DE1288690B - Verfahren zum Herstellen eines gut haftenden Kontaktes mit Aluminium an einem Siliziumhalbleiterkoerper - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines gut haftenden Kontaktes mit Aluminium an einem Siliziumhalbleiterkoerper

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DE1288690B DE1966D0050748 DED0050748A DE1288690B DE 1288690 B DE1288690 B DE 1288690B DE 1966D0050748 DE1966D0050748 DE 1966D0050748 DE D0050748 A DED0050748 A DE D0050748A DE 1288690 B DE1288690 B DE 1288690B
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Description

  • Es ist bekannt, ohmsche Kontakte an den Zonen von Planarstrukturen durch Aufdampfen einer Aluminiumschicht und nachfolgendem Einlegieren bzw. Einsintern herzustellen.
  • Bei der Herstellung von ohmschen und nichtohmschen Kontakten durch Aufdampfen von Aluminium treten besonders bei dickeren Schichten insofern Schwierigkeiten auf, als diese schlecht an der Oberfläche des Halbleiterkörpers haften. Gutes Haften ist vor allen Dingen dann erwünscht, wenn die Oberfläche einer eine Mehrzahl von Halbleiteranordnungen enthaltende Halbleiterplatte zunächst mit einer einheitlichen Aluminiumschicht bedeckt wird, die nachfolgend unter Anwendung der photolithographischen Technik zum Maskieren der Oberfläche gegen einen Ätzangriff und nachfolgendes Atzen in eine Mehrzahl von ohmschen Kontakten zu den Zonen der Halbleiterelemente aufgeteilt wird. Haftet nämlich die Aluminiumschicht schlecht auf der Halbleiteroberfläche, dann kann die Schicht leicht vom Ätzmittel unterwandert werden, so daß unscharfe Strukturen entstehen. Ein weiterer Nachteil eines schlechten Haftens besteht darin, daß bei einem anschließenden Erhitzen zum Einlegieren des Aluminiums in die Halbleiteroberfläche ein größerer Flächenanteil der Aluminiumschicht die Halbleiteroberfläche nicht sperrfrei kontaktiert. An einer p-leitenden Zone eines Siliziumkörpers ist aber ein Einlegieren bzw. Einsintern unter Diffusion eine Vorbedingung für die Sperrfreiheit.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines gut haftenden ohmschen oder nichtohmschen Kontaktes an einem Siliziumhalbleiterkörper durch Aufdampfen einer Aluminiumschicht nach einer reinigenden Glimmentladung, bei der der Halbleiterkörper als Anode geschaltet ist. Die obengenannten Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß dadurch überwunden, daß der Halbleiterkörper unmittelbar vor dem Aufdampfen der Aluminiumschicht anodisch in einem mit Wasser befeuchteten Trägergas der Glimmentladung ausgesetzt wird.
  • Bei dem Verfahren nach der Erfindung werden wesentlich besser -haftende Aluminiumschichten und damit auch erheblich kleinere übergangswiderstände bei der Herstellung von ohmschen Kontakten erzielt. Es wird angenommen, daß die Bombardierung der Halbleiteroberfläche durch die bei der Glimmentladung entstehenden OH-Ionen die Ursache der Verbesserung ist.
  • Die Erfindung soll im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden.
  • Ein n-Siliziumhalbleiterkörper, der eine Mehrzahl von Planardioden mit diffundierten p-Zonen enthält, wird gereinigt und oberhalb von Verdampfungsquellen für Aluminium und Silber in einem Rezipienten einer Hochvakuumanlage angeordnet. Der Rezipient wird auf 10-6 Torr evakuiert und anschließend in dem Rezipienten das für die Glimmentladung befeuchtete Argon als Trägergas eingelassen, bis ein Druck von 12-2 Torr erreicht ist. Die Befeuchtung des Argons erfolgt mittels Durchleiten durch eine mit Wasser gefüllte Waschflasche, die sich in einem Thermostaten befindet. Durch Einstellung der Temperatur des Thermostaten kann die relative Feuchtigkeit des Trägergases eingestellt werden. Zwischen der Halbleiterplatte und einer im Rezipienten besonders angeordneten Aluminium-Gegenelektrode wird nun durch Anlegen einer Spannung von 2 kV eine Glimmentladung erzeugt und 10 Minuten aufrechterhalten. Dabei wird die Halbleiterplatte anodisch gepolt.- Danach wird der Rezipient auf etwa 10-6 Torr evakuiert und eine Aluminiumschicht von etwa 10 #L Dicke - eine solche Dicke entspricht der üblichen Dicke aufgedampfter Schichten von Legierungsmetallen - über die gesamte Oberfläche mit den eingelassenen p-Zonen der Planardioden aufgedampft. Danach wird die Aluminiumschicht mit einer Photolackschicht bedeckt und nach Anwendung des bekannten photolithographischen Prozesses die Aluminiumschicht bis auf Flächenteile innerhalb der -Berandung der an die Oberfläche tretenden p-Zonen entfernt. Nach Reinigung der Halbleiteroberfläche werden die verbleibenden erhabenen Aluminiumkontakte unterhalb der Aluminium-Süizium-Eutektikum-Temperatur eingesintert oder bei höherer Temperatur einlegiert.
  • Eine Abwandlung des oben beschriebenen Verfahrens besteht darin, daß nach der Glimmentladung eine Aluminiumschicht mit einer Dicke von etwa 500 Ängström und darüber eine Silberschicht von größer als 10 R Dicke aufgedampft wird. Durch die Silberschicht auf der Aluminiumschicht, deren Verwendung als Kontaktmetall auf einer Aluminiumschicht in ähnlichem Zusammenhang bekanntgeworden ist, wird erreicht, daß- die Kontaktgabe zu einem Preßkontakt einwandfrei ist.
  • Als Trägergas wurden mit Erfolg Reinst-Stickstoff und Reinst-Argon verwendet. Vermutlich sind auch andere Trägergase geeignet, soweit sie die erforderliche Reinheit besitzen. Zum Herstellen der einzelnen Planardioden wird die - Halbleiterplatte nach der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung in bekannter Weise in die Einzelelemente aufgeteilt, die Einzelelemente in ein Glasgehäuse eingelötet, wobei die aufgedampfte Silberschicht mittels eines elastischen Preßkontaktes kontaktiert wird.
  • Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung kann auch zum Herstellen von sperrenden Kontakten an Halbleiterkörpern aus Germanium oder Silizium angewendet werden, indem auf n-leitendes Halbleitermaterial die Aluminiumschicht aufgedampft und das Aluminium einlegiert wird. Auf Grund des besseren Haftens der Aluminiumschicht ergibt sich eine besonders gute Benetzung.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen eines gut haftenden ohmschen oder nichtohmschen Kontaktes an einem Siliziumhalbleiterkörper durch Aufdampfen einer Aluminiumschicht nach einer reinigenden Glimmentladung, bei der der Halbleiterkörper als Anode geschaltet ist, d a d u r c h g e k c n n -z e i c h n e t, daß der Halbleiterkörper unmittelbar vor dem Aufdampfen der Aluminiumschicht der Glimmentladung in einem mit Wasser befeuchtetem Trägergas ausgesetzt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Glimmentladung bei 10-2 Torr vorgenommen wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aluminiumschicht von größer als 10 #t Dicke im Hochvakuum aufgedampft wird. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper in einem mit Wasser befeuchtetem Trägergas aus Reinst-Stickstoff oder Reinst-Argon der Glimmentladung ausgesetzt wird. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß über die Aluminiumschicht eine weitere Metallschicht, insbesondere aus Silber, aufgedampft wird. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper nach dem Aufdampfen der Aluminiumschicht zum Einsintern oder Einlegieren erhitzt wird. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumschicht bzw. die mit der weiteren Metallschicht versehene Aluminiumschicht von Oberflächenteilen der Halbleiteroberfläche durch Ätzen entfernt wird. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Glimmentladung zwischen dem Halbleiterkörper und einer Gegenelektrode aus Aluminium erzeugt wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2191267A1 (de) * 1972-06-28 1974-02-01 Westinghouse Brake Semi Conduc

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB839082A (en) * 1956-03-05 1960-06-29 Westinghouse Electric Corp Improvements in or relating to processes for making transistors
DE1084381B (de) * 1955-02-25 1960-06-30 Hughes Aircraft Co Legierungsverfahren zur Herstellung von pn-UEbergaengen an der Oberflaeche eines Halbleiterkoerpers

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