DE2010502B2 - Verfahren zur herstellung einer halbleiteranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung, bei dem auf der Oberfläche eines Halbleiterkörpers ein ein Oxyd enthaltender Isolierfilm erzeugt, in dem Isolierfilm zur Freilegung eines Teils der Oberfläche des Halbleiterkörper eine Öffnung eingebracht, auf den Isolierfilm und auf den freigelegten Oberflächenteil des Halbleiterkörper eine erste Metallschicht niedergeschlagen und die so erhaltene Anordnung derart erhitzt wird, daß sich die erste Metallschicht auf dem freigelegten Oberflächenteil mit dem Halbleiterkörper fest verbindet und auf dem Isolierfilm durch Reaktion des Metalls der ersten Metallschicht mit dem Oxyd im Isolierfilm ein zweiter, das Oxyd des Metalls enthaltender Isolierfilm entsteht und bei dem anschließend auf der mit dem Halbleiterkörper verbundenen ersten Metallschicht eine zweite Metallschicht aufgebracht wird, die bis zu dem zweiten Isolierfilm reicht.

Ein solches Verfahren ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 282 1% bekanntgeworden. Dort sind als Werkstoff für die erste Metallschicht beispielsweise Titan. Tantal. Zirkon. Niob. Chrom. Vanadium oder Hafnium und als Werkstoff für die zweii.-Metallschicht beispielsweise Platin, Silber, Nick.·!. Palladium. Rhodium oder Gold genannt. Die ErIu;-zung der Anordnung nach Aufbringen der ersu-i, Metallschicht bewirkt zwar deren ausreichend Ic-Verbindung mit dem Halbleiterkörper, zielt alv nicht auf die Bildung einer besonderen Legierung schicht ab. Das eilt auch für die ähnliche Anordnun nach der USA.-Patentschrift 3 386 894. wo als er·,;.-

ίο Metallschicht Titan und als weitere Metallschicht ■ Silber und Gold aufgebracht werden und die Erwä, mung nur auf etwa 350 C erfolgt.

Aus der britischen Patentschrift 1 056 653 ist ..■ bekannt, als Kontakt auf einen Siliziumhalbleiu. körper Aluminium, Gold oder Nickel aufzudampu;-. und mit dem Silizium zu legieren. Ähnlich ist in ei, USA.-Patentschrift 3 253 951 beschrieben, zunäch-.; Aluminium in einer Schichtdicke von etwa 8000 A aufzubringen und dieses noch mit Titan und Silbe r

oder anderen Metallen zu überziehen, worauf durch Erwärmen eine Legierungsbildung des Aluminiums mit dem Halbleiterkörper und dem auf dem Aluminium befindlichen Überzugsmetall bewirkt wird. Nach der USA.-Patentschrift 3 237 271 ist es schließlieh bekannt, daß sich Aluminiumschichten auf Halbleiterkörpern leicht mit einer schützenden Oxydschicht bedecken lassen und selbst leicht oxydierbar sind.

Als Verfahren zur Verbindung einer Elektrode mit einem Halbleitergrundkörper in einer Halbleitervorrichtung, wie z. B. noppelwärmeabführdiode, ist außerdem das folgende Verfahren bekannt. Zunächst wird ein Teil eines Passivierfilms aus Siliziumoxyd, der auf einem Siliziumgrundkörper erzeugt ist, entfernt, um einen Teil des Grundkörpers freizulegen. Eine dünne Schicht von Metall, wie z. B. Molybdän und Nickel, die eine gute Bindung mit Silizium aufweisen, wird auf der freigelegten Oberfläche angebracht. Schließlich \Ard eine Schicht aus Silber mit hoher Leitfähigkeit niedergeschlagen, um eine Elektrode zu bilden. Bei diesem Verfahren neigen jedoch Molybdän. Nickel und Silber dazu, Oxyde auf ihrer Oberfläche zu bilden, wodurch die Eigenschaften der Elektroden verschlechtert werden. Außerdem ist der Oberflächenpassivierungseffckt des Siliziumdioxydfilms nicht zufriedenstellend.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren so weiterzuentwikkeln. daß die EIcktrodcnanbringung verbessert und gute ohmische Kontakte mit dem Halbleiterkörper mit größerer Sicherheit geschaffen werden, wobei im Zuge des Verfahrens gleichzeitig ein verbesserter Passivierungsfilm gebildet werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gclöst, daß als erste Metallschicht Aluminium in einer Dicke von 100 bis 500 A niedergeschlagen wird, daß das Erhitzen für wenigstens 10 Minuten auf eine Temperatur von 700 bis 850° C erfolgt, so daß sich das Aluminium auf dem freigelegten Oberflächenteil mit dem Halbleiterkörper legiert, und daß für die zweite Metallschicht Aluminium, Chrom oder Titan verwendet wird.

Vorzugsweise besteht der Halbleiterkörper aus Silizium, und der erste Isolierfilm enthält Silizhimoxyd.

Auf der zweiten Metallschicht kann außerdem noch eine dritte Metallschicht aus Gold und/oder Silber angebracht werden.

³ ..... ,. _rl,_m sni-.mm.m-dnlm 12 gebildeten Luch frei-

Die Erzeununn einer Passivierungsschicht mil ''V'^" ^'^^pilTusionszone 11 erzeugt, wie Fig. 2 _t.,n,m Gehalt an Aluminiumoxyd auf dem Isol.erti m ge ^n ^P"T P U· „, _{g dcs} Aluminiums c, r, c:i:,:..„.,i;„>..,^i ..,IrLt Qinh vnri^illialt in der zeigt. Mn "^L' . , _ r.rnnflWiirner 10 aut etu a

hitzt ma
5 200 C,

vulurch die Verfahrensschritte vereinfacht und die z. B. -¹^^1ι'^ηι^' _B stickstoff und Helium, erhitzt,

«rat der elektrischen Eigenschaften der Halb- „ ^^^„^rd.AI-J«

leiteranordnung verbessert werden. L)u.^rcn uu.- _{u si}i_izmm legiert, so da« mlIi

D e Emzelheiten und Vonei- der Erfindung wer- S.liz.umgundko^^_ium__Legierung 14 m,t eine,

den -.η Hand des in der Zeichnung veranschaulichten eine ™™ *' _{ralur 57?}- _{c blldct}. Gleich-

t s uhmn^sbeispiels näher erläutert darin zeigen Eu ek,JJg^ _{an dcr} Siliziumoxydsch,cht

_Fi„. 1 bis fi Querschnitte einer Halble.teranord- 15 *■*& J.agrt _{idn und wand}e t sich in AIu-

_mna "im Zuge der einzelnen Verfahrensschntte zur ^ ^m ' ^d'^tSL _d^n, um, wodurch sich eine PasM-

Än_g emes Elek.odenanschlusses _gem_äß der ™SS^ A^^flf ii^uminiu»

^Er η^ΠρΤΪ 1 erkennt man eine erste Leitung,--pzonc, Auf die^™ ^^_hrom oder Titan,

ζ β eine P-Typzone 11, die in einer Hauptoberflache ,o oder ein anderes ^ , _Aluminiumtnoxyd, AlO

eines Halbleiterkörpers 10 eines z-.veiten Leuungstyps da an ^Alu—_{m fti um} eine Elektrodenmetall-

aus z. B. N-Typ-Kristallsilizium mittels Erodiffun- gut hafuj. a » _Q ^ _{1Q0() A m b},,_den, _{wie F}, g. .

dierun" -iner Borverunreinigung in den Grundkorper scnicni j

ΐί™«η ein in einer Maskenschicht aus Silizium- ze.gt _{hend genan}nten ElektrodenmetaU-

Vorgang in einer oxydierenden Atmosphäre aus-

sis

Sechnik Es kann eine Oberflächenschicht nut Wenn ™^ ,_{s Schicht 13} verwendet, lassen

S Gehalt an Phosphorpentoxyd, P₂O, auf der 40 be.sp J- ^ ^ ^ _jg einsparen.

Siliriumoxydschicht 12 angebracht werden, bevor das sich d^ ^ ^ _{di Bjldung} «ncr Elektrode bc-

Unter Anwendung eier bekannten Vakuumaufdampfmethode wird eine Aluminiumschicht 13 tert wurde, versteht es sicn, uau u.^ ^. _? _.._

von 100 bis 500 A Dicke auf der gesamten Ober- 45 auf die Schaffung von Elektroden an Transistoren

fläche sowohl des Silizibmoxydfilms 12 als auch der und integrici " ' "'* "«««»nrihnr ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Palentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung, bei dem auf der Oberfläche eines Halbleiterkörpers ein ein Oxyd enthallender Isolierfilm erzeugt, in dem Isolierfilm zur Freilegung eines Teils der Oberfläche des Halbleiterkörpers eine Öffnung eingebracht, auf den Isolierfilm und auf den freigelegten Oberflächenteil des Halbleiterkörpers eine erste Metallschicht niedergeschlagen und die so erhaltene Anordnung derart erhitzt wird, daß sich die erste Metallschicht auf dem freigelegten Oberflächenteil mit dem Halbleiterkörper fest verbindet und auf dem Isolierfilm durch Reaktion des Metalls der ersten Metallschicht mit dem Oxyd im Isolierfilm ein zweiter, das Oxyd des Metalls enthaltender Isolierfilm entsteht und bei dem anschließend auf der mit dem Halbleiterkörper verbundenen ersten Metallschicht eine zweite Metallschicht aufgebracht wird, die bis zu dem zweiten Isolierfilm reicht, dadurch gekennzeichnet, daß als erste Metallschicht (13) Aluminium in einer Dicke von 100 bis 500 A niedergeschlagen wird, daß das Erhitzen für wenigstens 10 Minuten auf eine Temperatur von 700 bis SSO'" C erfolgt, so daß sich das Aluminium auf dem freigelegten Oberflächenteil mit dem Halbleiterkörper (10) legiert, und daß für dip zweit:· Metallschicht (16) Aluminium, Chrom ode^r Titan verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruc . 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper (10) aus Silizium besteht und der erste Isolierfilm (12) Siliziumoxyd enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß auf der zweiten Metallschicht (16) eine dritte Metallschicht (17) aus Gold und oder Silber angebracht wird.