DE1287405B - Etchant for semiconductor bodies made of silicon - Google Patents

Etchant for semiconductor bodies made of silicon

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DE1287405B
DE1287405B DE1963L0046145 DEL0046145A DE1287405B DE 1287405 B DE1287405 B DE 1287405B DE 1963L0046145 DE1963L0046145 DE 1963L0046145 DE L0046145 A DEL0046145 A DE L0046145A DE 1287405 B DE1287405 B DE 1287405B
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hydrofluoric acid
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DE1963L0046145
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Gerlach
Dipl-Phys Willi
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30604—Chemical etching

Description

Die Erfindung betrifft ein Ätzmittel aus einer sauren, Flußsäure enthaltenden polierenden Lösung für geläppte Halbleiterkörper aus Silizium.The invention relates to an etchant made from an acidic hydrofluoric acid polishing solution for lapped silicon semiconductor bodies.

Bei der bekannten Herstellung von Halbleiteranordnungen werden die scheibenförmigen Siliziumkörper nach der formgebenden, meist mechanischen Bearbeitung geätzt. Durch die Abtragung von Silizium von der Oberfläche der Siliziumscheibe sollen kristallographische Störungen in der Siliziumoberflächenschicht beseitigt und eine Reinigung der Oberfläche erzielt werden.In the known production of semiconductor devices, the disk-shaped silicon body after the shaping, mostly mechanical processing etched. By removing silicon from the surface of the silicon wafer are intended to eliminate crystallographic disturbances in the silicon surface layer and cleaning of the surface can be achieved.

Die geätzten, danach gewaschenen und getrockneten Siliziumscheiben werden durch Legierungsoder/und Diffusionsverfahren mit Zonen oder Schichten verschiedenen Leitfähigkeitstyps und mit Elektrodenanschlüssen versehen. Um bei einer anschließenden Ätzung eine Abtragung des Elektrodenmaterials zu vermeiden, werden die üblichen Ätzmittel mit einem Zusatz von Orthophosphorsäure versehen.The etched, then washed and dried silicon wafers become different by alloying or / and diffusion processes with zones or layers Conductivity type and provided with electrode connections. In order to receive a subsequent Etching to avoid erosion of the electrode material will be the usual Etching agent provided with an addition of orthophosphoric acid.

Die bekannten zum Ätzen verwendeten Mischungen von Salpetersäure, Flußsäure und gegebenenfalls Eisessig sind saure Ätzlösungen, die zwar eine spiegelnde Oberfläche ergeben, aber die Siliziumscheibe an dem Rand stärker als in der Mitte abtragen. Die mit solchen Ätzlösungen behandelten Siliziumscheiben weisen daher einen nicht ebenen, nämlich kissenförmigen Querschnitt senkrecht zur Scheibenfläche auf. Die fehlende Ebenheit der Scheibenfläche ist für die Maßhaltigkeit der aus ihnen herzustellenden HalbIeiteranordnungen von erheblichem Nachteil.The well-known mixtures of nitric acid used for etching, Hydrofluoric acid and optionally glacial acetic acid are acidic etching solutions, although they are reflective Surface, but the silicon wafer is stronger at the edge than in the middle ablate. The silicon wafers treated with such etching solutions therefore have a non-planar, namely pillow-shaped cross-section perpendicular to the disc surface on. The lack of evenness of the pane surface is important for the dimensional accuracy of the Semiconductor arrangements to be produced for them are of considerable disadvantage.

Die bekannte Ätzung von Siliziumscheiben mittels heißer Kalilauge ergibt zwar eine ebene, jedoch wegen des in den verschiedenen Kristallebenen verschieden starken Angriffs rauhe Oberflächen, die bei den anschließenden Legierungs- bzw. Diffusionsprozessen zu unregelmäßigen oder unzureichend kontrollierbaren Grenzen der hierdurch beeinflußten Zonen führen. Auch lassen sich alkalische Lösungen äußerst schwer von Siliziumscheiben abspülen.The well-known etching of silicon wafers using hot potassium hydroxide solution results in a plane, but different because of the different crystal planes strong attack rough surfaces, which in the subsequent alloy or Diffusion processes to irregular or insufficiently controllable boundaries of the affected zones. Also, alkaline solutions can be extremely difficult to rinse off silicon wafers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ätzmittel zur gleichmäßigen Abtragung von Halb-Leiterkörpern aus Silizium anzugeben, bei dem die angeführten Nachteile nicht mehr auftreten.The invention is based on the object of an etchant for uniform To indicate removal of semi-conductor bodies made of silicon, in which the specified Disadvantages no longer occur.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Lösung einen Zusatz von Chlorwasserstoff (spezifisches Gewicht 1,19 g/cms) auf 2 Volumteile Flußsäure (40 Gewichtsprozent) enthält.This object is achieved according to the invention in that the solution an addition of hydrogen chloride (specific weight 1.19 g / cms) to 2 parts by volume Contains hydrofluoric acid (40 percent by weight).

Polierende Ätzlösungen sind Ätzmittel, die bei ihrer Anwendung zur Behandlung von geläppten Scheiben spiegelnde Oberflächen hervorbringen. Solche zum Polieren von Siliziumscheiben geeignete Ätzlösungen enthalten einen oxydierenden und einen reduzierenden Bestandteil sowie den Ätzangriff be-Polishing etching solutions are etchants that are used in their application Treatment of lapped panes produces reflective surfaces. Such for Etching solutions suitable for polishing silicon wafers contain an oxidizing agent and a reducing component as well as the etching attack

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Ätzmittel aus einer sauren, Flußsäure enthaltenden polierenden Lösung für geläppte Halbleiterkörper aus Silizium, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Lösung einen Zusatz von Chlorwasserstoff (spezifisches Gewicht 1,19g/cm3) auf 2 Volumteile Flußsäure (40 Gewichtsprozent) enthält. 2. Ätzmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die polierende Lösung aus. Claims: 1. Etchant made from an acidic hydrofluoric acid polishing solution for lapped silicon semiconductor bodies, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the solution contains an addition of hydrogen chloride (specific Weight 1.19 g / cm3) to 2 parts by volume of hydrofluoric acid (40 percent by weight). 2. Etchant according to claim 1, characterized in that the polishing solution from. 2 Volumteilen rauchender Salpetersäure (spezifisches Gewicht > 1,52 g/cms), 1 Volumteil Flußsäure (40 Gewichtsprozent) und 2 Volumteilen Eisessig (98 Gewichtsprozent) und als Zusatz 1 Volumteil einer - wäßrigen Lösung von Chlorwasserstoff (spezifisches Gewicht 1,1'9 g/cms) enthält. schleunigende oder- verzögernde Zusätze, wobei als reduzierender Bestandteil durchweg Flußsäure verwendet wird. Ein den Ätzangriff verzögernder Zusatz ist beispielsweise Eisessig (hochkonzentrierte Essigsäure). Als Salzsäure wird eine wäßrige Lösung von Chlorwasserstoff mit einem spezifischen Gewicht von 1,19 g/cms und als Flußsäure eine wäßrige Lösung von Fluorwasserstoff mit 40 Gewichtsprozent Fluorwasserstoff bezeichnet. Durch die Ätzung gemäß der Erfindung wird eine Abtragung bei Siliziumscheiben ermöglicht, die sowohl eine Oberfläche von geringer Rauhigkeit als auch eine Oberfläche vorzüglicher Ebenheit ergibt. Beispielsweise kann durch eine Ätzung gemäß der Erfindung von einem kreisscheibenförmigen Siliziumkörper von etwa 15 bis 20 mm Durchmesser von den Scheibenflächen beidseitig eine etwa 100 #t starke Siliziumschicht abgetragen werden, ohne daß die Stärke der Siliziumscheibe am Rand um mehr als 5 #t kleiner als die Stärke in der Mitte und die Rauhigkeit der Oberfläche der Scheibenfläche größer als 1 1, ist. Demgegenüber ergibt bereits eine beidseitige Abtragung von 50 bis 60 1, bei einer Siliziumscheibe von etwa 15 bis 20 mm Durchmesser mittels des bekannten Ätzmittels CP-4 (5 Volumteile rauchende Salpetersäure, 3 Volumteile Flußsäure; 3 Volumteile Eisessig und 0,06 Volumteile Brom) eine kissenförmige Gestalt der Siliziumscheibe, bei der die Stärke der Siliziumscheibe am Rand um 30 bis 40 I. geringer als die Stärke in der Mitte ist. Vorteilhaft ist die Verwendung einer wäßrigen chlorwasserstoffhaltigen Lösung mit 2 Volumteilen Salpetersäure, 1 Volumteil Flußsäure, 1 Volumteil Salzsäure und 2 Volumteilen Eisessig, durch die sowohl eine gute Ebenheit der geätzten Oberfläche als auch eine kurze Ätzzeit erreicht wird.2 volume parts fuming nitric acid (specific weight> 1.52 g / cms), 1 part by volume of hydrofluoric acid (40 percent by weight) and 2 parts by volume of glacial acetic acid (98 percent by weight) and as an additive 1 part by volume of an aqueous solution of hydrogen chloride (specific gravity 1.1'9 g / cms). accelerating or retarding additives, with as reducing Hydrofluoric acid is used throughout. An additive that retards the etching attack is for example glacial acetic acid (highly concentrated acetic acid). The hydrochloric acid used is a aqueous solution of hydrogen chloride with a specific gravity of 1.19 g / cms and, as hydrofluoric acid, an aqueous solution of hydrogen fluoride at 40 percent by weight Called hydrogen fluoride. The etching according to the invention results in a removal in the case of silicon wafers, which both have a surface of low roughness as well as a surface with excellent flatness. For example, through an etching according to the invention of a circular disk-shaped silicon body of approx. 15 to 20 mm in diameter from the disk surfaces on both sides an approx. 100 #t thick silicon layer can be removed without reducing the thickness of the silicon wafer at the edge by more than 5 #t smaller than the thickness in the middle and the roughness the surface of the disc surface is greater than 1 1. In contrast, already results a bilateral removal of 50 to 60 1, with a silicon wafer of about 15 up to 20 mm in diameter by means of the well-known etchant CP-4 (5 parts by volume smoking Nitric acid, 3 parts by volume hydrofluoric acid; 3 parts by volume of glacial acetic acid and 0.06 parts by volume Bromine) a pillow-like shape of the silicon wafer, in which the thickness of the silicon wafer at the edge by 30 to 40 I. less than the strength in the middle. Is beneficial the use of an aqueous solution containing hydrogen chloride with 2 parts by volume Nitric acid, 1 part by volume hydrofluoric acid, 1 part by volume hydrochloric acid and 2 parts by volume glacial acetic acid, due to the good flatness of the etched surface as well as a short one Etching time is reached.
DE1963L0046145 1963-10-24 1963-10-24 Etchant for semiconductor bodies made of silicon Withdrawn DE1287405B (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014013591A1 (en) 2014-09-13 2016-03-17 Jörg Acker Process for the preparation of silicon surfaces with low reflectivity
DE102022122705A1 (en) 2022-09-07 2024-03-07 Technische Universität Bergakademie Freiberg, Körperschaft des öffentlichen Rechts Process for creating textures, structures or polishes on the surface of silicon

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DE1040135B (en) * 1956-10-27 1958-10-02 Siemens Ag Process for the production of semiconductor arrangements from silicon or the like by using a chemical etching process at the point of the p-n transition
DE1196933B (en) * 1961-03-30 1965-07-15 Telefunken Patent Process for etching silicon semiconductor bodies

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