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Dokumentenidentifikation DE4102285A1 06.08.1992
Titel Verfahren zur Herstellung einer Membrandiode
Anmelder Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn, DE
Erfinder Welser, Wolfgang, 8011 Heimstetten, DE
DE-Anmeldedatum 26.01.1991
DE-Aktenzeichen 4102285
Offenlegungstag 06.08.1992
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.08.1992
IPC-Hauptklasse H01L 31/118
IPC-Nebenklasse H01L 31/18   H01L 21/329   G01T 1/24   
Zusammenfassung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Membrandioden durch mikromechanische Ätzverfahren, die durch Anpassung der Ätztiefe auf die Strahlenart optimal zum Nachweis und zur Detektion der Strahlung verwendbar sind. Ein Ausführungsbeispiel ist beschrieben und in der einzigen Figur der Zeichnung skizziert.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung einer Membrandiode mittels Planar- und Ätztechnik gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.

Durch die Druckschrift "Technical Digest of the 7th Sensorsymposium", 1988, Seiten 1 bis 6, von Seidel & Csepregi, ist es bekanntgeworden, piezoresistive Druckaufnehmer durch ätztechnische Herstellung einer Membranstruktur herzustellen. Alle bisherigen zum Stand der Technik zählenden Verfahren vorgenannter Art erfordern jedoch relativ hohe Betriebsspannungen und Kapazitäten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art aufzuzeigen, durch das eine Membrandiode hergestellt werden kann, die die vorgenannten Nachteile nicht mehr aufweist, optimal an die zu untersuchende Strahlenart anpaßbar ist und in bezug auf das Hintergrundrauschen durch andere Strahlungen optimierte Eigenschaften aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgezeigten Maßnahmen in überraschend einfacher Weise gelöst. Im Unteranspruch ist eine Weiterbildung aufgezeigt und in der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel erläutert sowie in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellt. Diese Figur zeigt einen Querschnitt einer nach dem vorgeschlagenen Verfahren hergestellten Membrandiode in vergrößerter Darstellung.

Die dargestellte mikromechanisch hergestellte Diode ist monolithisch aus einem einkristallinen Material - im vorliegenden Falle aus "n-Typ" Silizium (100) Orientierung - mit Hilfe von an sich bekannter Planar- und Ätztechniken (etched Backside) herausgearbeitet. Durch die verwendete mikromechanische Ätztechnik wird eine Membranstruktur hergestellt - wie aus der Figur der Zeichnung deutlich veranschaulicht ist - die auf der Vorder- und Rückseite in entgegengesetztem Typus implantiert wurde. Wie in der Zeichnung dargestellt, erfährt die Vorderseite eine "p+ -Implantation" und die Rückseite eine "n+-Implantation". Die Tiefe dieser rückseitigen Ätzung richtet sich nun nach der zu untersuchenden Strahlung, beispielsweise ist für Alpha-Teilchen mit Energien zwischen 3 bis 10 MeV z. B. ²³&sup8;U, ²³&sup5;U, ²³&sup9;Pu, ²&sup4;ºPu, ²&sup4;³Am u. v. m.) eine Restsubstratdicke (Substratdicke minus Ätztiefe) von 10 bis 50 µm optimal.

Durch diese optimale Anpassung der Membran an die Strahlungsart kann der Detektor bei minimaler Betriebsspannung und Kapazität arbeiten und dieses Prinzip der mikrostrukturierten Membrandiode kann auf weitere der bekannten Diodenanwendungen übertragen werden, ohne daß die hier erzielten Vorteile beeinträchtigt würden.

Durch diese optimale Anpassung an die zu untersuchende oder zu detektierende Strahlungsart wird der Rauschhintergrund anderer Strahlungen erheblich verringert, da Teilchen mit Reichweiten, die größer als das rückgeätzte Substrat sind, nur noch beschränkt zum Rauschen beitragen.

Mehrere solcher mikrostrukturierter Membrandioden können nun zu einem Array zusammengefaßt werden und liefern so einen Energiediskriminator.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Herstellung einer Membrandiode mittels Planar- oder Ätztechnik, dadurch gekennzeichnet, daß die monolithisch aus einem einkristallinen Material - wie beispielsweise Silizium (100) - erzeugte Diode durch die mikromechanische Ätztechnik (Etched Backside) eine Membranstruktur erhält, die auf der Vorderseite einer p+-Implantation und auf der Rückseite einer n+-Implantation unterworfen wird, wobei die Tiefe der rückseitigen Ätzung entsprechend der zu untersuchenden oder zu detektierenden Strahlung ausgeführt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere auf diese Weise mikrostrukturierte Membrandioden zu einem Array zusammengefaßt werden.






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