AT264586B - Verfahren zum Entfernen von Oxydschichten von Germaniumkörpern - Google Patents

Description

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  Verfahren zum Entfernen von Oxydschichten von Germaniumkörpern 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen einer Oberflächenschicht aus tetragonalem Ger- maniumdioxyd von   Germaniumkörpern.   



   Bei   Siliziumhalbleiterkörpem   kann Siliziumdioxyd zum Passivieren der Halbleiteroberfläche, zum
Begrenzen von Diffusionszonen und zum Verzögern der Diffusion von Verunreinigungen in die Halblei- teroberfläche benutzt werden. Siliziumdioxyd kann auf der Siliziumoberfläche durch Oxydation bei hoher Temperatur erzeugt weiden die Technik der Bildung einer Siliziumdioxydschicht und der Anbringung von Öffnungen für Diffusionszwecke ist allgemein bekannt. Diese Technik wurde bisher nicht bei Germanium durchgeführt, da die gebildeten Oxydschichten keine geeigneten Eigenschaften aufweisen ; die gewöhnlich hexagonale Form von Germaniumdioxyd ist nämlich in Wasser löslich. Es ist wohl vorgeschlagen worden, in diesem Falle Siliziummonoxyd als Diffusionsmaske anzuwenden. 



   In der österr. Patentschrift Nr. 242749 ist die Bildung einer kohärenten Schicht aus tetragonalem Germaniumdioxyd auf einer Germaniumunterlage vorgeschlagen, welche Schicht Eigenschaften besitzt, die darauf hinweisen, dass dieses Material auf Germanium zum Ausführen von Verfahren verwendet werden kann, die denen der Verwendung von Siliziumdioxyd auf Silizium ähnlich sind. Tetragonales Germaniumdioxyd kann auch als Widerstandsmaterial oder als dielektrisches Material für Planarhalbleitervorrichtungen und als Oberflächenmaterial in Schmelztiegeln verwendet werden. Die Schicht tetragonalen Germaniumdioxyds ist gegen viele Lösungsmittel und chemische Stoffe   widerstandsfähig :   das Material ist z. B. unlöslich in Wasser oder Fluorwasserstoffsäure und es löst sich nur langsam in einer heissen   5Clo   Lösung von Natriumhydroxyd.

   Die Durchführung von   Photomaskierungsverfahren   oder von Planartechniken bei einem Germaniumkörper mit einer solchen Oberflächenschicht ist infolgedessen weniger leicht, es sei denn, dass ein Verfahren gefunden werden könnte, bei dem das tetragonale Germaniumdioxyd örtlich schnell gelöst werden kann und das sich gegebenenfalls auch zur Anwendung von Photomaskierungsmaterial eignet : die Erfindung zielt auf ein solches Verfahren zum Entfernen von tetragonalem Germaniumdioxyd von der Oberfläche von Germanium ab, das sich zur Anwendung eines Photomaskierungsmaterials eignet. 



   Gemäss der Erfindung wird bei einem Verfahren zum Entfernen tetragonalen Germaniumdioxyds von der Oberfläche eines   Germaniumkörpers   das Dioxyd mit Titan reduziert, worauf die Reaktionsprodukte entfernt werden. Das Titan kann auf bestimmte Zonen der Schicht des tetragonalen Germaniumdioxyds beschränkt werden. Dies kann z. B. durch Aufbringen unter Verwendung einer Maske oder durch Verwendung eines Photomaskierungsmaterials erreicht werden ; es kann z. B. ein Photomaskierungsmaterial auf einer Titanschicht angebracht werden, die auf der Schicht des tetragonalen Germaniumdioxyds vorhanden ist, oder es kann ein Photomaskierungsmaterial direkt auf der Germaniumoxydschicht und das Titan auf der Oberfläche des Photomaskierungsmaterials angebracht werden. 



   Ein Beispiel des Verfahrens nach der Erfindung wird nachstehend an Hand der schematischen Zeich- 

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 nungen näher erläutert, in der die Fig. 1 bis 7 einen senkrechten Schnitt durch eine Germaniumscheibe in Reihenfolge der Vorgänge gemäss diesem Beispiel darstellen. Das Verfahren umfasst die nachfolgenden   Vorgänge :  
1. Das Ausgangsmaterial ist eine   Germaniumscheibe-l-,   deren Oberfläche mit einer Schicht 
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2. Eine Schicht aus   Titan -3-- wird   auf die Schicht-2-im Vakuum unter Anwendung einer üblichen Vakuumtechnik aufgedampft.

   Die Menge niedergeschlagenen Titans hängt von der Dicke der
Germaniumdioxydschicht ab, welche entfernt werden   sol   Titan genügt zum Entfernen einer   Schicht tetragonalen Germaniumdioxyds mit einer Stärke von 1 J1.. 



  Der Vakuumdruck ist etwa 2 X 10-5 mm am Anfang des Aufdampfvorganges und nimmt während   des Aufdampfens infolge der Getterwirkung von Titan ab. 



   3. Ein   Photomaskierungsmuster --4-- wird   in üblicher Weise auf der Titanschicht angebracht. 



   4. Die freiliegenden Teile der Titanschicht werden durch Ätzen entfernt ; das Ätzmittel besteht aus einem Gemisch von 
1 VoL-Teil konzentrierter Fluorwasserstoffsäure,
4 VoL-Teilen konzentrierter Salpetersäure,
160 Vol.-Teilen destillierten Wassers. 



   Dieses Ätzmittel entfernt das Titan schnell, aber greift die Photomaskierungsschicht nicht an, so dass das Titanmuster-3'-auf der Oberfläche des tetragonalen Germaniumdioxyds geschützt wird. 



   5. Die   Photomaskierungsschicht-4-wird   darauf in üblicher Weise durch Tauchen des Germaniumkörpers in ein organisches Lösungsmittel oder eine heisse Chromsäurelösung entfernt. Die Germaniumdioxydschicht hat dann genau definierte   Zonen-3'-aus   Titan an der Oberfläche. 



   6. Der   Germaniumkörper   wird auf etwa 5400 C während 1 h in einer Argonatmosphäre erhitzt, wobei das Titan das Germaniumdioxyd zu Germanium reduziert und selber Titandioxyd als Reaktionsprodukt in dem   Teil--5- bildet.   Die erwähnte Temperatur und Zeit müssen ausreichen, um 1   J1.   Germaniumdioxyd zu entfernen. Die Reaktion kann durch Anwendung einer höheren Temperatur von 6000 C beschleunigt werden, in welchem Falle 1   J1.   Germaniumdioxyd innerhalb 3 min entfernt wird. Die Anwendung dieser höheren Temperatur liefert ein schärfer definiertes Muster und ist daher zu bevorzugen. 



   7. Das Titandioxyd wird dadurch entfernt, dass der Germaniumkörper in konzentrierter Fluorwasserstoffsäure gewaschen wird, wobei sich das durch die Reduktion erhaltene amorphe Germanium und das überschüssige Titan von der Unterlage lösen. Wenn das reduzierte Germanium noch nicht   volkom-   men durch dieses Ätzmittel entfernt ist, kann weiter ein verdünntes   Germaniumätzmittel   üblicher Art benutzt werden. Da das Germanium im amorphen Zustand ist, verschwindet es sehr schnell und die Germaniumunterlage wird nur sehr wenig weggeätzt. Die   Oberflächenteile --6- der   Germaniumunterlage sind dann für Diffusionszwecke zur Verfügung oder zum Anbringen von Metallkontakten,   z. B.   durch Aufdampfen, zugänglich. 



   Wenn eine Schicht tetragonalen Germaniumdioxyds auf der Oberfläche eines Germaniumkörpers über einem pn-Übergang gebildet wird, zeigt sich nach Erhitzung des Körpers auf etwa 6000 C, dass der Sperrstrom der erhaltenen Halbleitervorrichtung zunimmt. Diese Zunahme des Sperrstroms kann durch Erhitzung des Körpers während 12 h auf   2500   C vor der Erhitzung auf die höhere Temperatur verringert werden. 



   Wenn eine   Germaniumdberfläche   mit einer Schicht tetragonalen Germaniumoxyds zunächst auf   250    C erhitzt wird, worauf die höhere Temperatur gemäss dem Verfahren nach der Erfindung zur Herstellung der Halbleitervorrichtung angewendet wird, haben die erhaltenen Vorrichtungen einen Sperrstrom, der nicht im gleichen Masse erhöht ist wie in dem Falle, in dem die Erhitzung auf 2500 C nicht durchgeführt wird. 



   Die Schicht tetragonalen Germaniumdioxyds eignet sich dann zur Anwendung als Passivierungsschicht auf der Germaniumoberfläche.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Verfahren zum Entfernen von tetragonalem Germaniumdioxyd von der Oberfläche eines Germaniumkörpers für Halbleitervorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass das Dioxyd mit Titan reduziert wird und die Reaktionsprodukte entfernt werden.