Lösung zum Ätzen von Halbleiterelementen Halbleiteranordnungen, wie
Gleichrichter, Transistoren, Fotodioden u. dgl., werden bereits für verschiedene
Zwecke in der Elektrotechnik angewendet. Sie bestehen meistens aus einem in der
Hauptsache einkristallinen Grundkörper aus Germanium, Silizium oder einer intermetallischen
Verbindung von Elementen der III. und V. Gruppe des Periodischen Systems, auf den
Elektroden aufgebracht, beispielsweise einlegiert sind.Solution for etching semiconductor elements Semiconductor arrangements, such as
Rectifiers, transistors, photodiodes and the like are already used for various
Purposes applied in electrical engineering. They mostly consist of one in the
The main thing is a single crystal body made of germanium, silicon or an intermetallic
Connection of elements of III. and V. Group of the Periodic Table on the
Electrodes are applied, for example alloyed.
Bei bekannten Herstellungsverfahren solcher Halbleiteranordnungen
werden sowohl die unlegierten Halbleitergrundkörper als auch die halbfertigen Halbleiterelemente
Ätzungen unterzogen. Dies dient vornehmlich der Reinigung von auf der Oberfläche
haftenden Fremdstoffen sowie der Abtragung von Unregelmäßigkeiten der Kristalloberfläche.
Insbesondere müssen die äußeren p-n-Grenzen, d. h. die Stellen, an denen die p-n-Übergänge
an die Oberfläche treten, einer Polierätzung unterworfen werden, damit eine möglichst
hohe Sperrspannung erzielt wird.In known manufacturing processes of such semiconductor arrangements
Both the unalloyed semiconductor base bodies and the semi-finished semiconductor elements are used
Subjected to etchings. This is mainly used to clean the surface
adhering foreign matter as well as the removal of irregularities of the crystal surface.
In particular, the outer p-n limits, i.e. H. the places where the p-n junctions
come to the surface, be subjected to a polishing etch, so that as possible
high reverse voltage is achieved.
Bisher wurden für diese Ätzungen bekannte Ätzflüssigkeiten verwendet,
beispielsweise eine Mischung aus Flußsäure und Salpetersäure im Verhältnis 1 :1.
Die Behandlung mit dieser Flüssigkeit hat aber verschiedene Nachteile. Zum Beispiel
greift sie das Silizium sehr heftig an. Außerdem ändert sie während des Ätzprozesses
ihre Wirkung, beispielsweise infolge Erwärmung und/oder Entstehung von Nitrosegasen.
Aus diesen Gründen ist eine genaue Dosierung der Abtragung sehr schwierig. Es wurden
bereits Versuche unternommen, durch Verdünnen der Ätzflüssigkeit, beispielsweise
mit Eisessig, diesen Schwierigkeiten zu begegnen. Hierbei vermindert sich aber die
Polierwirkung, welche erfahrungsgemäß zur Erzielung einer möglichst hohen Sperrspannung
nötig ist. Diese Verminderung kann bis zum völligen Verschwinden der Polierwirkung
gehen. Es treten also statt einer Verbesserung neue Nachteile auf.So far, known etching liquids have been used for these etchings,
for example a mixture of hydrofluoric acid and nitric acid in a ratio of 1: 1.
However, treatment with this liquid has various disadvantages. For example
it attacks the silicon very violently. It also changes during the etching process
their effect, for example as a result of warming and / or the formation of nitrous gases.
For these reasons, it is very difficult to precisely dose the ablation. There were
Attempts have already been made by diluting the etching liquid, for example
using glacial acetic acid to counter these difficulties. Here, however, the
Polishing effect, which experience has shown to achieve the highest possible reverse voltage
is necessary. This reduction can lead to the complete disappearance of the polishing effect
walk. So instead of an improvement, there are new disadvantages.
Zwecks Beseitigung dieser Nachteile wurde zum Polierätzen von Halbleiterelementen
mit Silizium-Grundkörper die Verwendung einer Ätzflüssigkeit vorgeschlagen, die
Kaliumpermanganat in Flußsäure gelöst enthält. Beispielsweise kann eine Lösung von
0,5 bis 1 g Kaliumpermanganat in 10 cm³ 40%iger Flußsäure verwendet werden.In order to eliminate these disadvantages, polishing etching of semiconductor elements has been used
proposed the use of an etching liquid with silicon base body, the
Contains potassium permanganate dissolved in hydrofluoric acid. For example, a solution of
0.5 to 1 g of potassium permanganate in 10 cm³ of 40% hydrofluoric acid can be used.
Die Ätzdauer für gleiche Abtragung wie mit der bisher üblichen Ätzflüssigkeit
(H F + HNO3; 1 :1) ist mit der neuen Ätzlösung rund 100mal so lang. Die Polierwirkung
wird dabei nicht merklich beeinträchtigt. Durch die erhebliche Verlängerung der
Ätzdauer ist eine genaue Dosierung der Abtragung möglich Hiermit ist ein weiterer
Vorteil verbunden. Wegen der Kürze der Ätzdauer mit der bisher bekannten Ätzflüssigkeit
mußte bisher jedes Halbleiterelement einzeln behandelt werden, auch wenn dies den
anderen Umständen nach nicht nötig gewesen wäre, beispielsweise beim Ätzen der rohen
Halbleitergrundkörper vor der Legierungsbehandlung. In der neuen Ätzlösung gemäß
der Erfindung kann eine größere Menge derartiger Halbleitergrundkörper gleichzeitig
behandelt werden. Dies bringt eine erhebliche Arbeits-und Zeitersparnis mit sich.The etching time for the same ablation as with the previously usual etching liquid
(H F + HNO3; 1: 1) is around 100 times as long with the new etching solution. The polishing effect
is not noticeably affected. Due to the considerable extension of the
Etching duration, an exact dosage of the removal is possible. This is another
Advantage connected. Because of the short etching time with the previously known etching liquid
up to now, each semiconductor element had to be treated individually, even if this was the case
under other circumstances would not have been necessary, for example when etching the raw
Semiconductor base body before alloy treatment. In the new etching solution according to
the invention can use a larger number of such semiconductor base bodies at the same time
be treated. This brings with it a considerable saving of work and time.
Durch geeignete Wahl des Mischungsverhältnisses der Ätzlösung kann
weiter erreicht werden, daß die Ätzwirkung nach Abtragung einer vorbestimmten Siliziummenge
infolge Erschöpfung des Ätzmittels von selbst aufhört. Dies bringt eine weitere
Vereinfachung des Verfahrens mit sich, da jegliche Überwachung wegfallen kann.By suitable choice of the mixing ratio of the etching solution can
can further be achieved that the etching effect after removal of a predetermined amount of silicon
stops by itself as a result of exhaustion of the etchant. This brings another
Simplification of the procedure, since any monitoring can be omitted.