DE1052575B

DE1052575B - Verfahren zur Herstellung von Kontaktierungen auf Halbleiterkoerpern fuer Halbleiteranordnungen

Info

Publication number: DE1052575B
Application number: DES39716A
Authority: DE
Inventors: Dr Helmut Fischer; Dr-Ing Heinz Henker; Dr-Ing Alfred Politycki
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1954-06-23
Filing date: 1954-06-23
Publication date: 1959-03-12

Description

Verfahren Es ist bekannt (J. W. T i 1 ey und R. A. W i 11i a m s, Proc. IRE, 41, Dezember 1953, S. 1706 bis 1708, R. F. S c h w a r z und J. F. W a 1 s h, Proc. IRE, 41, Dezember 1953, S. 1715 bis 1720) die Oberfläche von Halbleitern, vorzugsweise Halbleiterkristallen, im allgemeinen Einkristallen, elektrolytisch zu behandeln, insbesondere abzutragen, und anschließend durch Umpolen des Elektrolytvorganges zu elektroplattieren. Man hat auf diese Weise Germanium npn- bzw. pnp-Transistoren hergestellt, indem auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Germanium-Einkristalls die beschriebene Behandlung der Germaniumoberfläche durchgeführt wurde. Es wurde beispielsweise auf Germanium eine Indiumplattierung angebracht, nachdem durch die vorangegangene elektrolytische Abtragung der Oberfläche eine dünne Germaniumschicht von genau definierter Dicke hergestellt worden war. Die Germanium-Zwischenschicht dient als Basis, während die beiden Metallschichten als Emitter und Kollektor dienten und mit entsprechenden Anschlüssen versehen waren.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß sich das bekannte Verfahren nicht mit gleichem Erfolg auch bei anderen halbleitenden Stoffen anwenden läßt. Insbesondere ist die Anwendung bei Silizium sowie Verbindungen von Elementen der III. und V. oder II. und VI. Gruppe des Periodischen Systems sowie anderen halbleitenden chemischen Verbindungen oder Legierungen fraglich, mindestens dann, wenn diese Stoffe elektrolytisch schlecht angreifbar oder umgekehrt derart wenig widerstandsfähig sind, daß sie in einem Fall nur in sehr einsgeschränktem Maße überhaupt eine Abtragung zulassen oder im anderen Fall keine glatte Oberfläche nach der Behandlung mehr aufweisen. Die Erfindung beschreitet daher einen anderen Weg zur Erreichung dieses Zieles.
Die Erfindung bezieht sich daher auf ein Verfahren zur Herstellung von Kontaktierungen auf Halbleiterkörpern für Halbleiteranordnungen, bei dem eine Abtragung der Oberfläche des Halbleiterkörpers bis zu einer genau definierten Dicke mit anschließender Metallisierung erfolgt. Erfindungsgemäß wird eine rein chemische Abtragung des Halbleiterkörpers durch eine wasserfreie Schmelze vorgenommen, und anschließend wird die Halbleiteroberfläche in an sich bekannter Weise entweder elektrolytisch und/oder chemisch, beispielsweise durch Ionenaustausch, metallisiert. Die Metallisierung kann dabei entweder gleichzeitig elektrolytisch und chemisch vor sich gehen, so daß sich beide Verfahren gegenseitig unterstützen, oder beide Verfahren können abwechselnd angewandt werden, beispielsweise in der Art, daß zunächst eine dünne Metallschicht auf dem einen Weg, etwa durch Zonenaustausch, aufgetragen wird und diese nachträglich elektrolytisch verstärkt wird. Weiterhin ist vorgesehen, daß zur Erzeugung von Sperrschichten, vorzugsweise zur Herstellung eines Transistors mit zwei Kontaktierungen auf einander gegenüberliegenden Oberflächen des Halbleiters eine Legierung auf die Oberfläche oder eine sonstige Verbindung von mindestens zwei Metallen und/oder Halbleitern aufgetragen wird, von denen eine Komponente derart ausgebildet ist, daß sie die Abscheidung auf der Halbleiteroberfläche ermöglicht oder besonders fördert, während die oder eine andere Komponente der Plattierung besondere Eigenschaften verleiht, die die Richtleiter- bzw. Transistorwirkung der entstandenen Anordnung verbessert bzw. in bestimmter Weise beeinflußt. Insbesondere wird hierdurch die Konzentration an Störstellen in der Halbleiteroberfläche, beispielsweise von Donatoren, Akzeptoren, Haftstellen, Rekombinationszentren u./od. dgl., beeinflußt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die letztgenannte Beeinflussung der Oberfläche des Halbleiters durch eine thermische Nachbehandlung des Halbleiters nach aufgetragener Metall- oder Metallverbindungsschicht ermöglicht bzw. gefördert. Die vorangehende chemische Abtragung der Oberfläche, durch die gleichzeitig eine Reinigung, Glättung oder Herstellung einer optimalen Rauhigkeit der Oberfläche erzeugt wird, kann vorzugsweise bei erhöhter Temperatur vorgenommen werden.
Gemäß einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgedankens läßt sich der Prozeß des Abtragens der Halbleiteroberfläche und/oder der Kontaktierung noch dadurch steigern, daß während dieser Vorgänge Ultraschall auf die Halbleiteroberfläche bzw. die auf ihr befindliche wirksame Flüssigkeit einwirkt. Ausführungsbeispiel Ein Siliziumkristall 1, welcher als Basis B eines Transistors dienen soll, wird auf beiden Seiten chemisch abgetragen, so daß die in der Zeichnung dargestellten Vertiefungen entstehen, und poliert durch Anwendung eines Gemisches von 40%iger Flußsäure und rauchender Salpetersäure zu etwa gleichen Teilen. Anschließend wird die Siliziumschicht in einem Schmelzfluß aus Aluminium und Alkalihalogeniden getaucht und elektrolytisch mit einem Film von Aluminium überzogen. Statt Aluminium können auch Indium und Gallium benutzt werden. Die so entstehenden Schichten werden als Emitter E und Kollektor K verwendet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Kontaktierungen auf Halbleiterkörpern für Halbleiteranordnungen, bei dem eine Abtragung der Oberfläche des Halbleiterkörpers bis zu einer genau definierten Dicke mit anschließender Metallisierung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß eine rein chemische Abtragung des Halbleiterkörpers durch eine wasserfreie Schmelze vorgenommen wird und daß anschließend die Halbleiteroberfläche in an sich bekannter Weise entweder elektrolytisch und/oder chemisch, beispielsweise durch Ionenaustausch, metallisiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierung in mehreren Stufen, mindestens in zwei Stufen, derart vorgenommen wird, daß zunächst eine dünne Schicht niedergeschlagen wird, die dann, vorzugsweise galvanisch, verstärkt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kontaktierung bzw. Metallisierung mindestens zwei Elemente, beispielsweise Metalle oder Halbleiter, gleichzeitig und/oder nacheinander verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch mindestens ein Element die mechanischen Eigenschaften der Metallisierung, z. B. die Haftfestigkeit, begünstigt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch mindestens ein Element die elektrischen Eigenschaften der Halbleiteroberfläche, insbesondere deren Konzentration an Störstellen, Akzeptoren, Donatoren, Haftstellen, Rekombinationszentren u. dgl., bestimmt bzw. beeinflußt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 263 779; Proc. IRE, Bd.40, 1952, S.1353, 1513; Bd.41, 1953, S. 1702 bis, 1720; Auszüge deutscher Patentanmeldungen, Vol. 5, 1. 11. 1948,S 139194VIIIc/21g.