DE1209844B - Loesung zum Mattaetzen von Halbleiterkoerpern - Google Patents
Loesung zum Mattaetzen von HalbleiterkoerpernInfo
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Description
- Lösung zwn Mattätzen von "alblei#erkör,.pem Die Erfindung 'betrifft eine wä13rige, sauer reagierende Lösung zum Mattätzen von Haleleiteroberflächen, insbesondere Siliziumoberflächen, mit beliebiger Oberflächenstruktur und beliebigem Verunreinigungsgrad als Vorbehandlung vor der Herstellung von Überzügen.
- Bei der Herstellung von Nickelüberzügen wird schon seit längerer Zeit der Nickelüberzug stromlos auf die zu überziehenden Metalle aufgebracht. --Dieses Verfahren Wird als stromlose Vernickelung bezeichnet. Bei der stromlosen Vernickelung ist ein zusätzliches Reduktionsmittel, nämlich Natriumhypophosphit, für die im Bad enthaltenen Nickelionen erforderlich. Dieses Verfahren versagt aber oder liefert nur sehr schlecht haftende Nickelüberzüge, wenn es gilt, auf Hochglanz poliertes Halbleitermaterial zu vernickeln.
- Die Kontaktierung von hochglanzpoliertem Halbleitermaterial ist aber eine Aufgabe, die im Laufe des Herstellungsprozesses vonHalbleitergleichrichternoder Transistoren auftritt. Ein einfaches Beispiel dafür bietet ein Diffusionsgleichrichter. Bei diesem ist sowohl die Diffusionselektrode als auch das Halbleitermaterial selbst zu kontaktieren. Die Kontaktierung kann z. B. bei Verwendung von Silizium als Halbleitermaterial durch den bereits angeführten stromlosen Nickelüberzug erfolgen. Dabei ist aber zu beachten, daß die Kontaktierung erst nach erfolgter Diffusion vorgenommen werden kann, da die zur Diffusion erforderlichen Temperaturen den Überzug wieder zerstören würden.
- Der Diffusionsprozeß zur Herstellung des pn-Überganges verlangt aber ein Halbleitermateriall welches chemisch vorbehandelt ist. Dies rührt daher, weil sich durch die mechanische Aufbereitung und Unterteilung des Halbleitermaterials durch Sägen und Läppen Störungen des Kristallgefüges im Oberflächenbereich nicht vermeiden lassen. Das Ausgangsmaterial muß also nach der mechanischen Vorbehandlung chemisch geätzt werden, um das gestörte Oberflächengefüge abzutragen. Bei dem Ätzprozeß ist eine möglichst plane Oberfläche anzustreben, d. h. eine Oberfläche, die praktisch frei von Erhebungen und Vertiefungen ist, da sonst die Diffusionsfront analoge Erhebungen und Vertiefungen aufweisen würde. Zur Ätzung der Oberfläche von Halbleiterkörpern sind verschiedene Ätzlösungen in Gebrauch, deren Hauptbestandteile Salpeter- und Flußsäure sind. Diese Ätzlösungen ergeben nach dem Ätzen plane, aber hochglänzende Oberflächen.
- Wie bereits eingangs geschildert, versagt bei planen hochglänzenden Oberflächen das stromlose Überzugsverfahren mehr oder weniger. Der einzige Ausweg, trotzdem mit diesem Verfahren einen annehmbaren Überzug mit größerer Haftfestigkeit zu erzielen,' bestünde in der mechanischen Aufrau,hung der Ober-Aäche vor der Anwendung des Überzu#isverUhrens, die sieh z.B. durch Schleifen vornehmen ließe. Dies würde aber wesentliche Nachteile mit sich bringen. Bei einem Schleifprozeß wird nämlich das Kristallgefüge bis zu einer Tiefe von etwa 100 #t gestört. Dies wirkt sich bei vielen Anwendungen derart störend aus, daß, wie z. B. auch im Falle der Diffusionsgleichrichter, auf das stromlose Überzugsverfahren überhaupt verzichtet werden muß.
- Ziel der Erfindung ist also ein Verfahren, welches auch bei planen und hochglanzpolierten Oberflächen, insbesondere Halbleiteroberflächen, die Aufbringung eines festhaftenden Nickelüberzuges gestattet. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die Anwendung einer Sulfat-, Nitrat- und Fluoridionen enthaltenden Lösung zum Mattätzen der Halbleiteroberfläche vor dem stromlosen Aufbringen eines Nickelüberzuges.
- Das Ätzen von Halbleiteroberflächen mit Lösungen, die Nitrat- und Fluoridionen enthalten, ist zwar bereits bekannt, jedoch nicht die Verwendung von Lösungen, die neben Nitrat- und Fluoridionen noch zusätzlich Sulfationer, enthalten, erst recht ist es nicht bekannt, eine solche Lösung zum Mattätzen bzw. zur Herstellung festhaftender und gut kontaktierender Überzüge auf Halbleiteroberflächen zu verwenden. Die Verwendung von Sulfationen ist lediglich zum Schärfen von Werkzeugen, wie Feilen od. dgl. bekannt.
- Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf einem Ätzprozeß an der Halbleiteroberfläche vor der eigentlichen Überzugsbehandlung mit einer sauer reagierenden Lösung, die als Ätzkomponenten Sulfat-, Nitrat-und Fluoridionen enthält. Die so behandelten Oberflächen sind durchweg rauh und matt, ohne aber die bei der mechanischen Aufrauhung vorhandenen Störungen des Kristallgefüges zu besitzen. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich unabhängig vom Verunreinigungsgehalt des Halbleitermaterials und der Anzahl der Gitterstörstellen an der Oberfläche des Halbleiterkörpers anwenden, d. h. aber, daß keine Strukturätzung, sondern eine echte, bisher noch nicht erzielte Mattätzung vorliegt. Die Zusammensetzung der Lösung ist dabei derart zu variieren, daß die angestrebte Mattätzung erzielt wird.
- Es empfiehlt sich, eine Lösung mit einem Wassergehalt von ungefähr 3 bis 35 0/, zu verwenden.
- Derart mattgeätzte Oberflächen lassen sich nun gut mit einem Überzug versehen, was an - einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden soll. Nach dem Ausführungsbeispiel soll auf eine Siliziumoberfläche ein Nickelüberzug aufgebracht werden. Die Lösung für die Mattätzung vor der eigentlichen Überzugsbehandlung setzt sich folgendermaßen zusammen: 20 ml konzentrierte Schwefelsäure mit einem spezifischen Gewicht d = 1,84, 1 g Ammoniumnitrat, 1 g Ammoniumfiuorid.
- Eine andere mögliche Zusammensetzung der Ätzlösung ist unter anderem auch folgende: 10 ml konzentrierte Schwefelsäure mit einem spezifischen Gewicht d = 1,84, 10 ml konzentrierte Salpetersäure mit einem spezifischen Gewicht d = 1,4, 1 g Ammoniumfluorid.
- Die nach dieser Mattätzung aufgebrachten Nickelüberzüge haben ein gutes Haftvermögen und zwischen der Siliziumoberfläche und dem Nickelüberzug ergibt sich ein sehr kleiner Übergangswiderstand. Dies ist besonders für niederohmige Kontaktierung von Be deutung.
- Welche Bedeutung das erfindungsgemäße Ver fahren besitzt, geht am besten daraus hervor, daß * erstmalig mit dem erfindungsgemäßen Verfahrer möglich 'war, Diffusionsgleichrichter in zufrieden stellender Weise, d. h. bei Erzielung bester mechani scher und elektrischer Eigenschaften des aufgebrachtei Überzuges, zu kontaktieren.
Claims (2)
- Patentansprüche: 1. Wäßrige, sauer reagierende Lösung zum Matt ätzen von Halbleiteroberflächen, insbesonder( Siliziumoberflächen, mit beliebiger Oberflächen struktur und beliebigem Verunreinigungsgrad vo# dem stromlosen Aufbringen von Nickelüberzügen dadurch gekennzeichnet, daß sie Sul fat-, Nitrat- und Fluoridionen enthält.
- 2. Lösung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß sie ungefähr 3 bis 35 0/, Wasse: enthält. 3. Lösung nach Anspruch 1 oder 2, dadurcl gekennzeichnet, daß sie 20 Milliliter konzentriert Schwefelsäure der Dichte d = 1,84, 1 g Ammo niumnitrat und 1 g Ammoniumfluorid enthält. 4. Lösung nach Anspruch 1 oder 2, dadurcl gekennzeichnet, daß sie 10 Milliliter konzentriert Schwefelsäure der Dichte d # 1,84, 10 Millilite. Salpetersäure der Dichte d = 1,4 und 1 g Ammo niumfluorid enthält. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1040 1353-britische Patentschrift Nr. 753 158; österreichische Patentschrift Nr. 165 095.
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1958
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