DE1015541B

DE1015541B - Verfahren zum AEtzen elektrisch unsymmetrisch leitender Halbleiteranordnungen

Info

Publication number: DE1015541B
Application number: DEL24058A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Guenter Koehl
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1956-02-09
Filing date: 1956-02-09
Publication date: 1957-09-12

Description

Verfahren zum Ätzen elektrisch unsymmetrisch leitender Halbleiteranordnungen Bei der Herstellung von elektrisch unsymmetrisch leitenden Halbleiteranordnungen, wie z. B. Trockengleichrichtern oder Transistoren, ist es erforderlich, nach dem Aufbringen der Elektroden das gesamte System einer Ätzung zu unterwerfen, um besonders den Halbleiterkörper von Verunreinigungen zu befreien, die im Zuge des Herstellungsverfahrens auf diesem zurückgeblieben sein können. Des weiteren haben die Ätzbehandlungen den Zweck, die Oberflächengebiete des Halbleiterkörpers, an denen Gebiete unterschiedlichen Leitfähigkeitscharakters aneinanderstoßen, zu säubern, weil durch etwaige Verunreinigungen Kurzschlüsse in diesen sogenannten p-n-Übergängen auftreten können. Beim Ätzen der fertigen Systeme besteht folgende Schwierigkeit: Bei Anwendung von Halbleitern, wie Germanium, Silizium oder halbleitenden intermetallischen Verbindungen aus Elementen der III. und V. INTebengruppe ist man in der Auswahl des Elektrodenmaterials durch Rücksichten auf die physikalischen Eigenschaften des Elektrodenmaterials gebunden, die noch dazu durch die Eigenarten des Halbleiters bestimmt sind. Insbesondere muß der Tatsache Rechnung getragen werden, daß das Elektrodenmaterial mit dem Halbleiterkörper entweder einen sperrschichtfreien oder sperrschichtbehafteten Übergang bilden soll und daß weiterhin diese Übergänge unter den vorgesehenen Betriebsbedingungen chemisch und physikalisch stabil sein müssen. Bei der Auswahl des Ätzmittels ergibt sich deswegen die Schwierigkeit, daß ein Ätzmittel gewählt werden muß, das zwar den Halbleiterkörper genügend stark angreift, das aber die im Vergleich zum Halbleiterkörper oft sehr dünnen Elektroden möglichst wenig angreift. Es ist ersichtlich, daß die Zahl der dabei zur Verfügung stehenden Ätzmittel durch diese Bedingung stark eingeschränkt wird. Das vorliegende Verfahren gestattet es nun, in der Wahl der Ätzmittel wesentlich freier zu verfahren.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ätzen elektrisch unsymmetrisch leitender Halbleiteranordnungen mit Halbleitern, wie Germanium, Silizium oder einer halbleitenden intermetallischen Verbindung. Erfindungsgemäß wird der mit den Elektroden und Zuleitungen versehene Halbleiterkristall in einer vorbereitenden Behandlung einem Mittel ausgesetzt, das das Elektrodenmaterial an seiner freien Oberfläche gegen die Einwirkung des Ätzmittels unempfindlicher macht als den Halbleiterkörper, und daß das gesamte System in einer folgenden Behandlung mit dem Ätzmittel behandelt wird. Zur vorbereitenden Behandlung im Sinne des vorliegenden Verfahrens eignen sich besonders stark oxydierende Mittel, wie z. B. stark oxydierende =Mineralsäure, während sich für die Ätzbehandlung stark reduzierende Mittel, wie z. B. stark reduzierende halogenhaltige Mineralsäuren, besonders bewährt haben.
Eine besonders günstige Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, daß der Halbleiterkristall mit Elektroden und Zuleitungen in ein flüssiges, stark oxydierendes Mittel eingetaucht und sodann ein Mittel zugefügt wird, das allein oder in Verbindung mit dem stark oxydierenden Mittel eine Ätzwirkung auf den Halbleiterkörper ausübt. So kann man z. B. den Halbleiterkristall mit Elektroden und Zuleitungen zunächst in ein Bad aus rauchender oder konzentrierter Salpetersäure tauchen und nach der vorbereitenden Behandlung dem gleichen Bad so lange Fluorwasserstoffsäure zusetzen, bis die Ätzwirkung eintritt.
Die Erfindung eignet sich besonders zur Anwendung auf solche Systeme, die Elektroden aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder aus Indium oder einer Indiumlegierung aufweisen. Dies ist besonders bei solchen Systemen der Fall, deren Halbleiterkörper aus Silizium besteht.
So wird z. B. ein Gleichrichter, bestehend aus einer Aluminium-Silizium-Legierung als Elektrodenmaterial und Silizium als Halbleiterkörper, in zwei Teilen rauchender Salpetersäure oxydiert und anschließend durch Zugabe von einem Teil Fluorwasserstoffsäure geätzt. Dabei wird die Siliziumoberfläche abgetragen, während die passivierte Elektrode bei einer Ätzdauer von einigen Sekunden bis zu maximal einigen Minuten nicht wesentlich angegriffen wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Ätzen elektrisch unsymmetrisch leitender Halbleiteranordnungen mit Halbleiter, wie Germanium, Silizium oder einer halbleitenden intermetallischen Verbindung, dadurch gekennzeichnet, daß der mit den Elektroden und Zuleitungen versehene Halbleiterkristall in einer vorbereitenden Behandlung einem Mittel ausgesetzt wird, das das Elektrodenmaterial an seiner freien Oberfläche gegen die Einwirkung des Ätzmittels unempfindlicher macht als den Halbleiterkörper, und daß in einer folgenden Behandlung das gesamte System mit dem Ätzmittel behandelt wird.
2. Verfahren nach.Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbereitende Behandlung mit oder in Verbindung mit einem stark oxydierenden Mittel, z. B. einer stark oxydierenden Mineralsäure, vorgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ätzbehandlung mit oder in Verbindung mit einem stark reduzierenden Mittel, z. B. einer stark reduzierenden halogenhaltigen Mineralsäure, vorgenommen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkristall mit Elektroden und Zuleitungen in ein flüssiges, stark oxydierendes Mittel eingetaucht und sodann ein Mittel zugefügt wird, das allein oder in Verbindung mit dem stark oxydierenden Mittel eine Ätzwirkung auf den Halbleiterkörper ausübt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch seine Anwendung auf Systeme mit Elektroden aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 oder einem derselben, gekennzeichnet durch seine Anwendung auf Systeme mit Elektroden aus Indium oder einer Indiumlegierung.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch die Verwendung von konzentrierter oder rauchender Salpetersäure als oxydierendes Mittel. B.
Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Ätzmittel Fluorwasserstoffsäure oder eine Fluorwasserstoffsäure enthaltende Lösung oder eine . der Fluorwasserstoffsäure ähnliche Substanz verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn, zeichnet, daß der Halbleiterkristall mit Elektroden und Zuleitungen zunächst in ein Bad aus rauchender oder konzentrierter Salpetersäure getaucht wird und sodann dem Bad Fluorwasserstoffsäure bis zum Eintreten der Ätzwirkung zugesetzt wird.