DE1231996B

DE1231996B - Verfahren zum Reinigen von Silizium-Halbleiterkoerpern

Info

Publication number: DE1231996B
Application number: DE1958S0059859
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Dr Horst Irmler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-09-17
Filing date: 1958-09-17
Publication date: 1967-01-05

Description

Verfahren zum Reinigen von Silizium-Halbleiterkörpem Die Erfindum, bezieht sich auf ein Verfahren zum Reini-en von Silizium-Halbleiterkörpern während oder/und nach der Ätzbehandlung von unerwünschten Störstellen aus Kupfer.
Bei Siliziumkörpern, welche für elektrische Halbleiteranordnungen, wie z. B. Flächengleichrichter mit p-n-übergang oder Flächentransistoren mit p-n-Übergängen verwendet werden sollen, wird ein Siliziumkörper, bevor z. B. die Elektrodenmaterialkörper für die Durchführung eines Legierungsprozesses mit ihm zusammengebracht werden, an seiner Oberfläche durch eine Ätzbehandlunor gereinigt. Es hat sich nun Crezeigt, daß das Ätzmittel o, rebenenfalls Spuren von Z, im tleIc.
Kupfer enthalten kann, so daß also bei einer späteren bzw. anschließenden thermischen Behandlung, des Siliziumkörpers in diesen in unerwünschter Weise an seiner Oberfläche vorhandene Kupferatome eindiffundieren können, die für das spätere Verhalten des Siliziumkörper, z. B. als der Bauteil eines Flächengleichrichters mit p-n-übergang, sich als nachteilig erweisen können.
Einer solchen nachteiligen Eindiffusion bzw. nachteiligen Wirkung von eindiffundierten Kupferatomen bei einem Verfahren der eingangs angeführt-en Art kann jedoch vorgebeugt werden, indem erfindungs-Cremäß die Kupferstörstellen am Halbleiterkörper durch Gettern mittels aufgebrachten Goldes bei einer Temperatur zwischen etwa 400 und 600' C entfernt werden.
Der Oberbegriff »Gettern« ist dabei nunmehr in dem gebräuchlich gewordenen erweiterten Sinne auch für eine Maßnahme an einem Festkörper benutzt, durch welche in diesem enthaltene Stoffe angeregt werden, an bestimmte Stellen des Körpers zu wandern bzw. zu diffundieren, und zwar gegebenenfalls unter Benutzung eines Hilfsstoffes.
Unter diesen Begriff des Getterns fällt aber z. B. nicht ein Verfahren, durch welches voneinein Körper mittels einer wässerigen Lösung ein Metall abgelöst wird.
Das Gold kann dabei nach der Erfindung in Form eines oder mehrerer Beläge aufgebracht werden. Um das Gold gleichzeitig mit der Ätzbehandlung auf den Halbleiterkörper aufzubringen, kann der Ätzmittellösung unmittelbar eine entsprechende Goldmenge zugegeben werden. Es schlägt sich also dann zusammen mit dem als unerwünschte Verunreinigung in der Ätzmittellösung enthaltenen Kupfer zugleich auch Gold an der Oberfläche des Halbleiterkörpers nieder. Das Aufbringen des Goldes als Getterungswerkstoff kann jedoch in einem besonderen Arbeitsprozeß an dem Halbleiterkörper erfolgen, z. B. durch Aufspritzen, Aufdampfen, einen galvanischen Niederschlag oder Auflegen einer Folie. In diesem Sinne kann z. B. vor der therrnischen Behandlung einer Anordnung für einen Flächengleichrichter aus einem Halbleiterkörper, der an seiner Oberfläche mit den mit dem Halbleiterkörper zu legierenden Elektrodenmaterialkörpern versehen ist, insbesondere an den freien Oberflächenteilen des Halbleiterkörpers, ein entsprechender Goldbelag aufgebracht werden. Eine solche Durchführum, des Verfahrens empfiehlt sich jedoch im algemeinen nur dann, wenn die bei der Durchführung des Legierungsprozesses an der Halbleiteranordnung zu benutzende Temperatur nicht zu groß ist. Es eignet sich daher vorzugsweise nur dann, wenn die Temperaturbehandlung der Halbleiteranordnung, z. B. für einen Legierungs-Flächengleichrichter, etwa bei 400 bis 600' C durchgeführt wird, denn in diesem Temperaturbereich diffundiert Gold zufolge seiner Diffusionskonstante praktisch noch nicht im wesentlichen Maß in kürzeren Zeiträumen in den Halbleiterkörper ein. Liegt die notwendige Temperungstemperatur für die Herstellung eines Halbleiterbauelementes jedoch bei höheren Temperaturen, wie z. B. bei der Herstellung von Diffusionsgleichrichtern oberhalb 10001 C, so empfiehlt es sich im Rahmen der Erfindung, einen Goldbelag als Getterungswerkstoff nicht vor der Durchführung des Diffusionsprozesses für die Herstellung des p-n-überganges aufzubringen, sondern vielmehr erst den thermischen Behandlungsprozeß für die Herstellung des Diffusionsaleichrichters durchzuführen und erst nach Abschluß dieses Diffusionsprozesses den Goldbelag auf den Siliziumkörper aufzubringen. Wird nunmehr nachdem Aufbringen des Goldbelages an dem Siliziumkörper ein thermischer Behandlungsprozeß mit einem Temperaturwert in der Größenordnung von etwa 400 bis 600' C durchgeführt, so wird dieser Goldbelag auf das bei der vorhergehenden thennischen Behandluno, in den Siliziumkörper eindiffundierte Kupfer in der erwünschten Weise als Getterungswerkstoff wirken, so daß das Kupfer an die mit Gold versehenen Oberflächenteile des Halbleiterkörpers diffundiert. Es wird jedoch gleichzeitig durch diese Behandlung bei niedriger Temperatur vorgebeuA daß bei diesem Prozeß aus dem Goldbelag Goldatome in unerwünschter Weise in den Siliziumhalbleiterkörper eindiffundieren.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Reinigen von Siliziumhalbleiterkörpern von unerwünschten Störstellen aus Kupfer während oder/undnach ihrer Ätzbehandluno, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferstörstellen am Halbleiterkörper durch aufgebrachtes Gold bei einer Temperatur zwischen etwa 400 und 600' C gegettert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ätzmittellösung unmittelbar ein Gold zugesetzt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Ätzbehandlung vor oder nach der thermischen Behandlung des Halbleiterkörpers für den an ihm zur Herstellung der elektrischen Halbleiteranordnung durchzuführenden Fertigungsprozeß der Goldbelag aufgebracht wird. 4. Verfahren nach Ansprach 3, dadurch gikenn eichnet, daß der Goldbelag zugleich mit den Elektrodenmaterialkörpern für die Durchführung eines Legierungsprozesses aufgebracht wird. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Halbleiterkörper zunächst der thermische Behandlungsprozeß für dessen Fertigung, z. B. zur Herstellung des Flächengleichrichters oder -Transistors, durchgeführt und nach Abschluß dieses Prozesses der Goldbela- auf den Siliziumkörper aufgebracht und ein thermischer BehandIungsprozeß zur Getterung in den Halbleiterkörper eindiffundierten Kupfers bei etwa 400 bis 600' C durchgeführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften. USA.-Patentschrift Nr. 2 793 420; Buch von Espe u. Knoll »Werkstoffkunde der Hochvakuumtechnik«, 1936, S. 305 bis 319; Journal of applied physics, 1956, Bd. 27, S. 1193 bis 1195; Philips Research Reports, 1953, Bd. 8, Nr. 4, S. 241 bis 244.