DE1286641B - Verfahren zur Kontaktierung einer Halbleiteranordnung - Google Patents
Verfahren zur Kontaktierung einer HalbleiteranordnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur geometrisch
begrenzten Kontaktierung einer Halbleiteranordnung aus einem einkristallinen Halbleiterkörper
aus Silizium mit einer auf den Halbleiterkörper aufgebrachten Siiziumdioxydschicht, welche an den zu
kontaktierenden Stellen mit Hilfe eines photolithographischen Prozesses weggeätzt wird, sowie mit auf
die durch das Ätzen freigelegten Stellen der Halbleiteroberfläche aufgebrachten Nickelschichten, die
durch Tempern mindestens teilweise in die Halbleiteroberfläche einlegiert werden, und mit auf die
getemperten Nickelschichten aufgebrachten, lötfähigen Kontaktelektroden.
Verfahren zur geometrisch begrenzten Kontaktierung von mit einer Oxydschicht versehenen Silizium-Halbleiterkörpern
unter Anwendung photolithographischer Prozesse sind im Rahmen der Planartechnik
allgemein bekannt, beispielsweise aus den SEL-Nachrichten, Band 11 (1963), Heft I, S. 36
bis 40.
Bei Halbleiteranordnungen mit einem Halbleiterkörper aus Silizium ist auch schon die Verwendung
von Nickel zur Herstellung lötfähiger Kontaktelektroden bekanntgeworden, z. B. aus der österreichischen
Patentschrift 219 662 oder aus der deutschen Auslegeschrift 1 213 921, ferner bei
Halbleiiteranordnungen, die speziell nach dem Planarverfahren
hergestellt werden, beispielsweise aus dem Buch von R. M. Warner, »Integrated Circuits,
Design Principles and Fabrication« (1965), S. 323 ff., sowie aus der USA.-Patentschrift 3 184 823. Aus
dieser Patentschrift ist es auch bekannt, die auf die freigelegten Stellen der Halbleiteroberfläche aufgebrachten
Nickelschichten durch Tempern in das Halbleitermaterial einzulegieren.
Bei den bekannten Verfahren zur geometrisch begrenzten Kontaktierung muß jedoch das auf den
Halbleiterkörper aufgebrachte Kontaktmetall an den maskierten Stellen mit Hilfe eines zweiten photolithographischen
Prozesses oder durch eine andere zusätzliche Maskierungstechnik abgehoben werden.
Diese Verfahren sind deshalb ziemlich aufwendig.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes Verfahren der eingangs genannten Art
zu entwickeln.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Halbleiterkörper nach dem Ätzen der
Siliziumdioxydschicht und Ablösen der Photolackmaske mit Nickel bedampft wird und daß nach dem
anschließenden Tempern, bei dem das aufgedampfte Nickel an den zu kontaktierenden Stellen mit dem
Halbleiterkörper in saurem Medium unlösliche Nickelsiilizide bildet, das auf dem Siliziumdioxyd
befindliche Nickel, welches beim Tempern nicht verändert wird, durch eine Nickel lösende Säure
entfernt wird.
Zweckmäßig werden auf die auf den zu kontaktierenden Stellen verbleibenden Nickelsilizidsohitihten
Nickel-Kontaktelektroden aufgebracht, welche durch Reduktion von Nickelchlorid mit Natriumhypophosphit
gebildet werden. Zweckmäßig werden dabei die Nickelsilizidschichten vor dem Aufbringen der
Nickel-Kontaktelektroden in einer Fluorionen enthaltenden Lösung überätzt, welche einen pH-Wert
zwischen 4 und 5 hat.
Als Nickel lösende Säure kann Salpetersäure oder ein Gemisch aus Salzsäure und Wasserstoffperoxyd
verwendet werden.
Aus der obengenannten USA.-Patentschrift 3 184 823 ist zwar bereits das Ätzen einer Nickelschicht
durch Salpetersäure bekannt (Spalte 6, Zeilen 47 bis 50). Diese Säure dient jedoch dort nicht
dem selektiven Ätzen zum Zwecke der Vermeidung eines zweiten photolithographischen Prozesses.
An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert
werden. Die F i g. 1 bis 6 zeigen einen Siliziumplanartransistor im Schnitt bei den verschiedenen
erfindungsgemäß auszuführendenVerfahrensschritten. Auf die mit einer SiUziumdioxydschicht 2 versehene
Siliziumscheibe 1, welche in bekannter Weise eine aus einer Emitterzone la, einer Basiszone Ib
und einer Kollektorzone Ic bestehende npn-Zonenfolge
aufweist, wird zunächst gemäß Fig. 1 eine
Photolackschicht 3 aufgebracht und dann die mit den Schichten 2 und 3 behaftete SiMumsched.be 1 mit
einer Photomaske 4 abgedeckt. Die Photomaske 4 ao besitzt an ihrer Unterseite eine Emulsionsschicht 4 a,
welche schwarze Felder von der Form der zu kontaktierenden Basis- und Emitteroberfläohe der
Siliziumscheibe 1 enthält. Anschließend wird die maskierte, mit den Schichten 2 und 3 behaftete
as Siliziumscheibe in Pfeilrichtung A der Fig. 1 mit
ultraviolettem Licht bestrahlt. Dabei wird der Photolack an den nicht'zu kontaktierenden Stellen der
Siliziumscheibe 1 belichtet. Danach wird die mit den Schichten 2 und 3 behaftete Siliziumscheibe in einem
photographischen Entwickler behandelt, welcher die Lackschicht 3 an den unbelichteten Stellen herauslöst
(Fig. 2). Auf diese Weise entsteht auf der mit der Siliziumdioxydschicht behafteten Siliziumscheibe eine
Photolackmaske, die, die nicht zu kontaktierenden Stellen abdeckt.
Nach gründlichem Waschen und Trocknen wird nun die Scheibe in bekannter Weise in mit
Ammoniumfluorid (NH4F) gepufferter, wäßriger Flußsäurelösung (HF-Lösung) geätzt. Während die
bei der Entwicklung zurückgebliebene Photolackmaske von der Ätzlösung nicht angegriffen wird und
daher erhalten bleibt, wird an den zu kontaktierenden, vom Photolack befreiten Stellen die Siliziumdioxydschicht
2 weggeätzt und der Halbleiterkörper freigelegt (Fig. 3).
Der auf den von der Ätzlösung nicht angegriffenen
Stellen der Siliziumdioxydschioht 2 verbleibende restliche Photolack wird durch Eintauchen der
Siliziumscheibe in heiße Schwefelsäure oder ein organisches Lösungsmittel weggelöst (Fig. 4)Cr
Hierauf wird die Scheibe gründlich gewaschen und getrocknet und anschließend auf ihrer Oberseite im
Hochvakuum mit Nickel bedampft (Fig. 5).
Danach wird die bedampfte Scheibe in einer Wasserstoffgasatmosphäre bei einer Temperatur von
über 600° C getempert. Während des Temperns wird die Nickelschicht 5 an den vom Siliziumdioxyd
befreiten Stellen mit einer dünnem Oberflächenschicht der Siliziumscheibe 1 verschmolzen. Es bilden sich
dabei Nickelsilizide, die in saurem Medium unlöslich sind. Das auf der Siliziumdioxydschicht 2 befindliche
Nickel wird dagegen beim Tempern nicht verändert und läßt sich daher durch eine Nickel lösende Säure,
z. B. Salpetersäure oder ein Gemisch aus Salzsäure
und Wasserstoffperoxyd, leicht entfernen (Fig. 6).
Auf diese Weise erhält man auf der Sih'ziumscheibe 1 geometrisch genau begrenzte Nickelsilizidschiohten.
Hierauf werden die getemperten Nickelsilizid-
schichten 5 durch Eintauchen der Siliziumseiheibe in
eine mit Ammoniumfluorid (NH4F) gepufferte,
wäßrige Flußsäurelösung (HF-Lösung), welche einen pH-Wert zwischen 4 und 5 hat, überätzt und anschließend
auf den geätzten NickelsiMzidschichten 5 durch Reduktion von Niekelchlorid (NiCl2) mit
Natriumhypophosphit (NaH2PO2) lötfähige Nickel-Kontaktelektroden
abgeschieden.
Claims (4)
1. Verfahren zur geometrisch begrenzten Kontaktierung einer Haibleitieranordnung aus
einem einkristalMmen Halbleiterkörper aus Silizium mit einer auf den Halbleiterkörper aufgebrachten
Siliziumdioxydschicht, welche an den zu kontaktierenden Stellen mit Hilfe eines photolithographischen
Prozesses weggeätzt wird, sowie mit auf die durch das Ätzen freigelegten Stellen der
Halbleiteroberfläche aufgebrachten Nickelschiehten, die durch Tempern mindestens teilweise in
die Halbleiteroberfläche einlegiert werden, und mit auf die getemperten Nickelschichten aufgebrachten,
lötfähigem Kontaktelektroden, dadurch gekennzeichnet, daß der Halb- as
leiterkörper nach dem Ätzen der Siliziumdioxydschicht und Ablösen der Photolackmaske mit
Nickel bedampft wird, und daß nach dem anschließenden Tempern, bei dem das aufgedampfte
Nickel an den zu kontaktierenden Stellen mit dem Halbleiterkörper in saurem Medium
unlösliche Nickelsilizide bidet, das auf dem Siliziumdioxyd befindliche Nickel, welches beim
Tempern nicht verändert wird, durch eine Nickel lösende Säure entfernt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die auf den zu kontaktierenden
Stellen verbleibenden Nickelsilizidschichten (5) Nickelkontaktelektroden aufgebracht
werden, welche durch Reduktion von Niekelchlorid mit Natriumhypophosphit gebildet
werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die NickelsilizidL
schichten (5) vor dem Aufbringen der Nickel-Kontaktelektroden in einer Fluorionen enthaltenden
Lösung überätzt werden, welche einen pH-Wert zwischen 4 und 5 hat.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Nickel lösende Säure
Salpetersäure oder ein Gemisch aus Salzsäure und Wasserstoffperoxyd verwendet wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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| GB (1) | GB1163463A (de) |
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|---|---|
| GB1163463A (en) | 1969-09-04 |
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