DD154410A1 - Verfahren zur aetzung von pn-uebergaengen - Google Patents

Abstract

Das Verfahren zur Aetzung von pn- Uebergaengen an Silizium- Bauelementen bezweckt die Abtragung von kristallographischen Oberflaechendefekten an Sperrschichten. Durch den Zusatz von Alkohol zu HF-/HNO tief 3- haltigen Aetzmitteln nach Einleitung des Aetzvorganges wird mit der Reaktion eine Durchmischung und bei groesseren Abtragungen eine ausgleichende Aetzwirkung erreicht.

Description

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Stahnsdorf, den 17. 11. 1980

Ing. Wolfgang Hirsch 1530 Teltow, Ernst-Thälmann-Str. 93 d

Dipl.-Ing. Hans Friedrich 1530 Teltow, Ernst-Thälmann-Str. 89 a

Dipl.-Chem. Monika Wanka 1502 Potsdam, Otto-Hahn-Ring

Dipl.-Chem. Arnfried Abraham 1532 Kleinmachnow, Langendreesch

Zustellungsbevollmächtigter:

VEB Gleichrichterwerk Stahnsdorf im VEB Kombinat Mikroelektronik 1533 Stahnsdorf, Ruhlsdorfer Weg Zentrale Patentabteilung

Verfahren zur Ätzung von pn-übergängen Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Verfahren zur Ätzung von pn-Übergängen betrifft die chemische Behandlung der Sperrschichten von Silizium-Bauelementen, beispielsweise* Leistungstransistoren in Mesatechnik, bei denen gestörte oberflächennahe Kristallbereiche abgetragen und die Oberfläche gereinigt werden sollen.

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Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der Herstellung hochsperrender Bauelemente ist bekannt, die pn-Übergänge in Gemischen starker Säuren zu ätzen, um eine homogene Oberflächenstruktur zu erreichen. Die gebräuchlichsten Ätzlösungen enthalten die Komponenten HF und HNOo· Es ist auch bekannt, daß mit größerem HF-Anteil die Abtragung größer bzw. die Ätzzeit kleiner wird. Gute elektrische Eigenschaften werden aber vorzugsweise mit schwach wirkenden Ätzmitteln mit hohem HNOo₁-Anteil bei geringer Abtragung erreicht,, die nur Anwendung finden können, wenn die Oberfläche geringe mechanische Störungen besitzt. Durch die Vereinzelung der Halbleiterbauelemente entstehen tiefe mechanische Störungen. Sie müssen stärker abgetragen werden und führen bei Anwendung wirksamer Gemische zu inhomogenen Ätzstrukturen und zu Rückablagerungen.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, inhomogene Oberflächenstrukturen, die bei pn-Übergängen zu elektrischen Durchbrüchen führen und die Sperrspannung herabsetzen, zu vermeiden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe des Verfahrens ist es, bei hinreichender Abtragung in kurzen Zeiten homogene Ätzstrukturen zu erreichen. Es sollen gestörte Kristallbereiche abgetragen und die von ihnen induzierten Oberflächenstrukturen abgebaut werden. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß nach Einleitung des Ätzvorganges mit einenr HF/HNO„-Gemisch ein Zusatz von Methyl- oder Äthylalkohol erfolgt. Dadurch wird die Ätzreaktion kontinuierlich abgebremst - wahrscheinlich durch die im Verlaufe der Ätzreaktionen durch Oxydation entstehende Essigsäure. Die ausgleichende Wirkung dieses Ver-

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laufs führt auch bei niedrigem HNO„-Anteil bei hoher Abtragung zur störungsfreien Oberfläche, weil der Ätzangriff während der Ätzzeit durch diesen Zusatz kontinuierlich abnimmt·

Ausführungsbeispiel

Ein Beispiel soll den Ablauf verdeutlichen.

Magazinierte vorgereinigte Siliziumchips mit an die Oberfläche tretenden pn-Übergängen werden in einem Ätzmittel aus HF : HNO-, = 1:4 geätzt. Nach einer Ätzzeit von 20 bis 60 s werden der Ätzlösung 1 bis 10 % Äthylalkohol zugesetzt.

o bewirkt die Oxydation des Siliziums zu SiO₂, das durch die Flußsäure in Lösung geht. Durch Alkoholzusatz wird vermutlich zusätzlich HNO₂ gebildet und die SiO₂-BiI-dung wesentlich verstärkt, dabei entstehende Essigsäure bewirkt, daß der Vorgang zum Schluß hin gebremst abläuft. Die Reaktion selbst begünstigt die Durchmischung der Ätzlösung.

Nach Ablauf von ca. 6 min erfolgt eine Verdrängungsspülung· Eine nachträgliche HNO~-Öxydation mit 3facher Methanolspülung stellt eine optimale Oberflächenbelegung ein.

Claims (2)

1. ..-« - 225454

   Erfindungsansprüch..

   1. Verfahren zur Ätzung von pn-Übergängen an Silizium-Bauelementen mit HF- und HNCL-haltigen Ätzmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ätzmittel nach Einleitung des Ätzvorganges, spätestens nach einer Minute Ätzzeit, 1 bis 10 % Äthanol oder Methanol zugesetzt werden·
2. 2. Verfahren nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ätzvorgang ein Oxydationsprozeß mit Salpetersäure folgt, dem 1 bis 10 % Äthanol oder Methanol zugesetzt werden·