DE1158636B - Method for producing alloyed semiconductor diodes, in particular tunnel diodes, and device for carrying out the method - Google Patents
Method for producing alloyed semiconductor diodes, in particular tunnel diodes, and device for carrying out the methodInfo
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Description
Verfahren zum Herstellen von legierten Halbleiterdioden, insbesondere von Tunneldioden, und Vorrichtung zur Durchführung des. Verfahrens Im Verlauf des Herstellungsverfahrens von Halbleiterbauelementen ist bekanntlich auch ein Ätzen der Halbleiteroberfläche erforderlich. Durch eine solche Atzbehandlung können die elektrischen Werte von Halbleiterbauelementen verbessert werden.Process for the production of alloyed semiconductor diodes, in particular of tunnel diodes, and device for performing the. Method In the course of As is known, the manufacturing method for semiconductor components is also an etching the semiconductor surface required. Such an etching treatment can electrical values of semiconductor components can be improved.
Die durch das Ätzen erzielte Wirkung hängt von der Ätzlösung und von der Dauer der Ätzbehandlung ab. Es empfiehlt sich daher, nach einem bekannten Verfahren bereits während der Ätzbehandlung Kontrollmessungen vorzunehmen, um feststellen zu können, ob die durch das Ätzen angestrebte Wirkung bereits erzielt worden ist. Die bereits während der Ätzbehandlung durchgeführten Kontrollmessungen ersparen viel Zeit, da es bei einem solchen Verfahren nicht mehr erforderlich ist, das zu ätzende Halbleiterbauelement bei jeder einzelnen Messung aus der Ätzlösung herauszunehmen, zu spülen und zu trocknen.The effect achieved by the etching depends on the etching solution and on the duration of the etching treatment. It is therefore advisable to follow a known method to carry out control measurements during the etching treatment in order to determine to be able to determine whether the desired effect has already been achieved by the etching. Eliminate the control measurements already carried out during the etching treatment a lot of time, since with such a procedure it is no longer necessary to remove the etching semiconductor component from the etching solution for each individual measurement, to rinse and dry.
Bei den während der Ätzbehandlung durchgeführten Kontrollmessungen wurden die pn-Gbergänge bisher jedoch immer in Sperrichtung geschaltet. Untersuchungen haben überraschenderweise ergeben, daß bei legierten Halbleiterdioden, z. B. Tunneldioden, auch Kontrollmessungen durchgeführt werden können, wenn der pn-Übergang nicht in Sperrrichtung, sondern in Flußrichtung geschaltet ist.In the control measurements carried out during the etching treatment However, the pn-gears have always been switched in the reverse direction up to now. Investigations have surprisingly shown that in alloyed semiconductor diodes, z. B. tunnel diodes, control measurements can also be carried out if the pn junction is not in Blocking direction, but is switched in the direction of flow.
Das Herstellen von legierten Halbleiterdioden, insbesondere von Tunneldioden, wird erfindungsgemäß dadurch verbessert, daß der legierte pn-Übergang an der Oberfläche durch elektrolytisches Unterätzen der Legierungspille verkleinert und die Ätzbehandlung durch Messen des Flußstromes so kontrolliert wird, daß zum Messen vom Ätzstromkreis auf den Meßstromkreis umgeschaltet wird.The manufacture of alloyed semiconductor diodes, especially tunnel diodes, is improved according to the invention in that the alloyed pn junction is on the surface downsized by electrolytic undercutting of the alloy pill and the etching treatment is controlled by measuring the flux current so that for measuring the etching circuit is switched to the measuring circuit.
Das Unterätzen des metallischen Teiles der Legierungspillen dient dem Zweck, die Sperrschichtkapazität des pn-Überganges zu verkleinern.The undercutting of the metallic part of the alloy pills is used the purpose of reducing the junction capacitance of the pn junction.
Die Erfindung soll am Beispiel einer Tunneldiode näher erläutert werden. Eine Tunneldiode hat bekanntlich eine Kennlinie, die gemäß Fig. 1 eine negative Widerstandscharakteristik im Flußstromgebiet aufweist. Zur Verringerung der Sperrschichtkapazität muß bei legierten Tunneldioden gemäß Fig.2 die Legierungspille 1 unterätzt werden, so daß nach Beendigung der Ätzung die pillenseitige Oberfläche 2 der Tunneldiode 3 zusammen mit der Legierungspille ein pilzartiges Aussehen annimmt. Die gestrichelte Linie 4 deutet die ursprünglich vor dem Unterätzen vorhandene Halbleiteroberfläche an.The invention will be explained in more detail using the example of a tunnel diode. As is known, a tunnel diode has a characteristic curve which, according to FIG. 1, has a negative one Has resistance characteristic in the river flow area. To reduce the junction capacitance In the case of alloyed tunnel diodes according to Fig. 2, the alloy pill 1 must be undercut, so that after the end of the etching the pill-side surface 2 of the tunnel diode 3 takes on a mushroom-like appearance together with the alloy pill. The dashed Line 4 indicates the semiconductor surface that was originally present before the underetching at.
An Hand der Flußstromkennlinie ist nun während des Ätzprozesses laufend der Grad der bereits erfolgten Abätzung nachzuprüfen. Eine noch nicht geätzte bzw. noch wenig geätzte Tunneldiode hat eine Flußstromkennlinie gemäß der Kurve 1 der Fig. 1. Das Strommaximum einer solchen Tunneldiode ist relativ hoch und der Abfall im negativen Gebiet der der Kennlinie relativ steil. Sowohl das Strommaximum als auch die Steilheit der Kennlinie im negativen Bereich der Flußstromlinie ändern sich nun mit fortschreitender Ätzbehandlung, und zwar nehmen bei fortschreitender Ätzung sowohl das Strommaximum als auch die Steilheit im negativen Bereich der Kennlinie ab, d. h., im Verlauf des Ätzprozesses geht die Tunneldiode von der ursprünglichen Kennlinie 1 auf die Kennlinien 2, 3 usw. über. Die Kennlinien sind somit ein Kriterium für den Verlauf des Ätzprozesses und geben Aufschluß über die Frage, zu welchem Zeitpunkt der Ätzprozeß abzubrechen ist. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Tunneldiode eine Kennlinie gemäß der Kurve 4 der Fig. 1 aufweist, d. h. dann, wenn die Tunneldiode beispielsweise ein Strommaximum von 1 mA hat.On the basis of the flux current characteristic is now ongoing during the etching process to check the degree of the etching that has already taken place. A not yet etched or The tunnel diode that has not yet been etched has a flow current characteristic according to curve 1 of FIG Fig. 1. The current maximum of such a tunnel diode is relatively high and the drop relatively steep in the negative area of the characteristic curve. Both the current maximum and also change the steepness of the characteristic in the negative area of the flow streamline now as the etching treatment progresses, and indeed take away as the etching treatment progresses Etching of both the current maximum and the slope in the negative area of the characteristic from, d. i.e., in the course of the etching process, the tunnel diode goes from the original one Characteristic curve 1 is transferred to characteristic curves 2, 3, etc. The characteristics are therefore a criterion for the course of the etching process and provide information about which Time the etching process is to be canceled. This is the case, for example, when the tunnel diode has a characteristic curve according to curve 4 of FIG. H. when the tunnel diode has a current maximum of 1 mA, for example.
Ist nun beim elektrolytischen Ätzverfahren neben dem Ätzstromkreis noch ein Meßstromkreis vorgesehen, so läßt sich durch entsprechende Umschaltung vom Ätz- auf den Meßstromkreis mit dem Ätzprozeß eine Messung der elektrischen Werte in idealer Weise verbinden. Der Meßstromkreis besteht gemäß Fig. 3 aus einer Spannungsquelle 1, einem variablen Widerstand 2 und aus einem damit in Serie liegenden Stromanzeigegerät 3. Das zu messende System, d. h. im Ausführungsbeispiel die Tunneldiode 4, wird bei Bestimmung der elektrischen Werte in Serie mit diesem Meßstromkreis geschaltet. Es befindet sich sowohl während der Meßzeit als auch während der Zeit der Atzbehandlung ständig in der Ätzflüssigkeit 5 des Ätzgefäßes 6. Soll nach Beendigung des Meßvorganges die Ätzbehandlung fortgesetzt werden, so wird einfach mit Hilfe des Schalters 7 vom Meßstromkreis auf den Ätzstromkreis umgeschaltet. Der Ätzstromkreis setzt sich zusammen aus einer Spannungsquelle 8, einem in Reihe dazu geschalteten Strommesser 9 sowie einer Elektrode 10, welche in die Ätzflüssigkeit 5 eintaucht. Der Ätzstromkreis wird während der Ätzbehandlung durch die in dem Ätzgefäß 6 befindliche Ätzflüssigkeit 5 geschlossen. Der Ätzprozeß ist beendet, wenn das Strommaximum der Tunneldiode das zur Kurve gehörende Strommaximum erreicht hat, was durch Messung der elektrischen Werte kontrolliert werden kann.Is now in the electrolytic etching process next to the etching circuit If a measuring circuit is also provided, it can be switched over accordingly from the etching to the measuring circuit with the etching process a measurement of the electrical values connect in an ideal way. According to FIG. 3, the measuring circuit consists of a voltage source 1, a variable resistor 2 and from one with it in series lying Power Indicator 3. The system to be measured, i. H. in the exemplary embodiment the tunnel diode 4, is used in series with this measuring circuit when determining the electrical values switched. It is located both during the measurement time and during the time the etching treatment constantly in the etching liquid 5 of the etching vessel 6. Should after completion of the measuring process, the etching treatment can be continued, it is easy with the help of the switch 7 is switched from the measuring circuit to the etching circuit. The etching circuit is composed of a voltage source 8, one connected in series Ammeter 9 and an electrode 10 which is immersed in the etching liquid 5. The etching circuit is set in the etching vessel 6 during the etching treatment Etching liquid 5 closed. The etching process is ended when the current maximum of Tunnel diode has reached the maximum current belonging to the curve, which is determined by measurement the electrical values can be checked.
Die Umschaltung vom Meßstrom- auf den Ätzstromkreis kann auch impulsmäßig erfolgen. Als Impulsgeber eignet sich beispielsweise ein Multivibrator mit Relais. Es besteht dabei die Möglichkeit, am Multivibrator eine bestimmte, für die Umschaltung günstige Frequenz einzustellen. Des weiteren besteht beispielsweise auch die Möglichkeit, einen Motor zu verwenden, an dessen Achse ein Umschaltkontakt angeordnet ist.Switching from the measuring current to the etching circuit can also be done in a pulsed manner take place. A multivibrator with relay, for example, is suitable as a pulse generator. It is possible to set a specific one for switching on the multivibrator to set a favorable frequency. Furthermore, there is also the possibility, for example, of to use a motor on the axis of which a changeover contact is arranged.
Das elektrolytische Ätzverfahren ist vor allem dann vorteilhaft, wenn beim Erreichen des gewünschten Stromendwertes die Ätzanlage automatisch abgeschaltet werden soll. Dies läßt sich beispielsweise durch einen geeigneten Strommesser bewirken, der photoelektrisch ein Relais steuert. Bei Erreichung eines bestimmten, vorgewählten Stromwertes erfolgt dann die. Abschaltung der Atzanlage automatisch durch das Relais. Neben dem Ätzstromkreis kann bei Erreichen des Endwertes von z. B. 1 mA auch der Stromkreis für den Impulsgeber durch das Relais unterbrochen werden.The electrolytic etching process is particularly advantageous when when the desired final current value is reached, the etching system is automatically switched off shall be. This can be done, for example, with a suitable ammeter, which photoelectrically controls a relay. When reaching a certain, preselected Current value is then carried out. The relay switches off the etching system automatically. In addition to the etching circuit, when the final value of z. B. 1 mA also the Circuit for the pulse generator can be interrupted by the relay.
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| DET18890A DE1158636B (en) | 1960-08-24 | 1960-08-24 | Method for producing alloyed semiconductor diodes, in particular tunnel diodes, and device for carrying out the method |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1120431A (en) * | 1954-03-09 | 1956-07-05 | Gen Electric Co Ltd | Semiconductor device |
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| US2802159A (en) * | 1953-10-20 | 1957-08-06 | Hughes Aircraft Co | Junction-type semiconductor devices |
| FR1182731A (en) * | 1957-09-13 | 1959-06-29 | Crystal transistrons and tetrodes featuring high quality emitter-base diodes and their manufacturing process |
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1960
- 1960-08-24 DE DET18890A patent/DE1158636B/en active Pending
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