DE1053278B

DE1053278B - Verwendung einer waessrigen Loesung einer komplexbildenden zwei- oder mehr-basischen organischen Saeure zum Reinigen von Oberflaechen

Info

Publication number: DE1053278B
Application number: DEL22408A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Franz Arthur Pohl
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1955-07-09
Filing date: 1955-07-09
Publication date: 1959-03-19

Description

DEUTSCHES

Bei der Herstellung von elektrisch unsymmetrisch leitenden Systemen, wie sie als Trockengleichrichter oder Transistoren bekanntgeworden sind, ergab sich die Notwendigkeit, besonders die Oberflächen der dazu verwendeten Substanzen mit größtmöglicher Reinheit darzustellen. Insbesondere galt dies für den Halbleiterkörper selber sowie für die mit ihm in Kontakt tretenden Metallteile. Die elektrischen Eigenschaften der halbleitenden Substanzen, wie Germanium oder Silizium, oder die halbleitenden intermetallischen Verbindungen bringen es mit sich, daß sich an ihrer Oberfläche besonders leicht Verunreinigungen ansetzen, die z. B. wie metallische Ionen eine elektrische Ladung aufweisen. Zur Reinigung der Oberfläche dieser halbleitenden Substanzen wurde diese mit verschiedenen Mineralsäuren abgeätzt. Dabei ergab sich eine Abtragung der Oberfläche, und die dort vorhandenen Verunreinigungen wurden in Lösung gebracht und lagen dann als Ionen in der Lösung vor.

Entsprechend der Konzentration der Säuren, die zu diesem Ätzverfahren benutzt wurden, an Verunreinigungen und der Konzentration der von der Oberfläche in Lösung gegangenen Verunreinigungen stellte sich ein Gleichgewicht zwischen oberflächlich adsorbierten Verunreinigungen und in der Lösung frei befindlichen ein. So gelingt es zwar, durch Waschen mit bidestilliertem Wasser dieses Gleichgewicht im Sinne einer Verminderung der adsorbierten Verunreinigungen zu verschieben, aber es bleibt auf Grund der großen Schwierigkeiten bei der Herstellung reiner Säuren und reinen bidestillierten Wassers stets ein Teil der Verunreinigungen an der Probenoberfläche adsorbiert.

Es ist nun bereits vorgeschlagen worden, diese ungünstigen Verhältnisse dadurch zu ändern, daß die elektrische Ladung der Verunreinigungen vollständig kompensiert wird, indem sie in ein elektrisch nach außen unwirksames, großes, leicht lösliches und stabiles Molekül eingebaut wurde. Zu diesem Zweck wurde bisher der Halbleiterkörper in der Lösung eines löslichen Zyanids, z. B. Kaliumzyanid, gewaschen. Dieses Verfahren weist eine Reihe von Mängeln auf, die seine Brauchbarkeit in Frage stellt. Zunächst einmal werden mit dieser Substanz nur die Ionen der sogenannten Übergangselemente gebunden, so daß ein Großteil von äußerst wirksamen Verunreinigungen nicht erfaßt wird. Des weiteren lassen sich diese Zyanide meist nicht hinreichend rein darstellen, so daß durch sie neue Verunreinigungen an den Halbleiter herangetragen werden. Schließlich handelt es sich bei diesen Zyaniden um äußerst giftige Substanzen, die zu ihrer Verarbeitung besonderer Umsicht und besonderer Schutzmaßnahmen bedürfen.

Verwendung einer wäßrigen Lösung
einer komplexbildenden zwei- oder mehrbasischen organischen Säure
zum Reinigen von Oberflächen

Anmelder:

LICENTIA Patent-Verwaltungs - G. m. b. H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Dr.-Ing. Franz Arthur Pohl, Belecke/Möhne,
ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer wäßrigen Lösung einer komplexbildenden zwei- oder mehrbasischen organischen Säure zum Reinigen der Oberfläche von Germanium oder Silizium oder halbleitender intermetallischer Verbindungen sowie zum Reinigen der Oberfläche solcher Metalle, die bestimmungsgemäß mit Germanium oder Silizium oder einer halbleitenden intermetallischen Verbindung in Kontakt treten, von anhaftenden \^rerunreinigungen metallischer Ionen nach vorhergegangener Ätzung der zu reinigenden Oberfläche mit einem Mineralsäure enthaltenden Ätzmittel und einem nach dem Ätzen und vor der Reinigung vorgenommenen Abspülen mit destilliertem Wasser. Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren werden nicht nur sämtliche mehrwertigen metallischen Ionen gebunden, sondern auch noch viele einwertige Ionen, wie die der Metalle der I. Gruppe des Periodischen Systems. Die genannten Säuren weisen mit Metallen sehr hohe Komplexbildungskonstanten auf und sind daher außerordentlich stabil. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch dann angewendet werden, wenn vorher eine Ätzung mit einem Mineralsäure enthaltenden Ätzmittel und anschließend ein Abspülen mit bidestilliertem Wasser vorgenommen wurde.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignen sich besonders solche organischen Säuren, die im Molekül ein exzentrisches Dipolmoment aufweisen. Diese bilden mit den Metallionen 5- und 6gliedrige Ringe und sind deshalb besonders stabil.

Als besonders geeignet für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat sich die Ver-

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wendung einer wäßrigen Lösung der unter der Handelsbezeichnung Kömplexon bekannten Äthylendiamintetraessigsäure erwiesen. Mit Vorteil wird man dazu Viooo bis Vio. vorzugsweise Vioo molare Lösung verwenden.

Der Vorgang der Oberflächenreinigung kann also beispielsweise aus folgenden Vorgängen bestehen: Der Halbleiterkörper wird zunächst wie üblich mit Flußsäure, Salpetersäure od. dgl. geätzt und anschließend mit bidestilliertem Wasser abgespült. Sodann legt man ihn in ein etwa Vioo molares Komplexonbad und spült anschließend mit bidestilliertem Wasser.

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung einer wäßrigen Lösung einer komplexbildenden zwei- oder mehrbasischen organischen Säure zum Reinigen der Oberfläche von Germanium oder Silizium oder halbleitender intermetallischer Verbindungen sowie zum Reinigen der Oberfläche solcher Metalle, die bestimmungsgemäß mit Germanium oder Silizium oder einer halbleitenden intermetallischen Verbindung in Kontakt treten, von anhaftenden Verunreinigungen metallischer Ionen nach vorhergegangener Ätzung der zu reinigenden Oberfläche mit einem Mineralsäure enthaltenden Ätzmittel und einem nach dem Ätzen und vor der Reinigung vorgenommenen Abspülen mit destilliertem Wasser. ■

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine organische Säure mit exzentrisch im Molekül vorhandenem Dipolmoment verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu reinigende Oberfläche mit einer wäßrigen Lösung von Äthylendiamintetraessigsäure behandelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Viooo bis ¹Ao, vorzugsweise eine Vioo molare Lösung verwendet wird.

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5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die zu reinigende Oberfläche nach der Behandlung in destilliertem Wasser gespült und getrocknet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 731 102, 765 487, 892.