Способ формирования электропроводящих и/или полупроводниковых трехмерных структур, способ уничтожения этих структур и генератор/модулятор электрического поля для использования в способе формирования

Способ формирования электропроводящих и/или полупроводниковых трехмерных структур, способ уничтожения этих структур и генератор/модулятор электрического поля для использования в способе формирования

Реферат

 

Изобретение относится к микроэлектронной технологии, а именно к технологии получения тонкопленочных электронных схем. Разработаны способы формирования электропроводящих и/или полупроводниковых двумерных или трехмерных структур и их уничтожения. Сконструирован генератор/модулятор электрического поля для использования в способе формирования указанных структур. Технический результат изобретения - обеспечение дешевого гибкого массового производства электрических соединений в тонкопленочных структурах электронных схем. 3 с. и 12 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к способу формирования электропроводящих и/или полупроводниковых двумерных или трехмерных структур в составной матрице, содержащей один или более материалов в пространственно отдельных и однородных структурах материала, причем материалы в ответ на подачу энергии могут подвергаться конкретным физическим и/или химическим изменениям состояния, которые вызывают переход от электрически непроводящего состояния к электрически проводящему и/или полупроводниковому состоянию или наоборот, или изменение в режиме электрической проводимости материала, причем каждая структура материала выполнена в форме тонкого слоя.

Изобретение также относится к способу полного уничтожения электрически проводящих и/или полупроводниковых двумерных или трехмерных структур, сформированных в составной матрице, содержащей два или более материалов в пространственно отдельных и однородных структурах материалов, при этом материалы в ответ на подачу энергии могут подвергаться конкретным физическим и/или химическим изменениям состояния, которые вызывают переход от электрически непроводящего состояния к электрически проводящему и/или полупроводниковому состоянию или наоборот, или изменение в режиме электрической проводимости материала, причем каждая структура материала выполнена в форме тонкого слоя.

Кроме того, изобретение относится к генератору/модулятору электрического поля (ГМЭП) для структурирования и формирования электропроводящих и/или полупроводниковых двумерных или трехмерных структур в составной матрице, причем матрица содержит два или более материалов в пространственно отдельных и однородных структурных материалов, при этом материалы в ответ на подачу энергии могут подвергаться конкретным физическим и/или химическим изменениям состояния, которые вызывают переход от электрически непроводящего состояния к электрически проводящему и/или полупроводниковому состоянию или наоборот, или изменение в режиме электрической проводимости материала, причем каждая структура материала выполнена в форме тонкого слоя.

Более конкретно настоящее изобретение относится к производству двумерных и трехмерных изоляционных, резистивных, проводящих и/или полупроводниковых конфигураций и структур для использования в электронных схемах, которые состоят из одного или нескольких слоев тонких пленок.

Развитие микроэлектронной технологии показывает устойчивую тенденцию к уменьшению размеров и снижению стоимости приборов. Вполне обоснованный прогноз показывает, что характеристики будут улучшаться, в то время как цена блока или устройства будет снижаться. Однако нынешняя микроэлектронная технология основана по существу на кристаллическом кремнии и проявляет все возрастающую тенденцию к уменьшению отдачи, в основном ввиду ограничений, связанных со сложностью литографии сверхвысокого разрешения и возрастающими требованиями к обработке материалов. Экстраполяция существующих технологий, основанных на кристаллическом кремнии, не может предвещать резких прорывов в отношении как характеристик, так и цены, и будущие усовершенствования потребуют весьма капиталоемких производственных предприятий и производственного оборудования.

С другой стороны, с высокой вероятностью можно предполагать, что микроэлектроника, основанная на технологии тонких пленок, в ближайшем будущем обеспечит создание продуктов, представляющих собой действительный прорыв как в отношении характеристик, так и цены. Переход от кристаллических неорганических полупроводников к микрокристаллическим, поликристаллическим или аморфным неорганическим или органическим полупроводникам вводит полностью новые граничные условия для микроэлектронной технологии, и в частности, вследствие возможности использования заготовок, имеющих коэффициенты формы, соответствующие большим площадям, т.е. подложки могут представлять собой большие пластины вместо пластинок, вырезанных из заготовок ограниченного размера, а также большую гибкость в отношении архитектуры, что может стать существенным фактором в ожидаемом развитии современной электронной технологии. В настоящем изобретении особый акцент будет сделан на использовании органических материалов благодаря простоте их обработки ввиду возможности использования больших площадей и многослойных заготовок с точно контролируемой толщиной, а также благодаря их большому потенциалу для создания химическими способами материалов с желаемыми свойствами.

В частности, прежде чем использование электроники, основанной на аморфных материалах, сможет реализовать ожидаемый от нее потенциал, требуются дополнительные усовершенствования в определенных областях. В последние годы были предприняты усилия для улучшения полупроводниковых свойств органических полупроводниковых тонкопленочных материалов, которые дали существенное и быстрое улучшение характеристики транзистора до той степени, при которой транзисторы на органической основе могут конкурировать с транзисторами на основе аморфного кремния (см., например, Y.Y. Lin, D.J. Gundlach, S.F. Nelson и T.N. Jackson, "Pentacene-Based Organic Thin Film Transistors", IEEE Transactions on Electron Devices, August 1997). Другие разработки направлены на создание методов нанесения тонкопленочных покрытий в целях создания полупроводников из органического вещества или аморфного кремния при низких температурах, обладающих совместимостью с широким диапазоном органических и неорганических материалов подложки. Это привело к разработкам очень дешевых электронных приборов с большими площадями на основе использования методов крупномасштабного производства.

Несмотря на такое развитие технологии по-прежнему отсутствует полностью удовлетворительное решение, которое позволило бы приспособить технологию производства для обеспечения дешевого гибкого крупномасштабного производства электрических соединений в тонкопленочных структурах, образующих электронные схемы. В настоящее время тонкопленочные приборы основаны на аморфном кремнии и выполняются с токопроводящими дорожками и проводниками, изготовленными по шаблону традиционными способами, такими как литография и вакуумная металлизация. Последний способ ранее применялся также к схемам для полупроводниковых тонкопленочных приборов на органической основе (см. например, A.R. Brown & al. "Logic gates made from polymer transistors and their use of ring oscillators". Science 270:972-974 (1995)). Альтернативно использовалась трафаретная печать с проводящей краской для изготовления транзисторов на гибких полимерных подложках (см., например, F. Garnier & al., "All-polymer field-effect transistor realized by printing techniques". Science 265:1884-1886 (1994). Хотя литография может обеспечить высокую разрешающую способность, она сравнительно сложна и обычно включает этапы жидкостной химической обработки, которые нежелательны в широкомасштабном производстве многослойных органических тонкопленочных структур. Трафаретная печать с краской также далека от идеальной, поскольку она обеспечивает разрешающую способность от малой до умеренной со всеми недостатками, присущими жидкостной химической обработке.

В качестве примера известного способа может быть также упомянут патент США 5043251, в котором описан способ трехмерной литографии аморфных полимеров для создания кратковременной постоянной структуры в полимерном материале, включающий этапы обеспечения легированных некристаллических слоев или пленок полимера в устойчивом аморфном состоянии в условиях использования ручных операций. При производстве структур пленка маскируется оптически и подвергается облучению через маску с достаточной интенсивностью, чтобы вызвать абляцию экспонированных участков, так что в пленке формируется отчетливый трехмерный отпечаток. Этот способ, в числе прочего, был предложен для использования в производстве оптического диска для хранения данных. Кроме того, из патента США 5378916 известно фоточувствительное устройство в форме монокристаллической структуры, в которой разные участки структуры могут иметь разный состав. В частности, эта структура образует двумерный массив, и первый фоточувствительный участок содержит материал, который создает электронно-дырочные пары под воздействием света в пределах предварительно определенного первого диапазона длин волн, в то время как другой фоточувствительный участок содержит материал, обеспечивающий создание электронно-дырочных пар под воздействием света в другом диапазоне длин волн, в достаточной степени отличающемся от первого диапазона длин волн. Кроме того, из патента США 5677041, являющегося наиближайшим аналогом заявленного изобретения, известно транзисторное устройство, изготовленное путем формирования легированного слоя, чувствительного к излучению материала на подложке. Чувствительным к излучению материалом может быть, в числе прочих, полиимид, полимер, органический диэлектрик, проводник или полупроводник. Подложка может быть выполнена из кремния, кварца, арсенида галлия, стекла, керамики, металла или полиамида. Нейтральный или нелегированный слой другого чувствительного к излучению материала формируется на легированном слое. Первая и вторая области истока/стока затем формируются в нейтральном слое и расширяются к верхней части легированного слоя. Область затвора формируется в верхней части нейтрального слоя между первой областью истока/стока и второй областью истока/стока так, что область канала в легированном слое обеспечивается под областью затвора. Электроды истока/стока и затвора формируются путем облучения самого верхнего нейтрального слоя через маску, структурированную в соответствии с желаемой структурой электрода и реализованную так, что она модулирует по интенсивности излучение. Кроме того, маска может быть реализована как фазосдвигающая маска.

Известен полевой МДП-транзистор (полевой транзистор со структурой металл-диэлектрик-полупроводник), полностью реализованный в полимере и с использованием полимерных материалов, которым приданы желаемые электрические свойства путем воздействия ультрафиолетового (УФ) облучения (см. "Polymeric integrated circuits and light-emitting diodes", D. M. de Leeuw & al., IEDM, стр.331-336 (1997)). В производстве используется фотохимическое структурирование легированных электропроводящих полианилиновых пленок, так называемых PANI тонких пленок. Пленки растворяются в соответствующем растворе, после чего к раствору добавляется фотоинициатор, который был осажден на соответствующую подложку, такую как полиимидная пленка. Путем последующего глубокого облучения PANI пленки УФ-лучами через маску первоначально проводящий полианилин преобразуется в облученных областях в непроводящую лейкоэмеральдиновую форму. Начальной точкой здесь является соответственно проводящий полимерный материал, поверхностное сопротивление которого первоначально равно 1 кОм/квадрат, но после облучения его поверхностное сопротивление становится более чем 10¹³ Ом/квадрат. Таким образом могут быть созданы диэлектрические структуры в матрицах, которые в противном случае являются проводящими. Фиг.1 показывает полевой МДП-транзистор, описанный в работе Leeuw & аl., содержащий полиимидную подложку 1 с PANI тонкой пленкой, которая после облучения УФ-излучением через соответствующие маски образует изоляционные структуры 6 в тонкопленочном материале 3, который в противном случае является проводящим. Остающиеся проводящие области 3 в PANI пленке определяют соответственно электроды истока и стока полевого МПД-транзистора. Поверх PANI пленки осаждается дополнительный слой 4 в форме тонкой пленки из политиэниленвинилена (PTV), который является органическим полупроводниковым материалом. Этот слой 4 по существу определяет электрические параметры полевого МПД-транзистора. Пленка 5 из поливинилфенола (PVP), которая формирует изолятор затвора транзистора и непроницаема для УФ-излучения и видимого света, осаждается на PTV пленку 4. Другая PANI пленка снова осаждается поверх PTV пленки 5 и подвергается облучению УФ-излучением через шаблон для формирования изолирующих структур 6. Оставшаяся электрически проводящая область 2 образует электрод затвора структуры полевого МПД-транзистора.

Если несколько транзисторов вышеупомянутого типа должны быть объединены в интегральных схемах, выполненных в форме многослойных пленочных структур, то должны использоваться вертикальные токопроводящие дорожки, например, между электродами истока и стока в одном транзисторе и электродом затвора в другом транзисторе. Такие вертикальные токопроводящие дорожки могут быть в принципе реализованы механически, например, путем осаждения металлической пленки поверх вертикально вытравленных ступенек в структуре. Другое подобное решение состоит в использовании металлизированных сквозных отверстий в схемных платах для реализации вертикального соединения между токопроводящими дорожками на верхней и нижней стороне схемной платы.

Задачей настоящего изобретения является создание способов изготовления проводящих соединений и электродов в микроэлектронных компонентах, в частности в микроэлектронных приборах с большими поверхностями на гибких подложках, с помощью процессов, которые характеризуются широкомасштабным производством при низкой стоимости. В частности, задачей настоящего изобретения является создание способов изготовления многослойных физических приборов, например в форме большого количества соседних наложенных один на другой тонкопленочных слоев, образующих трехмерные структуры схем. Настоящее изобретение, таким образом, обеспечивает гибкость и экономичность, и в то же время простую и высокую точность производства таких устройств, как плоский дисплей, логические схемы, устройства памяти и т.п.

Также задачей настоящего изобретения является создание способа уничтожения таких трехмерных схемных структур, так чтобы материал в структурах преобразовывался обратно в начальное исходное состояние, после чего он посредством подходящего способа может быть реконфигурирован в форму электропроводящих и/или полупроводниковых трехмерных структур, но, например, с другой конфигурацией, отличной от первоначальной.

Вышеупомянутые признаки и преимущества реализованы согласно настоящему изобретению способом, в котором осуществляется приложение к отдельным слоям электрического поля с заданной напряженностью поля и/или характеристиками, соответствующими определенной реакции материала на энергию, подаваемую полем, модуляция в каждом случае поля по пространству в соответствии с определенным протоколом, представляющим предварительно определенную конфигурацию электропроводящих и/или полупроводниковых структур в рассматриваемой структуре материала, посредством чего в слоях в соответствии с приложенной полем энергией создаются двумерные электропроводящие и/или полупроводниковые структуры с конфигурацией, определенной протоколом, и затем дополнительное упорядочение двух или более слоев путем их укладывания друг на друга для получения составной матрицы, сформированной отдельными соседними слоями, с электропроводящими и/или полупроводниковыми трехмерными структурами.

Кроме того, в соответствии с изобретением выгодно то, что электрическое поле предпочтительно модулируется пространственно в плоскости, существенно параллельной слою, посредством электродного устройства со структурированными электродами, причем электродное устройство путем избирательной подачи напряжения на электроды согласно определенному протоколу генерирует электрические точечные или линейные потенциалы, которые формируют электропроводные и/или полупроводниковые структуры.

В соответствии с изобретением предпочтительным является то, что многослойная конфигурация образована двумя или более слоями после создания электропроводящей и/или полупроводниковой структуры в каждом слое, путем объединения в слоистые многослойные структуры, которые образуют составную матрицу с электропроводящими и/или полупроводниковыми трехмерными структурами.

В соответствии с изобретением также предпочтительным является позиционирование многослойной структуры, образованной сложением двух или более поддерживающих друг друга слоев, в сложенную конфигурацию. Слой после наложения на соседние слои затем предпочтительно располагается так, чтобы две или более двумерные электропроводящие и/или полупроводниковые структуры в первом упомянутом слое согласно протоколу совпадали с одной или более двумерными электропроводящими и/или полупроводниковыми структурами в соседних слоях, благодаря чему создаются один или более вертикальные электропроводящие и/или полупроводниковые каналы, проходящие в поперечном направлении через слои.

Кроме того, в соответствии с изобретением предпочтительным является то, что электропроводящая и/или полупроводниковая структура формирует вертикальный канал через слой согласно протоколу в электропроводящем и/или полупроводниковом соединении с одной или более двумерными электропроводящими и/или полупроводниковыми структурами в этом слое, причем каждый канал предпочтительно создается с проводимостью или режимом электропроводности, которые постоянны для разных слоев или с проводимостью, или режимом электропроводности, которые изменяются от слоя к слою.

Способ полного уничтожения сформированной структуры в соответствии с настоящим изобретением отличается тем, что осуществляется приложение глобальным образом к составной матрице электрического поля с заданной напряженностью поля и/или характеристиками, соответствующими конкретной реакции материала на энергию, обеспечиваемую полем до тех пор, пока материалы в составной матрице в соответствии с энергией, обеспечиваемой полем, полностью не достигнут электрически непроводящего состояния.

Генератор/модулятор электрического поля согласно настоящему изобретению отличается тем, что он содержит первое электродное средство с множеством параллельных полосовых электродов, размещенных в плоскости, второе электродное средство с множеством параллельных полосовых электродов, размещенных на расстоянии от первого электродного средства и наложенных на него во второй плоскости, параллельной первой плоскости, так, что электроды взаимно существенно ортогонально ориентированы в матрице подобной конфигурации, электродные средства посредством коммутирующих устройств соединяются с управляемым источником питания, причем генератор/модулятор электрического поля в пространстве между электродными средствами адаптирован для приема тонкопленочного материала в форме дискретного компонента или непрерывной ленты, которые без контакта с электродными средствами непрерывно или прерывисто подаются через пространство с одновременным позиционированием и выравниванием относительно электродных средств и между ними в плоскости, существенно параллельной им, благодаря чему могут быть сформированы электропроводящие и/или полупроводниковые структуры согласно определенному протоколу и посредством точечных, линейных или плоскостных потенциалов, создаваемых между выбранными электродами в электродных средствах, когда на первое из устройств коммутации подается электрическая энергия. Предпочтительно электроды в каждом электродном средстве размещены на поверхностях или в поверхностях соответствующих подложек, обращены друг к другу, и/или это соединение предпочтительно выполнено как часть подложек и образует проводящие структуры в материале подложки.

В соответствии с изобретением предпочтительно, что расстояние между электродными средствами может изменяться в зависимости от толщины тонкопленочного материала.

Также в соответствии с изобретением предпочтительно, что электроды в каждом электродном средстве размещены на расстоянии друг от друга от 0,1 до 1,0 мкм и что электроды в каждом электродном средстве формируются с существенно постоянной шириной от 0,1 до 1,0 мкм.

Изобретение поясняется ниже на примерах его осуществления, иллюстрируемых чертежами, на которых представлено следующее: фиг. 1 - полевой МПД-транзистор с электродами, сформированный из материала со свойствами фотоэлектрического преобразования согласно предшествующему уровню техники, фиг. 2а, b - схематичное представление в сечении и на виде сверху генератора/модулятора электрического поля (ГМЭП), соответствующего изобретению, и его использование на первом этапе способа формирования, соответствующего изобретению, фиг.2с, d - схематичное представление в сечении и на виде сверху ГМЭП по фиг. 2а, b, используемого на втором этапе способа формирования, соответствующего изобретению, фиг.2е, f - схематичное представление в сечении и на виде сверху ГМЭП по фиг. 2а, b, используемого на третьем этапе способа формирования, соответствующего изобретению, фиг. 3 - схематичная иллюстрация способа формирования, соответствующего изобретению, включающего сложение отдельных слоев в многослойную структуру, фиг. 4 - сечение многослойной структуры с проводящими и/или полупроводниковыми структурами, созданными на этапах, иллюстрируемых на фиг.2а-f, фиг. 5 - сечение сложенной многослойной структуры, которая содержит проводящие и/или полупроводниковые структуры, сформированные способом, соответствующим настоящему изобретению, фиг. 6 - сечение структуры диода, сформированной способом, соответствующим настоящему изобретению, фиг. 7 - сечение структуры полевого МОП-транзистора, сформированного способом, соответствующим настоящему изобретению, фиг. 8 - сечение структуры логического инвертора на основе структуры МОП-транзистора по фиг.7, сформированного способом, соответствующим настоящему изобретению, фиг. 9 - эквивалентная схема логической схемы И, реализованной по технологии КМОП, фиг. 10а-d - вид сверху субслоев в структуре логической схемы И, сформированной способом, соответствующим изобретению, согласно эквивалентной схеме по фиг. 8 с использованием структур МОП-транзистора, как показано на фиг.7, фиг. 11 - структура логической схемы И по фиг.10 в виде многослойной конфигурации, показанной с расчленением на отдельные субслои, фиг.12 - другой вариант структуры логической схемы И по фиг.10 и с отдельными структурами МОП-транзистора, взаимно соединенными в вертикальной конфигурации.

Ниже описаны основные принципы способа согласно настоящему изобретению, с помощью которого трехмерные структуры с хорошо определенным режимом и степенью электрической проводимости формируются путем пространственно управляемого структурирования на месте в преобразуемых материалах (ПМ), которые характеризуются тем, что их электронные свойства преобразуются обратимым или необратимым образом под действием облучения, нагрева или электрических полей. Способ формирования таких структур в соответствии с настоящим изобретением основан на использовании электрических полей, либо полей постоянного тока, либо полей переменного тока. Сначала трехмерные электропроводящие и/или полупроводниковые структуры могут быть созданы в виде двухмерных структур этого типа путем непосредственного локального воздействия электрического поля на один слой, а затем трехмерная структура формируется путем объединения отдельных слоев в многослойную структуру. Обычно преобразуемый электрическим полем материал (ПЭПМ) является органическим материалом, например молекулой, олигомером или полимером, где фазовый переход из исходного первого состояния в новое второе состояние имеет место при воздействии электрического поля, например, заданной напряженности поля или с заданной частотой. Как указано ниже, предполагается, что наиболее важным изменением, происходящим при переходе из первого во второе состояние, является степень электропроводности. Способ формирования и уничтожения электропроводных и/или полупроводящих структур посредством электрических полей будет рассмотрен ниже со ссылками на чертежи.

Для полимеров, таких как полианилин, как показано в вышеупомянутой работе de Leeuw & аl., наблюдаемые соотношения проводимостей в двух состояниях достигают 10¹⁰. В данном случае это касается преобразования на месте одного слоя, преобразуемого под действием облучения материала из проводящего в непроводящее состояние для формирования электрических соединений в одной электронной схеме. Электрически проводящие соединения в легированных полианилиновых пленках (PANI пленках) определяются путем облучения глубоким УФ-облучением через маску шаблона.

Многослойный набор различных преобразуемых под действием электрического поля материалов может быть создан на подложке, которая может быть гибкой или жесткой, проводящей или непроводящей. Преобразуемые полем материалы делаются проводящими, полупроводящими или изоляционными в желаемых конфигурациях путем воздействия на несколько однослойных преобразуемых полем материалов пространственно управляемыми электрическими полями и с последующей комбинацией слоев в многослойный набор. Многослойные наборы преобразуемых полем материалов представляют особый интерес в связи с многослойными тонкопленочными схемами, где требуется создавать электропроводящие линии, токопроводящие дорожки, соединительные точки или электроды в нескольких слоях так, чтобы проводящие структуры в одном слое имели точно управляемое пространственное соотношение с проводящими структурами в слоях, которые расположены выше или ниже. Одним из примеров являются тонкопленочные полевые транзисторы (ТППТ), в которых электроды истока и стока в слое должны быть расположены правильно относительно электрода затвора и находящихся между ними изоляционных и полупроводниковых слоев. Другой пример - это электрические соединения между слоями, где традиционные решения во многих случаях являются неудовлетворительными, например, путем реализации нескольких этапов, таких как формирование открытых каналов или сквозных межсоединений между подходящими точками, которые затем будут электрически соединены в различных слоях, и с соответствующим заполнением или покрытием каналов проводящим материалом так, как это происходит при использовании сквозных металлизированных отверстий в схемных платах для получения соединения с передней к задней стороне схемной платы. Третий пример - это изготовление конденсаторов путем определения проводящих областей, которые взаимно выровнены напротив друг друга в двух слоях, разделенных изоляционным слоем. Очевидно, что не только хорошо проводящие, но и изоляционные резистивные и полупроводниковые конфигурации в многослойных структурах имеют большое значение. Как будет объяснено более подробно ниже, структуры этого типа могут быть созданы путем использования способа формирования электропроводных и/или полупроводниковых структур или конфигураций согласно настоящему изобретению. Для ясности вначале определены конфигурации и трехмерные структуры, которые являются очень хорошими или очень плохими электрическими проводниками.

Многослойные структуры, такие как описанные здесь, представляют особый интерес, когда они интегрированы с тонкопленочными полупроводниками для формирования полных схем. Стандартные процедуры, используемые в настоящее время для производства микроэлектронных схем, которые используют полупроводниковые свойства обычной кремниевой подложки, автоматически ограничивают реализуемые архитектуры таким их видом, который обеспечивает доступ к подложке для всех активных приборов. Если для создания электропроводящих и/или полупроводниковых трехмерных структур используется способ, соответствующий настоящему изобретению, посредством преобразуемых наложенных друг на друга одиночных слоев, устройства в целом могут быть созданы таким образом без каких-либо существенных ограничений по размеру или сложности, поскольку увеличение происходит просто путем присоединения к набору дополнительных слоев. Поскольку каждый слой может быть сделан тонким, например с размером порядка 10-100 нм, результирующая объемная плотность для структур схем и, следовательно, весовые или объемные характеристики блока могут быть очень высокими. Кроме того, может быть реализована гибридная архитектура с использованием слоев, которые включают преобразуемые полем электронные структуры, которые сформированы поверх традиционных электронных схем на основе кремния и функционируют совместно с ними.

Основной задачей настоящего изобретения является создание электропроводящих, полупроводниковых и/или резистивных трехмерных структур в многослойном материале в монолитном формате с использованием электрических полей в форме точечных, линейных или поверхностных потенциалов. Осуществление заявленного способа формирования с использованием электрического поля описано ниже со ссылками на фиг.2а-f.

Фиг.2а показывает сечение генератора/модулятора электрического поля, выполненного согласно изобретению, функционирующего как устройство электрического структурирования для преобразуемых электрическим полем материалов. Генератор/модулятор электрического поля выполнен так, что он генерирует поле, и кроме того, модулирует эти поля пространственно, т.е. в плоскости или в двух измерениях, и создает электропроводящие и/или полупроводниковые структуры с желаемой конфигурацией в этой плоскости. Генератор/модулятор электрического поля (ГМЭП) 20 содержит, как показано на фиг.2а в сечении и на фиг. 2b на виде сверху, первое электродное средство Е1, состоящее из тонких параллельных электродов 21, и другого электродного средства Е2, находящегося в удалении от электродного средства Е1 в плоскости, параллельной ему. Электродное средство Е2 аналогичным образом состоит из тонких параллельных электродов 22, установленных так, что они ориентированы существенно ортогонально к электродам 21 в электродном средстве Е1. Электродные средства E1, E2 соединены с источником питания 23, показанным в виде источника постоянного тока, но источник питания 23 может также быть источником переменного тока. Источник питания 23 соединен с электродом 21, 22 в электродных средствах E1, E2 через соответствующие устройства коммутации 25, 24. Расстояние между электродными средствами E1, E2 позволяют вводить тонкую пленку преобразуемого электрическим полем материала (ПЭПМ), обозначенного на фиг.2а как SS1, между электродными средствами E1, E2 без контакта с ними. Электродные средства E1, E2 могут быть выполнены как самоподдерживающиеся или поддерживаемые тонкие пленки, в которых электроды 21, 22 в каждом случае введены в пленочный материал. Ясно также, что слой SS1 преобразуемого полем материала может быть непрерывной лентой, которая вставляется в ПЭПМ 20 между электродными средствами E1, E2 при существенно непрерывном перемещении. Путем приложения напряжения, например, к электроду 21 в электродном средстве Е1 и к электроду 22 в электродном средстве E2 формируется электрическое поле, перпендикулярное слою SS1 в пересечении между электродами 21 и 22, и преобразуемый полем материал SS1 может быть преобразован из непроводящего состояния в проводящее состояние в областях, на которое воздействует поле между электродами 21, 22. Если электрод 21 и другой электрод 22 адресуются электрическим образом, то в пересечении между ними формируется приблизительно точечный потенциал. Если, например, адресованы электрод 21 в электродном средстве Е1 и все электроды 22 в электродном средстве E2, поле получается существенно в форме линейного потенциала вдоль рассматриваемого электрода 21, и соответственно будет создана линейная, например, электропроводящая структура в слое SS1, которая расположена между электродными средствами Е1, E2. Если адресованы несколько электродов 21, которые расположены рядом друг с другом в электродном средстве Е1, и соответственно множество электродов 22, которые расположены рядом друг с другом в электродном средстве E2, то поле, которое будет создано между пересечениями электродов, будет формировать поверхностный потенциал и обеспечит формирование поверхностной структуры в слое SS1. На фиг. 2а, 2b такие электропроводные структуры созданы, например, в виде поверхностных структур, но следует иметь в виду, что они могут быть также созданы в виде точечных или линейных структур, в зависимости от того, как формируется электрическое поле.

Фиг.2с и 2d показывают соответственно в сечении и виде сверху, как используется ГМЭП 20 для формирования, например, электропроводящих структур 9 во втором слое путем соответствующей адресации электродных средств E1, E2 в ГМЭП 20. Соответственно, на фиг.2е, f в сечении и на виде сверху показан ГМЭП 20 с третьим слоем SS3, который структурирован с полупроводниковыми структурами 10. Как показано на фиг.2a-f, структурирование преобразуемого полем материала имеет место для каждого отдельного слоя SS1, SS2, SS3, но эти слои могут, как упомянуто выше, быть представлены в форме самоподдерживающихся отдельных пленок из ПЭПМ и упорядочены в многослойный набор, как схематично показано на фиг.3. Производство схем, образованных электропроводящими и/или полупроводниковыми структурами в ПЭПМ, может осуществляться с использованием лент из ПЭПМ в непрерывных линиях, как показано на чертеже. Соответствующие ленты или пленки показаны на фиг.3 как три пленки ПЭПМ1, ПЭПМ2, ПЭПМ3. Они преобразуются электрическим полем с образованием требуемой пространственной структуры в отдельном ГМЭП 20 для каждой из линий. Затем следует сборка в многослойную структуру МСС, например, путем склеивания или термоламинирования. Многослойная структура МСС может быть сформирована на подложке, которая не подвергается воздействию электрического поля, но вводится в многослойную структуру на том же этапе изготовления. В каждом случае получается гибкая лента МСС, которая может быть либо сложена, либо свернута, либо разрезана на сегменты, например, для получения отдельных схем. На фиг.3 преобразуемый полем материал в форме трех лент или пленок ПЭПМ1, ПЭПМ2, ПЭПМ3 вытягивается с соответствующих роликов R_a и направляется по отдельным линиям выравнивающими роликами _b1, R_b2, R_b3, R_b4 в каждой линии для натяжения и позиционирования лент в ГМЭП 20. Полученные структурированные пленки ПЭПМ1, ПЭПМ2, ПЭПМ3 подаются через набор направляющих роликов R_c и возможно после дополнительной регулировки положения проходят этап наложения Р_d и складываются в многослойную структуру МСС. Эта многослойная структура может, как это упоминалось, включать подложку 1, которая протягивается с дополнительного ролика _а в отдельной линии и складывается вместе с материалом преобразуемой пленки ПЭПМ на этапе наложения R_d. Для трех слоев, которые складываются вместе таким образом и преобразуются, как показано на 2a-f, затем, как схематично показано в сечении на фиг.4, может быть получена структура схемы на подложке 1. Проводящие структуры 9 и полупроводниковые структуры 10 контактируют друг с другом по вертикали или проходят горизонтально в каждом из слоев SS1, SS2, SS3, как показано, и вместе формируют трехмерные структуры в требуемой конфигурации.

Электродные средства E1, E2 в генераторе/модуляторе электрического поля (ГМЭП 20), например, показанные на фиг.2а и фиг.2b, могут быть сформированы в подложках или на подложках из непроводящего материала, и электроды 21, 22 могут затем быть созданы на противоположных поверхностях подложек или введены в подложки. Они могут также формировать проводящие структуры в самом материале подложки. Ширина электрода и взаимное расстояние между электродами 21, 22 в каждом электродном средстве E1, E2 будет определяться с учетом пространственной разрешающей способности при структурировании проводящих и/или полупроводниковых структур и технологически достижимых дорожек. В