structure with integrated doping channels, process for the production and use thereof |
KR1020057022827A KR20060017826A (en) | 2003-05-31 | 2004-05-18 | Parameterized Semiconductor Compound Structures with Integrated Doping Channels, Fabrication Methods, and Applications of the Structures |
EP04738540A EP1629270A2 (en) | 2003-05-31 | 2004-05-18 | Parameterised semiconductor structure comprising integrated doping channels, method for producing said structure and use thereof |
CNA200480015110XA CN1802758A (en) | 2003-05-31 | 2004-05-18 | Parameterised semiconductor structure comprising integrated doping channels, method for producing said structure and use thereof |
PCT/DE2004/001070 WO2004109807A2 (en) | 2003-05-31 | 2004-05-18 | Semiconductor structure comprising integrated doping channels |
JP2006508111A JP2006526279A (en) | 2003-05-31 | 2004-05-18 | Parametrized semiconductor composite structure with integrated doping channel and method for manufacturing and use thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10325150A DE10325150A1 (en) | 2003-05-31 | 2003-05-31 | Parameterized semiconductor composite structure with integrated doping channels, process for the production and use thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10325150A1 true DE10325150A1 (en) | 2004-12-30 |
Family
ID=33482463
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10325150A Withdrawn DE10325150A1 (en) | 2003-05-31 | 2003-05-31 | Parameterized semiconductor composite structure with integrated doping channels, process for the production and use thereof |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1629270A2 (en) |
JP (1) | JP2006526279A (en) |
KR (1) | KR20060017826A (en) |
CN (1) | CN1802758A (en) |
DE (1) | DE10325150A1 (en) |
WO (1) | WO2004109807A2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005040294A1 (en) * | 2005-08-21 | 2007-02-22 | Hahn-Meitner-Institut Berlin Gmbh | Capacitive nano-sensor, e.g. for measuring capacitance between capacitor surfaces, has capacitively active sensor material applied to dielectric surfaces and in voids |
DE102006047358A1 (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Hahn-Meitner-Institut Berlin Gmbh | Switching configuration for voltage pulse generation has full bridge structure applied with voltage ramp at input and which includes two resistances arranged in two arms at one side of diagonals for generating voltage pulse |
DE102007052565A1 (en) * | 2007-11-03 | 2009-05-20 | Fahrner, Wolfgang R., Prof. Dr. | Two-dimensional position-sensitive radiation sensor for detection of position and radiant power, has nano-scaled tunable electronic material with pores on silicon-radiation sensor material |
DE102012108997A1 (en) * | 2012-09-24 | 2014-03-27 | Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf | Sensor arrangement and method for producing a sensor arrangement |
Families Citing this family (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4792695B2 (en) * | 2003-11-28 | 2011-10-12 | 株式会社豊田中央研究所 | Quantum device and manufacturing method thereof |
DE102005043397B3 (en) * | 2004-08-13 | 2007-01-11 | Hahn-Meitner-Institut Berlin Gmbh | Electronic active sensor with nano-pore array, e.g. for selective detection of magnetic fields, has high impedance conductive layer on surface of dielectric and ferrous fluid in nano-pores |
DE102005015276B4 (en) * | 2005-03-26 | 2006-12-07 | Hahn-Meitner-Institut Berlin Gmbh | Device for cleaning liquids |
DE102005040293B3 (en) * | 2005-08-21 | 2006-09-21 | Hahn-Meitner-Institut Berlin Gmbh | Sound sensor has magnetoresistive sensor whereby sensor material of magnetoresistive sensor is an electrically anisotropic conductor, whereby the electric field and the magnetic field is applied to sensor material |
DE102005040297B3 (en) * | 2005-08-21 | 2007-02-08 | Hahn-Meitner-Institut Berlin Gmbh | Micro-channel plate used in a portable miniaturized electron microscope comprises micro-pores completely penetrated by a dielectric support layer which is held as a freely supported membrane in a semiconductor substrate |
FR2890438B1 (en) * | 2005-09-08 | 2007-11-30 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | SENSOR STRUCTURE, IN PARTICULAR FOR A SEVERE ENVIRONMENT IN A MOTOR VEHICLE AND PREHEATING PLUG COMPRISING SUCH A SENSOR |
GB0611560D0 (en) * | 2006-06-12 | 2006-07-19 | Univ Belfast | Improvements relating to plasmonic coupling devices |
FR2926674B1 (en) * | 2008-01-21 | 2010-03-26 | Soitec Silicon On Insulator | METHOD FOR MANUFACTURING COMPOSITE STRUCTURE WITH STABLE BONDING OXIDE LAYER |
JP5505609B2 (en) * | 2009-09-15 | 2014-05-28 | 一般財団法人ファインセラミックスセンター | Zeolite and process for producing the same |
CN101950793B (en) * | 2010-08-10 | 2012-05-30 | 电子科技大学 | Photodiode and preparation method thereof |
CN102142461B (en) * | 2011-01-07 | 2013-01-30 | 清华大学 | Gate-controlled Schottky junction tunneling field effect transistor and method of forming the same |
DE102011015942B3 (en) * | 2011-04-02 | 2012-02-16 | Karlsruher Institut für Technologie | Pressure probe for detection of natural methane hydrate in sediments at bottom of sea water, has temperature sensor and permittivity sensor provided in thermal contact with each other, and provided with insulation layer at surface |
DE102011054501A1 (en) | 2011-10-14 | 2013-04-18 | Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf | Sensor and method for manufacturing a sensor |
CN103258958B (en) * | 2013-05-13 | 2015-09-23 | 北京大学 | Organic resistive random access memory and preparation method thereof |
CN105474006B (en) * | 2013-05-29 | 2017-10-27 | Csir公司 | Field-effect transistor and gas detector comprising a plurality of field-effect transistors |
CN103376283B (en) * | 2013-07-22 | 2015-10-28 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | Trace H in a kind of ionic liquid 2the detection method of O |
CN104614403B (en) * | 2015-01-22 | 2017-05-24 | 江西师范大学 | Sensor, forming method of sensor, and method for defecting gas |
EP3101695B1 (en) | 2015-06-04 | 2021-12-01 | Nokia Technologies Oy | Device for direct x-ray detection |
CN107750403A (en) * | 2015-06-19 | 2018-03-02 | 德累斯顿工业技术大学 | Organic photodetector and its production method |
EP3206235B1 (en) | 2016-02-12 | 2021-04-28 | Nokia Technologies Oy | Method of forming an apparatus comprising a two dimensional material |
CN107664624A (en) * | 2016-07-29 | 2018-02-06 | 重庆医科大学 | The other near-infrared spectral analytical method of mammalian is differentiated based on gas |
CN111051871B (en) * | 2017-08-01 | 2022-05-10 | 伊鲁米纳公司 | Field effect sensor |
KR101983848B1 (en) * | 2017-11-22 | 2019-05-29 | 부경대학교 산학협력단 | Oscillating circuit based on 2-terminal unit device and measuring method of temperature and pressure using the oscillating circuit |
CN109082084B (en) * | 2018-07-04 | 2021-06-29 | 温州大学 | A kind of polymer membrane with nano-pores and preparation method thereof |
CN112687826B (en) * | 2020-12-25 | 2024-06-07 | 北京量子信息科学研究院 | Preparation method of quantum dot device and quantum dot device |
CN112909116B (en) * | 2021-01-18 | 2023-08-04 | 华中科技大学 | Field effect transistor photoelectric detector based on dielectric layer response |
CN115064602B (en) * | 2022-06-29 | 2023-11-14 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | Single photon avalanche photodiode and method of manufacturing the same |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4482907A (en) * | 1981-03-10 | 1984-11-13 | Thomson-Csf | Planar-type field-effect transistor having metallized-well electrodes and a method of fabrication of said transistor |
US5111254A (en) * | 1990-08-17 | 1992-05-05 | Gte Laboratories Incorporated | Floating gate array transistors |
US5329214A (en) * | 1992-08-28 | 1994-07-12 | Compaq Computer Corporation | Motor drive circuit |
US5705321A (en) * | 1993-09-30 | 1998-01-06 | The University Of New Mexico | Method for manufacture of quantum sized periodic structures in Si materials |
US6278231B1 (en) * | 1998-03-27 | 2001-08-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Nanostructure, electron emitting device, carbon nanotube device, and method of producing the same |
US20020118027A1 (en) * | 2000-10-24 | 2002-08-29 | Dmitri Routkevitch | Nanostructured ceramic platform for micromachined devices and device arrays |
US20020192441A1 (en) * | 2000-05-30 | 2002-12-19 | The Penn State Research Foundation | Electronic and opto-electronic devices fabricated from nanostructured high surface to volume ratio thin films |
US20030057451A1 (en) * | 1993-11-02 | 2003-03-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Aggregate of Semicnductor micro-needles and method of manufacturing the same, and semiconductor apparatus and method of manufacturing the same |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1096569A1 (en) * | 1999-10-29 | 2001-05-02 | Ohnesorge, Frank, Dr. | Quantum wire array, uses thereof, and methods of making the same |
DE10123876A1 (en) * | 2001-05-16 | 2002-11-28 | Infineon Technologies Ag | Nanotube array comprises a substrate, a catalyst layer having partial regions on the surface of the substrate, nanotubes arranged on the surface of the catalyst layer parallel |
-
2003
- 2003-05-31 DE DE10325150A patent/DE10325150A1/en not_active Withdrawn
-
2004
- 2004-05-18 CN CNA200480015110XA patent/CN1802758A/en active Pending
- 2004-05-18 WO PCT/DE2004/001070 patent/WO2004109807A2/en active Application Filing
- 2004-05-18 EP EP04738540A patent/EP1629270A2/en not_active Withdrawn
- 2004-05-18 JP JP2006508111A patent/JP2006526279A/en active Pending
- 2004-05-18 KR KR1020057022827A patent/KR20060017826A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4482907A (en) * | 1981-03-10 | 1984-11-13 | Thomson-Csf | Planar-type field-effect transistor having metallized-well electrodes and a method of fabrication of said transistor |
US5111254A (en) * | 1990-08-17 | 1992-05-05 | Gte Laboratories Incorporated | Floating gate array transistors |
US5329214A (en) * | 1992-08-28 | 1994-07-12 | Compaq Computer Corporation | Motor drive circuit |
US5705321A (en) * | 1993-09-30 | 1998-01-06 | The University Of New Mexico | Method for manufacture of quantum sized periodic structures in Si materials |
US20030057451A1 (en) * | 1993-11-02 | 2003-03-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Aggregate of Semicnductor micro-needles and method of manufacturing the same, and semiconductor apparatus and method of manufacturing the same |
US6278231B1 (en) * | 1998-03-27 | 2001-08-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Nanostructure, electron emitting device, carbon nanotube device, and method of producing the same |
US20020192441A1 (en) * | 2000-05-30 | 2002-12-19 | The Penn State Research Foundation | Electronic and opto-electronic devices fabricated from nanostructured high surface to volume ratio thin films |
US20020118027A1 (en) * | 2000-10-24 | 2002-08-29 | Dmitri Routkevitch | Nanostructured ceramic platform for micromachined devices and device arrays |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
LÜTH, H. et al.: "Biochemical sensors with struc- tured and porous silicon capacitors", Materials Science and Engineering B69-70 (2000) 104-108 * |
SCHÖNING, M.J: et al.: "Recent advances in biolo- gically field-effect transistors (BioFETs)", Analysts, 2002, 127, 1137-1151) * |
WANG, J. et al.: "Dual amperometric-potentiome- tric biosensor detection system for monitoring organophosphorus neurotoxins", Analytica Chimica Acta 49 (2002) 197-203) * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005040294A1 (en) * | 2005-08-21 | 2007-02-22 | Hahn-Meitner-Institut Berlin Gmbh | Capacitive nano-sensor, e.g. for measuring capacitance between capacitor surfaces, has capacitively active sensor material applied to dielectric surfaces and in voids |
DE102006047358A1 (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Hahn-Meitner-Institut Berlin Gmbh | Switching configuration for voltage pulse generation has full bridge structure applied with voltage ramp at input and which includes two resistances arranged in two arms at one side of diagonals for generating voltage pulse |
DE102007052565A1 (en) * | 2007-11-03 | 2009-05-20 | Fahrner, Wolfgang R., Prof. Dr. | Two-dimensional position-sensitive radiation sensor for detection of position and radiant power, has nano-scaled tunable electronic material with pores on silicon-radiation sensor material |
DE102012108997A1 (en) * | 2012-09-24 | 2014-03-27 | Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf | Sensor arrangement and method for producing a sensor arrangement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2004109807A3 (en) | 2005-02-10 |
KR20060017826A (en) | 2006-02-27 |
WO2004109807A2 (en) | 2004-12-16 |
CN1802758A (en) | 2006-07-12 |
EP1629270A2 (en) | 2006-03-01 |
JP2006526279A (en) | 2006-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10325150A1 (en) | Parameterized semiconductor composite structure with integrated doping channels, process for the production and use thereof | |
DE69418143T2 (en) | Method for producing an aggregate of micro-needles from semiconductor material | |
DE2550933C2 (en) | Semiconductor photodiode for an alternating current operated light valve and method for their manufacture | |
DE112016002770T5 (en) | Organic photodetectors and their production processes | |
DE10116876B4 (en) | Process for doping electrically conductive organic compounds, organic field effect transistor and process for its production | |
DE69320712T2 (en) | Process for the production of nano-arrangements and nano-arrangements produced according to this process | |
DE10123876A1 (en) | Nanotube array comprises a substrate, a catalyst layer having partial regions on the surface of the substrate, nanotubes arranged on the surface of the catalyst layer parallel | |
WO1998053504A1 (en) | Single-electron memory component | |
DE102007043648A1 (en) | Organic photodetector for the detection of infrared radiation, process for the preparation thereof and use | |
DE69636016T2 (en) | Verharen to produce a light receiving device | |
DE102012220731A1 (en) | Reducing the contact resistance for field effect transistor units | |
DE102018213062B3 (en) | Integrated electronic circuit comprising a first transistor and a ferroelectric capacitor and method for its production | |
DE10306076B4 (en) | Quantum dot of electrically conductive carbon, method of manufacture and application | |
DE2803203A1 (en) | PHOTOTRANSISTOR | |
DE69911012T2 (en) | FLAT ELECTRON EMITTER | |
DE69216061T2 (en) | Organic field effect switching arrangement | |
DE102013212735A1 (en) | Sensor component for a gas and / or liquid sensor, method for producing a sensor component for a gas and / or liquid sensor and method for detecting at least one substance in a gaseous and / or liquid medium | |
DE3721793C2 (en) | ||
DE102016202607A1 (en) | Method for producing a layer with perovskite material and device with such a layer | |
EP1442486B1 (en) | Solar cell with organic material in the photovoltaic layer and method for the production thereof | |
DE2228931C2 (en) | Integrated semiconductor arrangement with at least one material-different semiconductor junction and method for operation | |
DE4101110C2 (en) | Process for producing and using a photoconductive material | |
DE102019113346A1 (en) | Optoelectronic component and method for producing the same | |
EP0901613B1 (en) | Photon detector and method of manufacturing it | |
DE102004058765B4 (en) | Electronic nanodevice with a tunnel structure and method of manufacture |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8122 | Nonbinding interest in granting licences declared | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: HELMHOLTZ-ZENTRUM BERLIN FUER MATERIALIEN UND , DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |