DE1044982B - Method for producing a semiconductor arrangement with several transitions between zones of different conductivity types - Google Patents
Method for producing a semiconductor arrangement with several transitions between zones of different conductivity typesInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit mehreren Übergängen zwischen Zonen unterschiedlichen Leitungstyps Die Patentanmeldung S 35943 VIII c/ 21g, behandelt ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit mehreren Übergängen zwischen Zonen unterschiedlichen Leitungstyps nach Art von p-n-p-Übergängen oder n-p-n-Übergängen, bei dem zunächst ein Halbleiterkörper mit zwei flächenhaft aneinandeargrenzenden Zonen unterschiedlichen Leitunngstyps hergestellt wird und dann wenigstens eine Zone dieses Halbleiterkörpers durch einen oder mehrere Schnitte, die mittels eines mit Ätzflüssigkeit benetzten und/oder mit einem Schleifmittel bedeckten faden-oder drahtförmigen Werkzeuges erzeugt sind und die durch die Zone des einen Leitungstyps ganz hindurchgeführt sind, in mehreren Teilzonen aufgetrennt sind, welche nur über die Zone des anderen Leitungstyps zusammenhängen.Method for manufacturing a semiconductor device with multiple junctions between zones of different line types The patent application S 35943 VIII c / 21g, discusses a method of manufacturing a semiconductor device having a plurality of Transitions between zones of different conductivity types in the manner of p-n-p junctions or n-p-n junctions, in which initially a semiconductor body with two planar Adjacent zones of different Leitunngtyps is produced and then at least one zone of this semiconductor body through one or more cuts, by means of a wetted with etching liquid and / or with an abrasive covered thread-like or wire-like tool are generated and through the zone of the one type of conduction are completely passed through, separated into several sub-zones which are only related via the zone of the other line type.
Zur Durchführung der erforderlichen Schnitte sind an sich verschiedene Verfahren bekannt. So befassen sich die deutschen Patentschriften 896 827, 913 803 und 902 757 mit der Möglichkeit des Schneidens und der Oberflächenbearbeitung von Halbleiterkristallen.There are several per se to make the necessary cuts Procedure known. The German patents 896 827, 913 803 deal with this and 902 757 with the possibility of cutting and surface finishing Semiconductor crystals.
Es ist in den meisten Fällen von großer Wichtigkeit, die Tiefe dieses Anschnittes genau zu dimensionieren. Gemäß der Erfindung ist daher vorgesehen, daß die erreichte Schnittiefe im Halbleiterkörper durch laufende Messungen einer sich mit der Tiefe des geführten Schnittes ändernden elektrischen Größe des Kristalls kontrolliert wird.In most cases, the depth of this is of great importance To dimension the bleed exactly. According to the invention it is therefore provided that the depth of cut achieved in the semiconductor body through ongoing measurements of a self with the depth of the led cut the electrical magnitude of the crystal changes is controlled.
Als besonders zweckmäßige derartige Maßnahme empfiehlt sich die Überwachung des, elektrischen Querwiderstandes. Man legt zu diesem Zweck an zwei geeignete Stellen des Kristalls Meßelektroden. Vorzugsweise sorgt man dafür, daß sich diese im gleichen Abstand von der Grenzfläche zwischen p- und n-Schicht oder eines ähnlichen Übergangs befinden. Am einfachsten benutzt xnan die Emitter- und Basiselektrode oder ein anderes geeignetes Elektredenpaar der Halbleiteranordnung, die man dann bereits vor dem Anschneiden des Kristalls anbringt.Monitoring is recommended as a particularly useful measure of this type of, electrical transverse resistance. For this purpose one places in two suitable places of the crystal measuring electrodes. It is preferable to ensure that these are in the same place Distance from the interface between p- and n-layer or a similar junction are located. The easiest way to use xnan is to use the emitter and base electrodes or another suitable Electredenpaar of the semiconductor arrangement, which one then already before the Cutting the crystal attaches.
Das Wesen der Erfindung sei für das betrachtete Ausführungsbeispiel an Hand einer schematisch=en Figur erklärt. Fig..1 zeigt einen Halbleiterkristall 1 aus Germanium, Silizium oder einem anderen Halbleiter mit zwei Zonen verschiedenen Leitungstyps, insbesondere. einer oberen p- und einer unteren n-Schicht. 2 und 2' bedeuten die Emitter- und Kollektor- oder die Emitter- und Basiselektrode, die im vorliegenden Beispiel der Erfindung gleich zur überwarhung des Querwiderstandes dienen und über ein geeignetes Widerstandsmeßgerät 3 miteinander verbunden sind. Besondere Hilfselektroden sind im Beispielsfall entbehrlich und deshalb in der Zeichnung fortgelassen. 4 stellt eilten fokussierten Elektronenstrahl dar, welcher die Aufgabe hat, den Kristall exakt bis zur Tiefe der Grenzfläche zwischen p- und u-Schicht längs der gestrichelten Linie 5 anzuschneiden. Das Einschneiden des Kristalls geschieht so, daß der Elektronenstrah,14 längs der gestrichelten Linie ständig hin- und hergeführt wird und dabei langsam immer tiefer in den Kristall dringt.The essence of the invention is for the embodiment considered explained on the basis of a schematic figure. Fig..1 shows a semiconductor crystal 1 made of germanium, silicon or another semiconductor with two zones different Line type, in particular. an upper p- and a lower n-layer. 2 and 2 ' mean the emitter and collector or the emitter and base electrodes im present example of the invention to monitor the transverse resistance serve and are connected to one another via a suitable resistance measuring device 3. Special auxiliary electrodes are not required in the example and are therefore shown in the drawing omitted. Fig. 4 depicts a rushed focused electron beam which does the job has the crystal exactly to the depth of the interface between the p- and u-layer cut along the dashed line 5. The cutting of the crystal happens so that the electron beam 14 is constantly moved back and forth along the dashed line and slowly penetrates deeper and deeper into the crystal.
Der Schnitt kann auch mit einer andersartigen geeigneten Vorrichtung,, z. B. einer Diamantsäge, einem Sandstrahlgebläse, einem Strahl aus nichtleitender Flüssigkeit,, in der ein geeignetes feingemahlenes Schleifmittel suspensiert ist, oder einer elektrolytischen oder chemischen Ätzvorrichtung, erzeugt werden. In letzterem Fall ist es zweckmäßig, daß man abwechselnd ätzt, trocknet, eventuelle Rückstände fortbläst und schließlich die Messung des Querwiderstandes vornimmt.The cut can also be made with another suitable device, z. B. a diamond saw, a sandblasting blower, a beam of non-conductive Liquid in which a suitable finely ground abrasive is suspended, or an electrolytic or chemical etching device. In the latter In this case it is advisable to alternately etch and dry, any residues blows away and finally takes the measurement of the transverse resistance.
Die Wirkungsweise der Einrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist folgende: Der Querwiderstand, den man zwischen zwei verschiedenen Stellen eines Halbleiterkristalls mit Zonen unterschiedlichen Leitungstyps mißt, ändert sieh mit dem Eindringen des Schnittes in den Kristall im allgemeinen stetig. Erst wenn der Schnitt eine Sperrschicht (z. B. die Grenze zwischen einer p- und n-Schicht) erreicht, ändert er sich mehr oder weniger sprunghaft. Dieses Verhalten begründet sich darauf, daß der Meßstrom zuerst die beiden Zonen verschiedenen Leitungstyps parallel durchfließt und dann plötzlich den. p-n-p-Übergang passieren muß.The operation of the device according to the first embodiment of the invention is as follows: The transverse resistance that one has between two different Measures places of a semiconductor crystal with zones of different conductivity types, generally changes steadily as the incision penetrates the crystal. Only when the cut has a barrier layer (e.g. the boundary between a p- and n-layer), it changes more or less abruptly. This behavior is based on the fact that the measuring current first crosses the two zones of different conductivity types flows through in parallel and then suddenly the. p-n-p transition must happen.
Der Übergang des Schnittes aus dem p-Bereich in den n-Bereich macht sich deutlich durch einen schnellen Austrag des Querwiderstandes bemerkbar. Soll der Schnitt nur bis zur Grenze-zwischen p- und n-Schicht vorgetrieben werden, so ist das Einschneiden abzubrechen, sobald das Meßinstrument den Widerstandssprung anzeigt.The transition of the cut from the p-area to the n-area makes clearly through a fast Discharge of the transverse resistance noticeable. Should the cut only be driven up to the border between the p- and n-layer cutting is to be stopped as soon as the measuring instrument shows the jump in resistance indicates.
In weiterer Durchführung des Erfindungsgedankens wird vorgeschlagen, den Sprung, den der Querwiderstand erleidet, wenn der Schnitt die Grenzfläche erreicht, zum- selbsttätigen Abstellen der Sägevorrichtung, z. B. es Elektronenstrahls, zu verwenden.In a further implementation of the inventive concept, it is proposed that the jump that the transverse resistance suffers when the cut reaches the interface, for the automatic shutdown of the sawing device, e.g. B. it electron beam, too use.
Das soeben besprochene Ausführungsbeispiel ist aber noch in anderer Hinsicht ausbaufähig. Es ist nämlich bekannt, Halbleiterkristalle, wie sie bei den Verfahren nach der Hauptpätentanmeldung Verwendungfinden, serienmäßig=insbesonderebezüglichder Ausbildung der Dimensionen der p- und n-Schicht sowie der übrigen physikalischen Eigenschaften -mit sehr großer Gleichmäßigkeit herzustellen. Infolgedessen mißt man, wenn man die Meßelektroden und den Anschnitt jedesmal an _ der gleichen Stelle der Kristalle anbringt, auch jedesmal den gleichen Verlauf des Querwiderstandes. Es hat demzufolge Zweck, Eichkurven des Querwiderstandes für einen bestimmten Kristalltyp herzustellen. Mit Hilfe desselben kann man dann das Eindringen in die Kristalle leicht verfölgen-und. den Anschneidevorgäng in beliebiger, vorher genau festzulegender Tiefe beenden. Dies hat den Vorteil, daß man dabei von der Lage und Wirkung des p-n-Überganges oder sonstiger Übergänge zwischen Zonen unterschiedlichen Leitungstyps unabhängig wird.The exemplary embodiment just discussed is, however, still different Respectable. Namely, it is known, semiconductor crystals, as they are in the Method according to the main patent application find use, as standard = in particular with regard to the Formation of the dimensions of the p- and n-layer as well as the other physical ones Properties - to be produced with very great uniformity. As a result, measures you, if you put the measuring electrodes and the gate each time in the same place the crystals attaches, also each time the same course of the transverse resistance. It is therefore intended to provide calibration curves for the transverse resistance for a specific type of crystal to manufacture. With the help of the same one can then penetrate the crystals easily obscure and. the cutting process in any, precisely defined beforehand Finish depth. This has the advantage that you can rely on the location and effect of the p-n junction or other junctions between zones of different conductivity types becomes independent.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft die Überwachung der Schnittiefe mit Hilfe der -Trägerinjektion im Halbleiterkristall; die gerade dann ihren Sättigungswert erreicht, wenn der Schnitt auf die Grenze zwischen -p- und n-Schicht trifft. Die Fig. 2 stellt eine Einrichtüng zur Durchführung.des Verfahrens schematisch dar. 1 bedeutet wieder den Halbleiterkristall mit einer oberen p-Schicht und einer unteren n-Schicht, der mittels eines fokussierten Elektronenstrahls 4 längs - der gestrichelten -Linie 5 angeschnitten werden soll.' 2 und 2' bedeuten wieder die-Anschlüsse für zwei Elektroden des Systems an der p-Schicht. Im vorliegenden Fall wird noch eine dritte Elektrode 6 benötigt, welche mit der anderen Schicht des Kristalls, nämlich mit der n-Schicht, leitenden Kontakt hat. Gegebenenfalls bildet man die Elektrode 6 so aus, daß sie nur für eine Trägersorte empfindlich ist. Außerdem legt man zwischen sie und jede der beiden anderen an der p-Schicht liegenden Elektroden 2 eine geeignete Gleichspannung Ui und U2.A second embodiment of the invention relates to the monitoring of the depth of cut with the aid of carrier injection in the semiconductor crystal; which just reaches its saturation value when the cut hits the boundary between -p- and n-layer. Figs. 2 illustrates a Einrichtüng to Durchführung.des method schematically illustrates 1 is again the semiconductor crystal with a p-type upper layer and a lower n-type layer, the longitudinally by means of a focused electron beam. 4 - dotted -line 5 is to be cut. ' 2 and 2 'again mean the connections for two electrodes of the system on the p-layer. In the present case, a third electrode 6 is also required, which has conductive contact with the other layer of the crystal, namely with the n-layer. If necessary, the electrode 6 is designed in such a way that it is only sensitive to one type of carrier. In addition, a suitable direct voltage Ui and U2 is placed between it and each of the two other electrodes 2 lying on the p-layer.
Mit dem Einschneiden des Kristalls durch die Einrichtung 4 tritt eine Zunahme der Trägerinjektion ein, die mit tiefer gehendem Schnitt ihren Sättigungswert erreicht. Man erfaßt ihn, indem man über die Elektrode 6 und. eine der beiden Elektroden 2 einen geeigneten Strom I1 schickt und den hierdurch hervorgerufenen. Strom I2 über die : Elektrode 6 und über die andere der Elektroden 2 mittels eines Strommessers 7 mißt. Erreicht der Strom I2 sein Maximum bzw. seinen Sättigungswert, so ist das Einschneiden abzubrechen.With the cutting of the crystal by the device 4 occurs Increase in carrier injection, which increases its saturation value with a deeper cut achieved. It is detected by touching electrodes 6 and. one of the two electrodes 2 sends a suitable current I1 and the resulting one. Current I2 via the: electrode 6 and via the other of the electrodes 2 by means of an ammeter 7 measures. If the current I2 reaches its maximum or its saturation value, that is Abort cutting.
Ein drittes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 dargestellt. 1 ist wieder der Halbleiterkristall mit einer obenliegenden p-Schicht und einer untenliegenden n-Schicht, 2 die Anschlüsse für die beiden Elektroden des späteren Systems an der p-Schicht und 4 der Elektronenstrahl, der den Kristall längs der gestrichelten Linie 5 einschneiden soll. -8 bedeutet eine Lichtquelle, welche genügend kurzwelliges Licht geeigneter Intensität auf die Schnittlinie 5 wirft. Durch Wahl einer geeigneten kurzen Wellenlänge erreicht man, daß die Eindringtiefe des Lichtes in den Kristall beliebig klein wird. Solange der Einschnitt längs 5 noch nicht tief eingedrungen ist, wird sich zwischen den beiden Elektroden 2 nichts ändern. Erst wenn der Schnitt bis zur n-p-Grenzfläche hindurchgedrungen ist, tritt plötzlich zwischen den beiden Elektroden 2 eine Fotospannung auf, die einen Fotostrom 13, der mit einem Strommesser 7 gemessen wird, zur Folge hat. Es ist in diesem Fall zweckmäßig, die Seitenflächen des Halbleiterkristalls lichtdicht abzudecken, indem man ihn z. B. in einen Kasten 9 bringt.A third exemplary embodiment is shown in FIG. 3. 1 is again the semiconductor crystal with a p-layer on top and one on the bottom n-layer, 2 the connections for the two electrodes of the later system on the p-layer and 4 the electron beam that passes the crystal along the dashed line 5 should cut. -8 means a light source which is sufficiently short-wave Throws light of suitable intensity onto cutting line 5. By choosing a suitable short wavelength one achieves that the depth of penetration of the light into the crystal becomes arbitrarily small. As long as the incision along 5 has not yet penetrated deeply is, nothing will change between the two electrodes 2. Only when the cut has penetrated to the n-p interface, suddenly occurs between the two Electrodes 2 a photo voltage, a photo current 13, which with an ammeter 7 is measured. In this case, it is advisable to use the side surfaces to cover the semiconductor crystal light-tight by z. B. in a box 9 brings.
Die am ersten Ausführungsbeispiel - geschildertenweiteren Ausbaumöglichkeiten der Erfindung lassen sich auch auf die Beispiele 2 und 3 anwenden. So kann man z. B. eine an sich bekannte Vorrichtung bauen, welche auf das Erreichen des Sättigungsstromes der Trägerinjektion gemäß Ausführungsbeispiel 2 oder auf das Auftreten des Fotostroms gemäß Ausführungsbeispiel 3 anspricht und dann die Schneidevorrichtung automatisch ausschaltet.The further expansion options described in the first exemplary embodiment of the invention can also be applied to Examples 2 and 3. So you can z. B. build a known device, which is based on reaching the saturation current the carrier injection according to embodiment 2 or the occurrence of the photocurrent according to embodiment 3 responds and then the cutting device automatically turns off.
Es ist auch möglich; Eichkurven des Trägerinjektionsstromes sowie des Fotostromes an einem bekannten Kristall in Abhängigkeit von der Tiefe des erreichten Schnittes aufzunehmen und sie zur genauen Überwachung bei der Herstellung der Schnittiefe zumindert in einer dar beiden Schichten verschiedenen Leitungstyps an jedem anderen gleichartigen Kristall in der .Weise anzuwenden, wie sie im ersten AusfÜhrungsbeispiel der Erfindung beschrieben ist.It is also possible; Calibration curves of the carrier injection flow as well as of the photocurrent on a known crystal as a function of the depth of the reached Record the cut and use it for precise monitoring during the production of the cutting depth at least in one of the two layers of different conductivity types in each other similar crystal in the .Weise to use as in the first embodiment of the invention is described.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DES51113A DE1044982B (en) | 1956-11-02 | 1956-11-02 | Method for producing a semiconductor arrangement with several transitions between zones of different conductivity types |
Applications Claiming Priority (1)
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DES51113A DE1044982B (en) | 1956-11-02 | 1956-11-02 | Method for producing a semiconductor arrangement with several transitions between zones of different conductivity types |
Publications (1)
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DE1044982B true DE1044982B (en) | 1958-11-27 |
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DES51113A Pending DE1044982B (en) | 1956-11-02 | 1956-11-02 | Method for producing a semiconductor arrangement with several transitions between zones of different conductivity types |
Country Status (1)
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DE (1) | DE1044982B (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1146203B (en) * | 1958-01-17 | 1963-03-28 | Philips Nv | Method for removing material from a semiconductor body of a semiconductor component, e.g. B. a transistor or a crystal diode, by the action of a strahlenfoermig applied abrasive |
DE1199407B (en) * | 1959-01-20 | 1965-08-26 | Siemens Ag | Method for removing a semiconductor body with a pn junction of a semiconductor component by etching |
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1956
- 1956-11-02 DE DES51113A patent/DE1044982B/en active Pending
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