DE1298832B

DE1298832B - Verfahren zum Aufbringen von Oberflaechenschichten auf einen Traeger, vorzugsweise fuer die Herstellung von Halbleitervorrichtungen, insbesondere durch Vakuumaufdampfen

Info

Publication number: DE1298832B
Application number: DEN25560A
Authority: DE
Inventors: Te Velde Ties Sieboldt; Helden Gertruda Wilhelmina Van
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1963-09-25
Filing date: 1964-09-23
Publication date: 1969-07-03
Also published as: DK113658B; BE653469A; FR1408613A; ES304286A1; AT250440B; CH454565A; JPS417175B1; GB1078866A; NL298353A; SE317448B; NL140655B; US3343254A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbrin- einen Träger aufgebracht werden können und welgen von zwei nebeneinanderliegenden, jeweils durch ches sich besonders eignet zur Erzielung von kleinen einen Spalt voneinander getrennten Oberflächen- bis sehr kleinen Spaltbreiten, z. B. von einigen hunschichten, insbesondere von elektrisch leitenden dert Mikron bis sogar ein Mikron. Schichten, auf einen Träger, vorzugsweise für die 5 Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem VerHerstellung von Halbleitervorrichtungen mit vonein- fahren zum Aufbringen von zwei nebeneinanderander getrennten Elektrodenschichten, insbesondere liegenden, jeweils durch einen Spalt voneinander durch Vakuumaufdampfen. getrennten Oberflächenschichten, insbesondere von

Das Aufbringen solcher durch einen Spalt ge- elektrisch leitenden Schichten, auf einen Träger» trennten Oberflächenschichten auf einen Träger ist io vorzugsweise für die Herstellung von Halbleitervoreine in vielerlei Zweigen der Technik vielfach vor- richtungen mit voneinander getrennten Elektrodenkommende Bearbeitung, z.B. bei der Herstellung schichten, insbesondere durch Vakuumaufdampfen, elektronischer Schaltelemente, besonders, wenn sie in erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zwei Ober-Miniatur hergestellt oder mit Hilfe eines leitenden flächenschichten auf zwei praktisch aneinander-Elektrodenmusters zu einem komplexen Kreis auf 15 grenzende oder sich teilweise überdeckende Bereiche einem Träger zusammengebaut werden. Dieses Ver- des Trägers aufgebracht werden, wobei die Materiafahren ist von besonderer Bedeutung unter anderem Iien der Schichten wenigstens in der Umgebung des in der Halbleitertechnik, wo die Mikrominiaturi- zu bildenden Spaltes derart gewählt werden, daß das sation ein wichtiger Gegenstand ist und die Abmes- Material der einen Schicht das Material der anderen sungen des Spaltes für die Wirkung der Halbleiter- ao Schicht aufzunehmen vermag und/oder die Aufvorrichtung oft auch maßgebend sind. Bei Photo- nähme dieses Materials in die Trägeroberfläche förzellen z.B. ist die Spaltbreite zwischen den beiden dert und daß die Spaltbildung im Randbereich der Elektrodenschichten für die Empfindlichkeit auch beiden Schichten durch Gettern bewerkstelligt wird, maßgebend, und z. B. bei Feldeffekttransistoren ist Der Erfindung liegt daher unter anderem die Er-

die Spaltbreite zwischen der Zu- und Abführungs- 35 kenntnis zugrunde, daß es sich bei geeigneter Wahl elektrodenschicht auch für den Verstärkungsgrad und der Materialien für den Träger und die Oberflächenden Frequenzbereich maßgebend. Die für solche An- schichten, gewünschtenfalls unter gleichzeitiger Erwendungen gewünschte Spaltbreite ist oft gering, hitzung oder Stromdurchführung, als möglich erz. B. kleiner als 100 μ oder noch kleiner als 10 μ. weist, das Material einer der Oberflächenschichten Solche kleinen Spaltbreiten sind oft auch für die 30 durch eine Getterwirkung der anderen Oberflächengegenseitige elektrische Isolierung zweier Elektroden- schicht oder durch eine zusammenwirkende Getterschichten erwünscht,' z. B. bei Feldeffekttransistoren, wirkung des Trägers und der anderen Oberflächenbei denen die Torelektrodenschicht z. B. zwischen schicht selektiv am Rand der anderen Oberflächeneiner Zuführungselektrodenschicht und einer Ab- schicht über einen Abstand, der die Spaltbreite beführungselektrodenschicht auf eine Seite eines Trä- 35 dingt, in hohem Maße von der Oberfläche zu entgers aufgebracht und z. B. durch einen schmalen fernen, und zwar derart, daß die beiden Oberflächen-Spalt von den anderen Elektroden getrennt werden schichten in hohem Maße elektrisch voneinander isomuß, liert sein können. Es hat sich ergeben, daß auch viele Es ist üblich, solche Oberflächenschichten, welche der üblichen Elektrodenmaterialien und Trägeroft verwickelte Elektrodenmuster darstellen, durch 40 materialien, falls in der richtigen Kombination geAufdampfen oder durch Anwendung photogra- wählt, auf die angegebene Weise zur Bildung eines phischer oder galvanischer Techniken auf einen Spaltes verwendbar sind.

Träger aufzubringen, wobei dann zur Erzielung der Zum Aufbringen von zwei'durch einen Spalt gegewünschten Spalten zwischen den Elektroden trennten Oberflächenschichten ist es beim Verfahren Masken verwendet werden. Diese Techniken werden 45 nach der Erfindung überflüssig, die beiden Schichten besonders verwickelt für kleine Spaltbreiten, da der genau im gewünschten Abstand voneinander aufzu-Abstand zwischen den Masken und dem Träger für bringen, wie es beim bekannten Verfahren erfordereinen hohen Genauigkeitsgrad kleiner als die Spalt- lieh ist. Es genügt, wenn die Schichten derart aufgebreite sein muß. Außerdem tritt das Problem auf, bracht werden, daß sie wenigstens nahezu aneinanderdaß bei noch kleineren Abmessungen des Spaltes, 50 grenzen oder einander überdecken, wobei die Spaltauch wenn die Masken genau eingestellt sind, das bildung entweder spontan bereits während des Auf-Elektrodenmaterial sich längs der Trägeroberfläche bringens oder nach einem genau mit der Dauer der auch unter der Maske verbreitet. So haben z. B. bei Erhitzung oder Stromdurchführung kontrollierbaren Aufdampfen die Atome des Elektrodenmaterials Vorgang unter Verwendung der Getterwirkung bebeim Erreichen des Trägers eine gewisse Geschwin- 55 werkstelligt wird. Die Eigenschaft, daß die Atome digkeit, mit der sie sich auch längs der Trägerober- der Oberflächenschichten längs der Trägeroberfläche fläche unter der Maske verbreiten können. Aus diffundieren können, wird im Gegensatz zum bekanndiesen Gründen ist es z. B. bei der Massenherstellung ten Verfahren, bei dem diese Eigenschaft für die BiI-von Photowiderständen in der Praxis bereits sehr dung kleiner Spaltbreiten störend ist, beim Verfahren schwer, kleinere Elektrodenabstände als z. B. 60 nach der Erfindung ausgenutzt, um zusammen mit 100 Mikron zu erreichen. Dieses Problem wird um der Getterwirkung die Spaltbreite zu bestimmen, so größer und die erforderlichen Techniken werden Die Ausdrücke »Getterfähigkeit« und »Getterwir-

um so verwickelter, desto kleiner die gewünschte kung« sind hier in solchem weiten Sinne gemeint, daß Spaltbreite ist. darunter die Fähigkeit verstanden wird, Atome eines

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein 65 Materials, das durch Diffusion oder anderseitig in die ganz neues Verfahren zu schaffen, nach dem zwei betreffende Schicht gelangen kann, in sich aufzu- oder mehr durch einen Spalt getrennte Oberflächen- nehmen und festzuhalten, schichten in verhältnismäßig einfacher Weise auf Die Getterfähigkeit der Oberflächenschicht kann

auf einer physikalischen, physikalisch-chemischen für mehrere Anwendungen bereits vorteilhaft ver- oder rein chemischen Bindung der Atome des einen wendbar wäre. Eine besonders günstige Spaltbildung Materials an der anderen Oberflächenschicht, z. B. wird aber erzielt, wenn, wie es vorzugsweise der auf physikalischer Adsorption, auf der Bildung von Fall ist, während der Spaltbildung Mittel angewendet Legierungen, oder chemischen Verbindungen be- 5 werden, durch die stellenweise auf dem Träger bei ruhen. Das Material der Oberflächenschicht kann dem Rand, wo der Spalt gebildet wird, die Oberselbst diese Getterfähigkeit haben, oder die Ober- flächendiffusionsgeschwindigkeit der Atome der einen flächenschicht kann sie nach einer Reaktion mit dem Schicht erhöht wird, vorzugsweise durch eine stellen-Material des Trägers oder mit dem Material der einen weise Temperaturerhöhung bei diesem Rand. Dazu Oberflächenschicht erwerben, wodurch z. B. Ver- io wird vorzugsweise wenigstens während eines Teiles bindungen mit einer Getterwirkung entstehen der Spaltbildungsbehandlung, insbesondere wenigkönnen, stens während des letzten Teiles derselben, ein elek-Durch die bei Anwendung des Verfahrens gemäß irischer Strom durch die Oberflächenschichten geder Erfindung im Randbereich der beiden Schichten schickt, der den Rand passiert. Nach Maßgabe des auftretende Spaltbildung hat es sich als möglich er- 15 Fortschreitens der Spaltbildung und der eintretenden wiesen, einen Spalt, z. B. auf einer Unterlage aus Verdünnung am Rand wird die Wärmeableitung sich einem aufgedampften Chalkogenid, wie Cadmium- stets mehr an diesem Rand konzentrieren und dort sulfid, zu bilden, indem der anderen Oberflächen- eine zusätzliche Temperaturerhöhung herbeiführen, schicht eine die Rekristallisation der Trägerschicht Diese örtliche Temperaturerhöhung führt zu einer erleichternde Substanz zugesetzt wird, wobei während ao stellenweisen Erhöhung der Oberflächendiffusionsdieser Rekristallisation gleichzeitig eine Aufnahme geschwindigkeit und kann auch gleichzeitig eine steldes einen Materials in die rekristallisierende Unter- lenweise Erhöhung der Getterwirkung, z. B. des lage beim Rand der anderen Schicht auftritt. Bei Trägers, veranlassen. Die stellenweise Erhöhung der Cadmiumsulfid und Zinksulfid als Trägerschicht er- Oberflächendiffusionsgeschwindigkeit bedeutet eine gibt sich, daß z. B. Silber und Kupfer bei Tem- 25 erhöhte Abführung zur Getterstelle, welche größer ist peraturen über 500 bzw. 600° C diese Eigenschaft als die Zuführung aus und über die eine Schicht, so besitzen und auch gewisse organische Verbindungen, daß eine verstärkte Spaltbildung auftritt. Durch Verwie z. B. diejenigen, welche in einer Silberpaste ver- Wendung eines pulsierenden Stromes kann die örtwendet werden, oder Phthalatharze, Silikonöle liehe Wärmeableitung weiter vergrößert und besser bereits bei niedrigen Temperaturen, z. B. 300° C, in 30 örtlich konzentriert werden.

Zusammenwirkung mit Kupfer oder Silber für diesen Obwohl die Spaltbildung vorzugsweise stets unter

Zweck geeignet sind. " Verwendung einer Stromdurchführung erfolgt, hat

In gewissen Fällen, z. B. im Falle von Kupfer und es sich auch in zweckmäßiger Weise möglich erIndium auf Cadmiumsulfid, kann bereits bei niedriger wiesen, eine stellenweise Erhöhung der Oberflächen-Temperatur, z. B. praktisch 20° C, nach dem Auf- 35 diffusionsgeschwindigkeit beim Rand dadurch zu erdampfen von Kupfer und anschließend Indium, eine zielen, daß das Material der einen Schicht und des Spaltbildung während des Aufdampfens von Indium Trägers derart gewählt wird, daß die Oberflächenam Rand des Kupfers auftreten, was unter anderem diffusionsgeschwindigkeit der Atome der einen mit dem Umstand zusammenhängt, daß das Indium Schicht über den Träger wesentlich höher ist als über bereits eine beträchtige Diffusionsgeschwindigkeit 40 die eine Oberflächenschicht selbst. Nachdem infolge längs der Oberfläche bei dieser Temperatur besitzt. der Getterwirkung der anderen Oberflächenschicht Vorzugsweise aber wird der Spalt gebildet, wie es in die eine Oberflächenschicht beim Rand bereits den meisten Fällen auch nötig ist, nachdem die Ober- wesentlich verdünnt ist, werden die Atome dieser flächenschichten auf den Träger durch eine Erhitzung einen Oberflächenschicht dort eine stets höhere aufgebracht sind. Die mit dieser Erhitzung einher- 45 Oberflächendiffusionsgeschwindigkeit annehmen, da gehende Temperaturerhöhung führt unter anderem sie sich in zunehmendem Maße über das Material der zu einer Zunahme der Diffusionsgeschwindigkeit der Trägeroberfläche bewegen, was auch eine stellenweise Atome der einen Oberflächenschicht längs der erhöhte Abführungsgeschwindigkeit bedeutet und Trägeroberfläche und kann auch zur Erhöhung der folglich mit einer verstärkten Spaltbildung einhergeht. Getterfähigkeit des Trägers und der anderen Ober- 50 Obwohl eine Temperaturerhöhung des Ganzen flächenschicht beitragen. Die Zeitdauer und die Tem- und eine selektive Temperaturerhöhung durch Stromperatur sind dabei in hohem Maße auch für die zuführung unabhängig voneinander für die Spaltbil-Breite des zu bildenden Spaltes maßgebend. Im Falle dung angewendet werden können, wird vorzugsweise einer Getterwirkung der anderen Oberflächenschicht eine Kombination von beiden angewendet in dem wird das Material der anderen Oberflächenschicht 55 Sinne, daß während der Stromdurchleitung auch eine vorzugsweise derart gewählt, daß deren Atome bei Temperaturerhöhung des Ganzen angewendet wird, der gegebenen Erhitzung eine beträchtlich niedrigere Die Temperaturerhöhung des Ganzen kann dann da-Oberflächendiffusionsgeschwindigkeit haben und da- bei zu einer teilweisen Erhöhung der Oberflächenher die Spaltbildung praktisch nicht stören können. diffusionsgeschwindigkeit und z. B. auch zu einer Im Falle eine Getterwirkung des Trägers ist die Ober- 60 Erhöhung der Getterwirkung verwendet werden, flächendiffusion der anderen Schicht nicht oder während die Stromdurchleitung beide selektiv beim wenigstens weniger bedenklich, da auch dieses Ma- Rand noch weiter auf die gewünschten Werte erhöht, terial, z. B. bei der Rekristallisation, in den Träger Vorzugsweise wird wenigstens beim Rand die

aufgenommen werden kann. andere Oberflächenschicht, welche selbst eine Getter-

Besonders im Falle einer hohen Getterwirkung der 65 fähigkeit besitzt oder die Getterfähigkeit des Trägers anderen Oberflächenschicht oder des Trägers kann erhöht, stärker gewählt als die eine Oberflächeneine Erhitzung des Ganzen auf höhere Temperatur schicht. Dadurch wird die Getterfähigkeit der an sich bereits zur Bildung eines Spaltes führen, der anderen Oberflächenschicht erhöht und kann ge-

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wünschtenfalls außerdem vermieden werden, daß die Verfahren nach der Erfindung für die Herstellung andere Oberflächenschicht selbst, z. B. in den Träger, von Halbleitervorrichtungen Gebrauch gemacht wird, völlig aufgenommen wird. Der Rand der anderen Bei der Untersuchung nach den Anwendungsmög-Oberflächenschicht kann auf diese Weise als Orts- lichkeiten verschiedener Materialien beim Verfahren bestimmung des Spaltes verwendet werden. Es ist 5 nach der Erfindung wird bequemlichkeitshalber stets aber im Rahmen der Erfindung auch möglich, wenn von derselben Konfiguration des Trägers und der die Getterfähigkeit der anderen Oberflächenschicht Oberflächenschichten ausgegangen, wie sie in den groß genug ist, die beiden Schichten mit gleicher F i g. 1 und 2 in Draufsicht bzw. im Querschnitt, nach Stärke oder gegebenenfalls die andere Schicht dünner dem Aufbringen der Oberflächenschichten, und in als die eine Schicht zu wählen. io den F i g. 3 und 4 nach der Spaltbildung, dargestellt Obwohl die Erfindung im allgemeinen vorteilhaft ist. Dabei wird stets von einem Träger ausgegangen, zum Aufbringen von durch einen Spalt getrennten der aus einer rechteckigen Glasplatte 1 und einer auf Oberflächenschichten anwendbar ist, ist sie doch von deren Oberseite aufgedampften Cadmiumsulfidbesonderer Bedeutung zum Aufbringen von durch schicht2 in der Stärke von z.B. 2μ besteht (s.Fig.2). einen Spalt getrennten elektrisch leitenden Schichten, 15 Auf die CdS-Schicht 2 werden die beiden Oberdie durch den Spalt elektrisch voneinander isoliert flächenschichten aufgebracht, zwischen denen ein werden können. Namentlich ist die Erfindung von Spalt gebildet werden soll, und die CdS-Schicht 2 besonderer Wichtigkeit für die Herstellung von Vor- stellt also den Träger für diese Oberflächenschichten richtungen, insbesondere Halbleitervorrichtungen, bei dar. Die rechts von der Linie 3 (s. Fig. 1) liegende denen die Oberflächenschichten zwei oder mehr ao Hälfte der Trägeroberfläche wird stets mit einer Elektrodenschichten der Vorrichtung darstellen, z. B. Oberflächenschicht 5 bedeckt, welche die Getterwirfür Widerstände, Photowiderstände und Feldeffekt- kung besitzt oder wenigstens teilweise aus einem transistoren, bei denen die Trennung der Elektroden- Werkstoff besteht, der die Getterwirkung für das schichten durch einen dünnen Spalt von besonderer Material der einen Schicht in die Unterlage erhöht. Wichtigkeit ist. Das für die Vorrichtung wirksame «5 Die Schicht 5 wird in diesen Beispielen stets verhält-Mittel, z. B. der Halbleiter der Photoleiter oder die nismäßig stark, z. B. 0,1 μ stark, gewählt. Widerstandsschicht, kann dabei selbst als Träger- Die unter der Linie 4 liegende Hälfte der Trägerschicht angebracht werden, auf die dann Elektroden- oberfläche wird stets mit einer beträchtlich dünneren schichten aufgebracht werden. Schicht 6 aus dem einen Material bedeckt, und die

Es ist auch möglich, die Elektrodenschichten durch 30 Schicht 6 überdeckt daher die andere Schicht 5 in Anwendung der Erfindung zunächst auf einen Iso- dem durch die Linien 3 und 4 begrenzten Quadrant lierträger aufzubringen und anschließend auf das (5, -6). Der Spalt wird am Rand 3 der Oberflächen-Elektrodenmuster das wirksame Mittel, z. B. den schicht 5 gebildet werden. Zur Vereinfachung der Halbleiter, aufzubringen. Obwohl bei Anwendung Stromzuführung zur Schicht6 wird die Schichte des Verfahrens nach der Erfindung ohne eine Strom- 35 stellenweise mit einem stärkeren Teil 7 ausgebildet, durchleitung elektrisch leitende, halbleitende und der z. B. aus dem gleichen Material wie die Schicht 6 isolierende Träger verwendbar sind, wird doch im besteht und vorher oder nachher auf den Träger auf-Falle einer Stromdurchleitung während der Spaltbil- gebracht werden kann. Die Größe der Trägeroberdung vorzugsweise ein Träger aus einem halbleiten- fläche ist z. B. 2 · 2 cm.

den, z. B. photoleitenden oder isolierenden Material 40 Das Aufdampfen der Elektrodenschichten erfolgt

verwendet, der einen wesentlich höheren Widerstand in den nachstehenden Beispielen stets im Vakuum,

aufweist als die Elektrodenschichten, damit der Strom und die Erhitzung wird in einer praktischen inerten

in diesen Schichten konzentriert wird. Atmosphäre, z. B. Argon, durchgeführt. Die Stärken

Das Verfahren nach der Erfindung sowie beson- der verschiedenen Schichten und die Spaltbreiten

dere Durchführungsformen desselben für die Her- 45 sind deutlichkeitshalber in den Figuren übertrieben

stellung von Halbleitervorrichtungen werden an groß dargestellt.

"Hand einiger Figuren und Ausführungsbeispiele Unter Verwendung der obenstehenden Konfigura-

näher erläutert. tion wurden beim Verfahren nach der Erfindung

Fig. 1 und 2 zeigen schematisch in Draufsicht beispielsweise folgende Materialkombinationen der

bzw. im Querschnitt einen Träger mit Oberflächen- 50 Schichten S und 6 für die Bildung eines Spaltes am

schichten während des ersten Stadiums des Ver- Rand 3 verwendet, f ahrens nach der Erfindung;

Fig. 3 und 4 zeigen in Draufsicht bzw. im Quer- Ausführungsbeispiel I schnitt ein späteres Stadium desselben Trägers mit Zunächst wird eine Oberflächenschicht 5 aus Alu-Oberflächenschichten nach der Spaltbildung; 55 minium mit einer Starke von etwa 0,1 μ und an-

Fig. 5 zeigt schematisch in Draufsicht eine Photo- schließend eine Oberflächenschicht 6 aus Antimon

zelle, die durch Anwendung des Verfahrens nach mit einer Stärke von etwa 100 A aufgedampft. Das

der Erfindung hergestellt ist; Aluminium besitzt wenigstens bei hoher Temperatur,

F i g. 6 zeigt schematisch in Draufsicht einen Feld- insbesondere im geschmolzenen Zustand, eine Getter-

effekttransistor, der durch Anwendung der Erfin- 60 wirkung für Antimon, welche wahrscheinlich auf der

dung hergestellt ist. Bildung von Aluminium-Antimon-Verbindungen

Im nachfolgenden wird zuerst das Verfahren nach beruht.

der Erfindung, insbesondere die Spaltbildung, in all- Nach einer 10 Minuten dauernden Erhitzung des

gemeinerem Sinne mit verschiedenen Materialien Ganzen in einem Ofen bei etwa 700° C ergab sich, näher erläutert werden, ohne daß dabei an eine 65 daß am Rand 3 der Schicht (5, 6) ein Spalt 8 gebildet

bestimmte Anwendung gedacht wird. Anschließend war, auf die Weise wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, in

werden beispielsweise kurzweg noch einige Aus- denen die den F i g. 1 und 2 entsprechenden Teile

führungsformen erläutert werden, bei denen vom mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Die

Spaltbreite, welche von der Temperatur und der von z. B. 50 mA auftritt, der durch die Wärmeablei-Zeitdauer abhängig ist, beträgt z. B. 50 μ. Es ergibt tung besonders am Rand 3 die Oberflächendiffusionssich, daß die Oberflächenschichten 5 und 6 durch den geschwindigkeit des Kupfers und die Getterwirkung Spalt8 elektrisch gut voneinander isoliert sind. Die erhöht.

Spaltbildung wird in diesem Falle auch durch den 5 .

Umstand begünstigt, daß die Oberflächendiffusions- Ausfuhrungsbeispiel V

geschwindigkeit des Antimons über die CdS-Ober- Zunächst wird eine Oberflächenschicht 5 aus Silber

fläche offensichtlich beträchtlich höher ist als über mit einer Stärke von 0,1. μ und anschließend eine die Antimonoberfläche. Das Aluminium diffundiert Oberflächenschicht 6 aus Gold mit einer Stärke von bei diesen Temperaturen praktisch nicht über die io 50 Ä aufgebracht. Silber erleichtert bei Temperaturen CdS-Oberfläche. Statt des vorerwähnten Heizvor- über etwa 500° C die Rekristallisation der CdS-ganges kann vorteilhaft auch eine Kombination einer Schicht, und am Rand 3 der Silberschicht 5 wird Erhitzung auf niedrigere Temperatur mit gleich- durch die stellenweise Aufnahme von Gold bei Erzeitiger Stromdurchleitung und sich daraus ergeben- hitzung auf hohe Temperatur, z. B. unter gleichder selektiver Erhitzung angewendet werden. 15 zeitiger Stromdurchleitung, ein Spalt 8 gebildet werden können.
Ausführungsbeispiel II Ausführungsbeispiel VI

Zunächst wird eine Oberflächenschicht 5 aus Dieses Ausführungsbeispiel bezieht sich im Gegen-

Kupfer mit einer Stärke von etwa 0,1 μ und an- so satz zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen

schließend eine Oberflächenschicht 6 aus Indium mit nur auf die F i g. 1 und 2, nicht jedoch auf die F i g. 3

einer Stärke von etwa 100 Ä aufgedampft. und 4, da bei diesem Ausführungsbeispiel die dünne

Nach dem Aufdampfen, wobei der Träger (1, 2) Schicht 6 zuerst aufgebracht wird und anschließend

praktisch auf Zimmertemperatur war, ergab sich, erst die Oberflächenschicht 5 mit Gettereigen-

daß zwischen den Schichten 5 und 6 am Rand 3 a$ schäften.

bereits ein Spalte mit einer Breite von etwa 100μ Zunächst wird die Schicht6, z.B. aus Kupfer, mit

gebildet war, auf die Weise wie in den Fig. 3 und 4 einer Stärke von 50Ä aufgebracht. Anschließend

dargestellt ist. Die Bildung des Spaltes 8 wird durch wird eine Oberflächenschicht 5 aus Silberpaste (Leit-

die Getterwirkung des Kupfers und durch die hohe silber) aufgebracht; diese besteht aus einem orga-

Oberflächendiffusionsgeschwindigkeit des Indiums 30 nischen Bindemittel, worunter Alkylharze, das fein-

über die CdS-Oberfläche bei dieser niedrigen Tempe- verteiltes Silber enthält. Die Silberpaste enthält orga-

ratur bewerkstelligt. nische Stoffe, die in Zusammenwirkung mit Kupfer

. _f.., t. · ■ 1 TTT die Rekristallisation der CdS-Schicht bei Tempera-

Ausfuhrungsbeispiel III _{toen yon etwa} ^_{0 Q} _{bewirkeil) und bei dieser} R₆-

Zunächst wird eine Oberflächenschicht 5 aus Tel- 35 kristallisation wird auch das Kupfer in das CdS auflur in der Stärke von z. B. 0,1 μ und anschließend genommen, wenigstens insoweit dieses Kupfer am eine aus Indium bestehende Oberflächenschicht 6 in Rand 3 in der Nähe dieser organischen Stoffe vorder Stärke von z. B. 100 Ä aufgedampft. handen ist.

Nach dem Aufdampfen kann unter einem Mikro- Nach einer 20 Minuten dauernden Erhitzung bei

skop bereits eine gewisse Spaltbildung festgestellt 40 350⁰C scheint sich ein Spalt mit einer Breite von werden. Durch Stromdurchleitung oder Erhitzung 10 Mikron gebildet zu haben, und unter dem Mikroauf 200 bis 300° C wird ein deutlicher Spalt 8 gebil- skop kann festgestellt werden, daß die CdS-Schicht det, indem das Indium über einen Abstand vom im Spalt 8 und im übrigen auch unter der Silber-Rand 3 entfernt ist. Die Getterwirkung der Ober- pasteschicht 5 rekristallisiert war. Bei dieser Reflächenschicht 6 beruht wahrscheinlich auf der BiI- 45 kristallisation wurde das Kupfer in einem Abstand dung von Indium-Tellur-Verbindungen. Auch hier- vom Rand 3 entfernt.

bei spielt die hohe Oberflächendiffusionsgeschwindig- Die Spaltbildung kann auch in besonders zweck-

keit des Indiums über die CdS-Oberfläche eine Rolle, mäßiger Weise dadurch bewirkt werden, daß der vor- und die Diffusion des Tellurs über die Oberfläche erwähnte Heizvorgang durch eine Erhitzung des ist wesentlich geringer. 50 Ganzen auf etwa 200° C ersetzt und gleichzeitig über

. ...., , . . ,„, die Oberflächenschichten 5 und 6 ein Strom von ζ. Β.

Ausfuhrungsbeis_piel IV _{1Q mA durch die ScWcht} _ß _{geschidrt wirdj der auch}

Zunächst wird eine Oberflächenschicht 5 aus Silber den Rand 3, wo sich der Spalt bildet, passiert. Die

in der Stärke von etwa 0,1 μ und anschließend eine erhöhte Wärmeableitung beim Rand während der

aus Kupfer bestehende Oberflächenschicht 6 in der 55 Spaltbildung wird die Oberflächendiffusionsgeschwin-

Stärke von 50 Ä aufgedampft. digkeit des Kupfers und auch die rekristallisierende

Nach einer etwa 30 Minuten dauernden Erhitzung und folglich getternde Wirkung der CdS-Schicht bei 300° C ergibt sich, daß sich auf die Weise, wie in selektiv an der Stelle des sich bildenden Spaltes 8 erden F i g. 3 und 4 dargestellt, ein Spalt 8 gebildet hat. höhen, wodurch eine effektive Spaltbildung begün-Zu dieser Spaltbildung haben die Getterwirkung des 60 stigt wird. In diesem Falle ergibt sich, daß der Silbers und die bei dieser Temperatur hohe Ober- Spalt 8 äußerst klein ist, in der Größenordnung von flächendiffusionsgeschwindigkeit des Kupfers über 1 Mikron oder noch kleiner und die Anwesenheit die CdS-Oberfläche beigetragen, welche höher ist als des Spaltes ergibt sich besonders aus der Tatsache, die von Silber. daß nach der Behandlung der Widerstand zwischen

Die Spaltbildung kann dadurch verbessert werden, 6g den Oberflächenschichten 5 und 6 auf 10 Megohm

daß während einer Erhitzung auf z. B. 200° C im gesteigert ist, während der Widerstand der Schich-

Ofen zwischen den Elektroden 7 und 5 eine elek- ten 5 und 6 außerhalb des Spaltes praktisch nicht ge-

trische Spannung angelegt wird, so daß ein Strom ändert ist.

Nachdem in den vorhergehenden Ausführungsbei- vorzugsweise zunächst zwei Oberflächenschichten 51 spielen die Spaltbildung mit verschiedenen Materia- und 52 aufgedampft, die nachher die ohmsche Zulien beispielsweise erläutert ist, werden jetzt noch bei- führungselektrode und die ohmsche Abführungselekspielsweise einige Anwendungsmöglichkeiten des trode des Transistors darstellen. Diese Schichten Verfahrens nach der Erfindung für die Herstellung 5 werden dazu aus einem Material hergestellt, daß mit von Halbleitervorrichtungen, insbesondere für die der Halbleiterschicht, in diesem Falle der CdS-Herstellung einer Photowiderstandszelle und eines Schicht, eine praktisch ohmsche Verbindung dar-Feldeffekttransistors an Hand der F i g. 5 und 6 er- stellt. Anschließend wird auf die Trägeroberfläche läutert werden. zwischen den Linien 41 und 42 eine weitere Elek-

F i g. 5 zeigt in Draufsicht auf den Träger eine io trodenschicht 60 aus einem anderen Material aufge-Photozelle mit einem Elektrodenmuster, das durch dampft, das mit der CdS-Schicht eine Gleichrichter-Anwendung der Erfindung hergestellt ist. In F i g. 5 verbindung darstellt, da die Schicht 60 nachher die sind deutlichkeitshalber diejenigen Teile, die in ihrer Torelektrode des Transistors bilden muß. Funktion den F i g. 1 bis 4 entsprechen, mit Bezugs- Die Materialien 51, 52 und der Schicht 60 werden

zeichen bezeichnet, deren erste Ziffer gleich der 15 weiterhin derart gewählt, daß das eine Material, z. B. Bezugsziffer in den Fig. 1 bis 4 ist. Bei der Herstel- das der Oberflächenschichten51 und 52, für das lung kann wie folgt verfahren werden: Zuerst wird andere Material eine Getterfähigkeit hat oder die z. B. die eine dünne Oberflächenschicht 60 derart Getterfähigkeit des Trägers für dieses andere Maaufgedampft, daß sie praktisch die ganze Trägerober- terial erhöht. Nach einer Erhitzung, vorzugsweise fläche zur linken Seite der Linie 40 bedeckt. Der 20 mittels einer Stromdurchleitung, wird dann die Träger besteht wieder aus einer Glasplatte, die mit Schicht 60 durch die Bildung von Spalten 81 und 82 einer dünnen Oberflächenschicht aus aufgedampftem von der Zuführungselektrode 51 und der Abfüh-CdS bedeckt ist. Anschließend wird die andere Ober- rungselektrode 52 elektrisch isoliert. Bei Anwendung flächenschicht 50, die vorzugsweise dicker als die einer Stromdurchleitung können die Spalte 81 und 82 Schicht 60 ist, in Form eines Streifens aufgedampft, 25 dadurch getrennt gebildet werden, daß zuerst die welche die Schicht 60 teilweise überdeckt. Die Stromquelle zwischen die Schichten 60 und 51 und Schicht 50 besteht aus dem Material, das selbst die dann zwischen die Schichten 60 und 52 geschaltet Getterwirkung besitzt oder die Getterwirkung in der wird. Es ist aber auch möglich, die Stromquelle so-CdS-Schicht am Rand 30 erhöhen kann. Der Spalt 80 fort zwischen die Elektrodenschichten 52 und 51 zu wird an der Stelle gebildet, wo der Rand 30 die eine 30 schalten und auf diese Weise in einem Vorgang die Schicht 60 überdeckt. Die Trägeroberfläche kann beiden Spalte 81 und 82 zu erzielen, außerdem noch mit einer Elektrodenschicht 70 ver- Schließlich sei noch bemerkt, daß im Rahmen der

sehen sein, welche z. B. aus dem gleichen Material Erfindung viele Änderungen bei der Durchführung wie die Schicht 60 besteht und stärker gewählt ist und Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung und daher in einfacher Weise für die Stromzuführung 35 möglich sind. So sind z. B. andere Trägermaterialien verwendet werden kann. Die Schicht 70 kann z. B. und andere Materialien für die Oberflächenschichten vor dem Aufdampfen der Schicht 60, aber gewünsch- verwendbar, die gegenseitig die gewünschte Gettertenfalls auch in einem späteren Stadium aufgebracht wirkung aufweisen. Die Reihenfolge des Aufbringens werden. der Oberflächenschichten 5 und 6 kann in den mei-

Durch Anwendung einer Erhitzung, gewünschten- 40 sten Fällen auch umgekehrt werden. Der Träger falls unter gleichzeitiger Stromdurchleitung, kann kann aus mehreren Schichten aufgebaut sein, wobei der Spalt 80 am Rand 30 durch die Aufnahme von dann besonders die Oberschicht, auf die die Ober-Material der Schicht 60 bei diesem Rand in die flächenschichten aufgebracht werden, für die Ober-CdS-Trägerschicht oder in die andere Oberflächen- flächendiffusionsgeschwindigkeit und die Getterwirschicht 50 gebildet werden. Die Breite des Spaltes 80 45 kung maßgebend ist, oder der Träger kann völlig aus kann auf diese Weise entsprechend der Wahl der demselben Material bestehen. In gewissen Fällen Materialien, der Zeitdauer bzw. Temperatur der Er- kann es erwünscht sein, zunächst durch Anwendung hitzung und Stromdurchleitung besonders klein ge- der Erfindung das Elektrodenmuster auf einen Isowählt werden, so daß ein kleiner Elektrodenabstand lierträger und anschließend darüber die Halbleiterzwischen den Elektrodenschichten 60 und 50 erreich- 50 schicht aufzubringen. Das Verfahren nach der Erfinbar ist. Der Spalt 80 bildet den photoempfindlichen dung ist z. B. auch anwendbar zum Aufbringen von Teil der Photozelle, während die Elektrodenschichten Elektrodenschichten beiderseits eines pn-Überganges, (70, 60) die eine Elektrode und die Elektroden- der die Trägeroberfläche schneidet. Die Getteroberschicht 50 die andere Elektrode bilden. Es ist ein- flächenschicht kann dann in an sich bekannter Weise leuchtend, daß die Elektroden auch andere Gestalten 55 auf galvanischem Wege selektiv auf die η-Seite oder haben können. So kann z. B. die Schicht 50 kamm- auf die p-Seite praktisch bis an den pn-übergang aufförmig gestaltet sein, worauf durch die Behandlung gebracht werden, worauf die eine Oberflächenschicht nach der Erfindung auch der Spalt 80 längs des auf die andere Seite aufgedampft wird und dabei kammförmigen Randes der Schicht 50 entstehen die erste Oberflächenschicht teilweise überdecken wird, so daß die Elektrodenschichten 60 und 50 ein 60 kann. Durch Anwendung der Erfindung kann durch interdigitales Elektrodensystem bilden werden. die Getterwirkung der ersten Schicht ein Spalt an der

In Fig. 6 ist schematisch in Draufsicht ein Feld- Stelle des pn-Überganges gebildet werden, der diebeieffekttransistor dargestellt, der durch Anwendung der den Elektrodenschichten trennt; in diesem Falle kann Erfindung hergestellt ist. Die erste Ziffer der Bezugs- gleichzeitig von der Wärmeentwicklung im pn-Überden Teilen der F i g. 1 bis 4. Der Träger besteht z. B. 65 gang bei Stromdurchleitung Gebrauch gemacht werzeichenentsprichtwiederdeninFunktionentsprechenden. Durch Verwendung eines pulsierenden Stromes wieder aus einer Glasplatte, auf die eine CdS-Schicht kann die selektive Erhitzung an der Stelle, an der aufgedampft ist. Auf die Trägeroberfläche werden die Spaltbildung im Gange ist, und folglich die Spalt-

bildung verstärkt werden. Im Falle einer Getterwirkung des Trägers sind in bestimmten Fällen Materialien für die eine Schicht und die andere Schicht verwendbar, die nur darin voneinander abweichen, daß eine von beiden einen Gehalt an einem Stoff enthält, der die Getterfähigkeit des Trägers bewirkt. Obwohl in den Ausführungsbeispielen während der Spaltbildung eine inerte Atmosphäre verwendet wurde, ist es denkbar, daß in bestimmten Fällen auch Beigemische wirksamer Gase einen günstigen Einfluß auf die Spaltbildung haben können oder diese wenigstens nicht stören.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufbringen von zwei nebeneinanderliegenden, jeweils durch einen Spalt voneinander getrennten Oberflächenschichten, insbesondere von elektrisch leitenden Schichten, auf einen Träger, vorzugsweise für die Herstellung von Halbleitervorrichtungen mit voneinander ge- so trennten Elektrodenschichten, insbesondere durch Vakuumaufdampfen, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Oberflächenschichten auf zwei praktisch aneinandergrenzende oder sich teilweise überdeckende Bereiche des Trägers aufgebracht werden, wobei die Materialien der Schichten wenigstens in der Umgebung des zu bildenden Spaltes derart gewählt werden, daß das Material der einen Schicht das Material der anderen Schicht aufzunehmen vermag und/oder die Aufnahme dieses Materials in die Trägeroberfläche fördert und daß die Spaltbildung im Randbereich der beiden Schichten durch Gettern, bewerkstelligt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einen Oberflächenschicht ein Stoff zugesetzt wird, der die Rekristallisation des Trägers begünstigt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt durch Erhitzen der Schichten gebildet wird, nachdem die Oberflächenschichten auf den Träger aufgebracht sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien der Schichten so gewählt werden, daß die Atome der anderen Schicht eine beträchtlich niedrigere Oberflächendiffusionsgeschwindigkeit aufweisen als die der einen Schicht.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß stellenweise die Oberflächendiffusionsgeschwindigkeit der Atome der anderen Schicht zur Spaltbildung im Randbereich der Schichten durch Temperatursteigerung erhöht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß während eines Teiles der Spaltbildungsbehandlung, insbesondere während des letzten Teiles, ein elektrischer Strom durch den Randbereich geleitet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein pulsierender Strom zugeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine stellenweise Erhöhung der Oberflächendiffusionsgeschwindigkeit im Randbereich der Schichten dadurch erreicht wird, daß die Materialien der anderen Schicht und des Trägers derart gewählt werden, daß die Oberflächendiffusionsgeschwindigkeit der Atome der anderen Schicht über den Träger beträchtlich größer ist als über die andere Schicht selbst.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß während der Stromdurchleitung gleichzeitig eine Temperaturerhöhung aller Schichten vorgenommen wird.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens im Randbereich die eine Oberflächenschicht dicker als die andere Oberflächenschicht aufgebracht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen