CS219118B1

CS219118B1 - Způsob výroby plošného nebo vertikálně-plošného členění hliníkových kontaktů výkonových polovodičových součástek

Info

Publication number: CS219118B1
Application number: CS769481A
Authority: CS
Inventors: Pavel Stejskal; Pavel Pojman; Jan May; Petr Svab; Jaroslav Homola
Original assignee: Pavel Stejskal; Pavel Pojman; Jan May; Petr Svab; Jaroslav Homola
Priority date: 1981-10-20
Filing date: 1981-10-20
Publication date: 1983-02-25

Abstract

Přédmětielni vynálezu je způsob výroby plošného nebo vertikálně-plošného členění hliníkových kontaktů výkonových polovodičových soulčástefe, opatřených wolframovou nebo molybdenovou dilatační elektrodou. Podstata vynálezu spočívá v tom, že povrch křemíkové destičky pokovený hliníkovou vrstvou o tloušťce 4 až 10 ,um metodou vakuového napaření při teplotě substrátu 200 + 30 °C s časovou prodlevou 16 až 30 min. se selektivně leptá přes fotorezistovou mialsiku ve vodním roztoku hydroxidu draselného o koncentraci 60 až 80 g/1 a ferrikyanidu draselného o koncentraci 150 až 200 g/1 při teplotě lázně 40 až 60 °C, načež se po odstranění foitoreziistové mašíky například v toluenu provede zažíhinutí hliníkového kontaktu ve vakuu při tlaku nižším než 10"2 Pa při teplotě 400 + 30 °C s časovou prodlevou 15 až 30 min.

Description

Přédmětielni vynálezu je způsob výroby plošného nebo vertikálně-plošného členění hliníkových kontaktů výkonových polovodičových soulčástefe, opatřených wolframovou nebo molybdenovou dilatační elektrodou.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že povrch křemíkové destičky pokovený hliníkovou vrstvou o tloušťce 4 až 10 ,um metodou vakuového napaření při teplotě substrátu 200 + 30 °C s časovou prodlevou 16 až 30 min. se selektivně leptá přes fotorezistovou mialsiku ve vodním roztoku hydroxidu draselného o koncentraci 60 až 80 g/1 a ferrikyanidu draselného o koncentraci 150 až 200 g/1 při teplotě lázně 40 až 60 °C, načež se po odstranění foitoreziistové mašíky například v toluenu provede zažíhinutí hliníkového kontaktu ve vakuu při tlaku nižším než 10² Pa při teplotě 400 + 30 °C s časovou prodlevou 15 až 30 min.

Vynález se týlká způsobu výroby plošného nebo vertikálně-plošného členění hliníkových kontaktů výkonových polovodičových součástek, opatřených wolframovou nebo molybdenovou dilatační elektrodou.

U většiny vyráběných polovodičových výkonových součástek j-e křemíková destička připojena jednou stranou k dilatační wolframové nebo molybdenové elektrodě. Druhá strana křemíkové destičky bývá opatřena kontaktní vrstvou například hliníku o tloušťce 4 až lOj^im. Hliníkový kontakt 'bývá obvykle vytvořen metcdou vakuového naparování nebo katodového napravování.

Na vrstvu hliníku jsou kladeny tyto zá sadní požadavky:

adheze a dobré elektrické parametry rozhraní kov—polovodič (naipříklaid ohmičnolst kontaktu, nízký kontaktní odpor apod.], přefsiná geometrie plošného rozčlenění kontaktu, tj. na kontakt katody (respektive emitoru) a řídicí struktury (báze).

.Dobré parametry kontaktu se obvykle dosáhnou vhodným režimem naparování a. zejména tepelného* zpracování napařené vrstvy, které se většinou provádí během pokovení nebo po vlastním napaření bez přerušení -vakua. Členění kontaktu se provádí nejčnlstěji dvěma způsoby, a to během- pokovování pomooí mechanické masky nebo fotolitograíficiky — selektivním vyleptáním- kovové kontaktní vrstvy přes foitorezistovou masku.

Prvý způsob členění je značně nepřesný a v případě složitějších struktur nelze prakticky použít. U druhého způsobu závisí geometrická přesnolst na teplotě předchozího zpracování hliníkové vrstvy, výběru leptáčího činidla a 'technologii vyleptání.

Tepelné zpracování kontaktní vrstvy má vliv na mikrostruiktulru hliníku. Vyšší teplota žíhání znamená větší zrnitost hliníku. Vzhledem* (k tornu-, že následné vyleptání probíhá především po hranici zrn, vede toto k větší nepřesnosti reprodukce fotorezhstoivé masky. Použití nižší teploty však znamená horší adhezi i elektrické parametry kontaktu.

Leptaní činidla na bázi KOH, HNCb, HF nejsou vhodná, protože leptají materiál dilatační elektrody (Ma, W) nebo A-lSi nátaiv miezi křemíkovou. destičkou, a elektrodou. U polovodičových součástek, které nemají dilatační elektrodu, se obvykle používá kyselina fosfoírečná. V našem případě se však neolsvědičuje, tvar kontaktu je nepřesný, hranice neostré. Důvodem je rozdílnost elekjtroicheimiiekých poteinc^; álů různých materiálů přítomných v leptáním roztoku.

Kvalitní plošně nebo vertikálně členěný hliníkový kontakt výkonových polovodičových součástek opatřených molybdenovou nebo wolframovou dilatační elektrodou lze získat způsobem výroby dle vynálezu, který odstraňuje výše uvedené nevýhody. Jeho podstata.· spočívá v tom, že povrch křemíkové destičky pokovený hliníkovou vrstvou o tloušťce 4 až 10 metodou vakuového napaření při teplotě substrátu 200 + 30 °C s časovou prodlevou 15 až 30 min. se selektivně leptá přete fotoreziistovou maisku ve vodním roztoku hydroxidu draselného o konicemitraici 60 až 80 g/1 -a ferrikyahidu draselného >0 koncentraci 150 až .200 g/1 při teplotě lázně 40 až 60 °C, načež se po -odstranění fotorezistové mašíky například v toluenu provede zažíhnutím hliníkového kontaktu ve vakuu při tlaku -nižším než 10² Pa při teplotě 400 + 30· °C ^lS časovou prodlevou 15 až 30 min. Vyleptání je možné provádět v ultrazvukovém poli.

Vytvořená kontaktní struktura s*e vyznačuje, vysekou přesností reprodukce členěného motivu a vysokou přilnavostí ke křemíkové destičce, dále pak ohmičnosití kontaktu a nízkým kontaktním odporem. Pokud se vyleptá,ní hliníkového kontaktu provádí v ultrazvukovém poli, celý proces se urychlí. Příklad provedení:

Křemíková destička spojená s wolframovou nebo molybdenovou dilatační elektrodou se vakuovým· naparováním opatří vrstvou hliníku o tloušťce 8 μιη při teplotě substrátu 206 °C. Po vytvoření fotorezistové masky s dahýim konstrukčním plošným motivelm ise provede vyleptání hliníkového kontaktu ve vodním roztoku hydroxidu draselného o koncentraci 70 g/1 a ferrikyanidu draselného o koncentraci 170 g/1 při teplotě lázně 50 °C. Po sejmutí rezisioVé masky iv toluenu se součástka zažíhne ve vakuu řádu 10³ Pa při teplotě 400 °C po dobu 15 minut.

Vynález nalezne uplatnění při výrobě výkonových polovodičových součástek s plošně nebo vertikálně členěným kontaktem a vysokými nároky na dobré elektrické a mechanické vlastnosti kontaktu a pře,snosit geometrie plošného členění.

Claims

PŘEDMĚT

1. Způsob výroby plošného nebo veirtikálně-plošného členění hliníkových kontaktů výkonových polovodičových součástek, 'Opatřených wolframovou nebo molybdenovou dilatační elektrodou vyznačený tím, že povrch křemíkové destičky pokovený hliníkovou vrstvou o tloušťce 4 až 10 μ/m .metodou vakuového napaření při teplotě substrátu 200 0- 30 °C s časovou prodlevou 1.5 až 33 minut se selektivně leptá přes fotorezistovou mialslku ve vodním rozteku hydroxidu

VYNÁLEZU draselného o koncentraci 60 až 80 g/1 a ferrikyanidu draselného o koncentraci 150 aiž 230' g/1 při teplotě lázně 40 až 63 °C, načež se po odstranění fotecezistové masky např. v toluenu provede zažthnutí hliníkového kontaktu ve vakuu při tlaku . nižšího než 10² Pa při teplete 450 + 30 ^CC s časovou prodlevou 15 až 33 min.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že vyleptání struktury hliníkového' kontaktu se provede v ultrazvukovém' poli.