DE1464412A1 - Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung - Google Patents

Description

3338 Associated Electrical Industries Limited, London S.W.1/Ängland

Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Halbleiteranordnungen aus einem Halbleiterkörper, der zumindest einen pn-übergang enthält, und insbesondere auf die Beeinflussung des freigelegten Übergcingsuiaxanges, damit der Übergang einer hoben Sperrspannung widerstehen kann· Bit Erfindung wird bei ··& Anordnungen angewendet, bei denen der Übergang oder die Übergänge innerhalb des Körpers durch eine Eindiffusion eines Aktivators ausgebildet sind.

Wenn ein Übergang durch Eindiffusion eines Aktivators in eine Übeifläohe innerhalb eine· Halbleiterkörper auegebildet wird, der auf einer erhöhten Jemperatur gehalten wird, werden die Bereiohe dee Halbleitermaterial eu beiden Seiten des gawünaoh* ten Übergang· und «omit der Übergang aelbat durch die diffun dierte Schient kurageeobloaeen, die durob dl· Diffusion 1·· Aktivatora In den lörper hinein längs einer Ebene auegebildet let» 41· eenkreoht bub Übergang »teilt·

fall· «Im· kursMfalledende, diffundiert· Sohioht Vorhand·» kaAn al· durob o*#fcanieoaee Abkratzen oder Aeeebabtn ed·* euroh At·«· tAtufiit «trtvn, iiait Ut Ofcftng «"·· gaaga.

Sogar neofa einer tfgatbm· der kur*eohlieJ3enden Sohioht eobllgt jedoeb ein diffundierter Übergang aa freigelegten Umfang duron» w«mi er tlner hohen iperrepannung unterworfen wird·

SIn Ziel der Brflndgng ist ein Verfahren sua Herstellen einer ' Halbleitervorrichtung «it mindesten» eine« Übergang, der jedoob ohne die Oefahr eines ^urehacblage an den freigelegten»

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in Umfangerichtuug verlaufenden üändern höheren Sperrspannungen als bisher widerstehen kann.

Bei einer Halbleitervorrichtung aus einem Halbleiterkörper, der zumindest einen im wesentlichen ebenen Übergang enthalt, der aich bis .zur Körperoberfläche erstreckt, an dieser freiliegt und durch Eindiffusion eines Aktivators ausgebildet ist, let gemäß der Erfindung die Oberfläche des Körpers oder deren Tangente am freigelegten Umfang dee Überganges (oder der Übergänge) bezüglich der ebenen ubergangefläohe schräg gseteilt.

Vorzugsweise ist der Winkel zwischen der Ebene de« Übergange (oder der übergänge) und der Oberfläche des Körpers oder deren Tangente am freigelegten Umfang dee übergänge (oder der übergänge) neben dem diffundierten Bereich, der den Übergang bildet, tin spitzer Winkel Ton weniger ala 50°.

falle swei ebene Übergänge innerhalb «ine· kreisrunden Halb. · leiterkorptr* ausgebildet sind und etwa parallel zu des gegenüberliegenden Stirnseiten verlaufen, ist der Hand des IiJrpere in einem Winkel von weniger als 30° gegenüber der Ebene 4er Stirnseiten abgesonrägt·

•ti eiaea swsokBia&igen Verfahre» eur Abecbrkguag 4«« San*·· a« eise» Heleleiterkörpe» *a* etwa kvtisrcaltr aeetalt, in des) si» ebener, diffundierter Übergang parallel zu Mindestens sinsr Stirnseite verlauft, werden ausgewählte Bereiche an den gegenüberliegenden atirneeitsa des Eürpeie abgeschirmt} 4er Körper «lrd in eine Atslösu&g eingetaucht, die den Körper bildenden Halbleiter wegätzt, und außerdem wird der Körper in sea Atzaittel ua\ eine zur üben· des Übergangs (oder der Übergänge) etwa senkrechte Achse hin- und hergedrehtf daait die nicht bedeckten Außenflächen des Körpers durch Atzen der-

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art abgeschrägt v.ex'den, daß die geatzten Oberflächen oder aeren iangenten zur ^bene des Übergänge (oder der übergänge) eine neigung annehmen.

Ein Apparat, mit dem der xtand eines etwa'kreisrunden HalbleiterkörpRrs abgeschrägt werden Kami, in dem ein ebener, dif- ' fundierter Übergang aiuiuindest au einer· Stirnfläche des Körpers parallel xie^t, und mit dem eine Vorrich .ung .gemäß der ■fcrfinuung herstellbar ist, ,.eist biegsame Abuecakorper, die die gevJ^hitbn Bereiche des Halbleiterkorpers, die nicht ab- ^euchr^gt ,v era en 'sollen, 'fiilchenuaft beruhi-en, eine Elemmvox-rxcbuun_u, von der die Abdeckk-.;rper mit uein iialoleiterkörper in flL.ohenhaxter Berührung festüaltbar sind, und eine der Klemmvorrichtung zugeordnete Einrichtung auf, von der der so abgedeckte Körper um eine Achae hin- und herdrehbar ist, die etwa senkrecht zur ^fcene des Übergangs (oder der Übergänge) steht, wenn üer Halbleiter in ein ützmittel zwecks Abätzen ein£etaucht ist.

Alle Teile des Apparates auüer dem Halbleiterkörper müssen aus einem Material bescehen, das dem Angriff des verwendeten Ätzmittels einen Widerstand entgegensetzt. Zweckmäfligerweise kann der Apparat aus Polyäthylen, Polytetrafluoräthylen oder dergleichen aufgebaut sein.

Zum besseren Verständnis des -^rfindungsgegenstandes seilen die beigefügten Figuren näher erläutert.

Figur 1 ist ein Schnitt durch einen plättchenförmigen n-Halbleiterköiper mit ;je einem ebenen, diffundierten pa-Ülier-; gang, der sich parallel zur einen Stirnseite des Plättchens erstreckt,* die Oberfläche des Plättchenrandes am freigelegten Übergangsumfang verlauft senkrecht zu der Ebene äea übergänge, wie an eich bekannt ist.

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Figur 2 zeigt einen Schnitt durch den plattchenförmigen n-Halbleiter gemäß Figur 1 j die Überfläche des Plättchenrandes ist aber an dem freigelegten Übergangsumfang zur Ebene des entsprechenden Überganges gemäß der Erfindung schräggestellt.

Figur 3 zeigt einen Schnitt durch einen plättchenförmigen Halbleiterkörper mit einem pn-übergang, der an der einen Stirnseite des Plättchens gemäß der Erfindung ausgebildet 'ist.

Figur 4 ist ein Schnitt durch einen Apparat, der zur Herstellung des Plättchens der Figur 2 oder 3 Anwendung findet.

In Figur 1 ist ein Halbleiterkörper 1 in form eines n-Siliciumplättchens mit zwei diffundierten p-Bereichen 2 zu sehen, die je neben der jeweiligen Stirnfläche liegen; die pn-Übergänge zwischen den p- unu η-Bereichen sind zu den eich gegenüberliegenden Stirnseiten des Plättchens parallel und stehen etwa senkrecht zu derjenigen Oberfläche des Plätt-•ohens, die die freigelegten Ränder der Übergänge.enthält, wie an sich dem Fachmann geläufig ist. Die p-Sohichten, die normalerweise durch ein Diffusionsverfahren an den Rändern des Plättohens hergestellt sind, seien in an sich bekannter Weise entfernt und sind daher nicht in der Figur zu sehen.

In Figur 2 ist ein Halbleiterplättchen mit einem pnp-JLufbau EU sehen, das wie in Figur 1 durch ein bekanntes Diffusionsverfahren ausgebildet ist, dessen Oberfläche aber am freigelegten Hand beider Übergänge gemäß der ^findung zu den Übergängen schräggestellt ist, so daß das. Plättohen einen abgeschrägten Rand erhält.

In figur 4 ist ein Apparat zur Herstellung kreisrunder pnp-Plättohtn mit abgeschrägten Rändern zu sehen, die in Figur 2 dargestellt sind.

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In diesem Apparat, von dem ein oder mehrere kreisrunde Plättchen gleichzeitig mit einem abgeschrägten Hand versehen werden können, wird das Plättchen oder werden die Plättchen zweckmäß^gerweise in der in Figur 1 gezeigten I'orm je zwischen zwei Abdeckkorpern 3-6 eingelegt und mit diesen in flächenhaften Kontakt gebracht; z. B. sind.die Abcieckktirper einander etwa ähnliche, fes-ue zylindrische Blocke aus einem Deckmaterial, zweckmäßigere/eise Polyäthylen, die die Oberflächen des Plättchens wirksam abschirmen. Diejenigen Außenflänhen der Vorrichtung, die gemäß der Erfindung abgeätzt werden müssen, ragen somit über den Umfang der Blöcke hinaus. Obgleich bei dieser Ausführung sforiu die Blöcke kreisrund sind, können sie doch entsprechend der erwünschten Gestalt des geätzten Bereiches bzw. der geätzten Bereiche eine beliebige Form aufweisen.

In dem Apparat können mehrere Plättchen 7-9 gleichzeitig dadurch geätzt werden, daß man sie scheibenförmig zwischen den benachbarten Abdeokblüoken 5-6 übereinanderlegt. In diesem PaIl wird die genaue Lage der ""locke und der dazwiachenliegenden Plättchen dadurch erhalten, daß um den Umfang aller kreisrunden -^löcke je ein Hingkörper 10 koaxial angeordnet wird; alle Hingkörper bestehen zweokmäßigerweiee aus demselben dem Ätzmittel widerstehenden Material wie die Blöcke und sind am besten mit diesen aus einem Stück hergestellt.

Die koaxiale Anordnung aus Plättchen und Abaeckblöcken kann dann mit Hilfe der Hingkörper 10 genau innerhalb eines bohlen Zylinders 11 eingesetzt werden, dessen innerer Durchmesser etwas größer als der Außendurohmes^er der Ringkörper und Plättohen ist.

Sobald die richtige Lage erreicht ist, wird der der Einstellung dienende Zylinder 11 entfernt; zwischen den Abdeokkör-

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pern 3 und den Plättchen ist somit ein inniger Kontakt hergestellt und wird am beuten mit zwei Kleminkörpern 13 aus Polyäthylen beibehalten, die je mit einem Zapfen 17 versehen sind, der sich über dem Abdeckblock parallel zu-dessen Längsachse erstreckt, aber gegenüber der Längsachse versetzt ist.

Der eine Zapfen kann an eine Vorrichtung angekop elt werden, die eine hin- und' hergehende Drehung oder schnelle Kreiaelbewegung der Abaecickörper und der Plättchen bewirkt.

Die so weit fertiggestellte Anordnung wird in ein .Reagenzmittel eingetaucht, von dem der Halbleiter abgeätzt wird; sie wird dann einer hin- und hergehenden Drehbewegung um die Längsachse der Klemmvorrichtung unterworfen, damit die Oberfläche an denjenigen Stellen des Plätzchens geätzt wird, die über den ^umfang der Abaeckkörper hinausragen und somit mit dem Ätzmittel in Berührung stehen. Vorceilhafterweise iat das Ätzmittel eine kischung aus entsprechenden Anteilen von Salpetersäure und Flußsäure; die Zeit, *ie während der geätzt werden soll, damit die gewünschte Plättchen! orui entsteht, wird durch eine Probeätzung eines Hilfaplätuchens festgelegt, In Figur 2 ist ein pnp-Plättchen angegeben, nachuem es in üer zuvor beschriebenen Weise geätzt ist; die ■ Außenflächen am Hand des Plättchens, die den freigelegten Bereich eines pn-Übergangs enthalten und dem difiundierten Bereich benachbart sind, die den pn-übergang bilden, sind in einem spitzen V/inkel vorzugsweise von weniger als 30 zueinander geneigt.

Andererseits kann mit dem -Apparat ein Haloleiterplättchen gemäß der Erfindung ausgebildet werden, das nur einen durch ein Diifusionsverfahren hergestellten ebenen übergang wie in Figur 3 enthält. In diesem i'alle weisen die Abdeckkürper un-

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gleiche entgegengesetzte Deckflächen auf, daher können sie ungleiche Bereiche der Plättchenoberflächc fläehenhaft berühren, die nicht geätzt werden sollen. Auf diese Weise wird ein Aufbau nach Figur 3 erhalten.

Ein Vorteil des zuvor beschriebenen Verfahrens besteht darin, daß die Gefahr für einen Durchschlag an den freigelegten Rändern des Übergangs während der Zeiten, zu denen eine Sperrspannung angelegt ist, beträchtlich herabgesetzt ist; die derartige Übergänge verwendenden Vorrichtungen können mit höheren Spannungen als solchen betrieben werden, bei denen die Randflu.eb.en des Plättchens an den freigelegten Bereichen der pn-Übergänge senkrecht zur Ebene der Übergänge stehen.

Um sicherzustellen, daß das Plättchen oder die Plättchen und die Abdeckblücke genau und axial ausgerichtet sind, sind die Durchmesser der der Einstellung dienenden Ringkörper in dem Apparat so gewählt, daß sie den gleichen Durchmesser wie die Plättchen aufweisen.

ORfGlNAI.

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Claims (8)

Patentansprüche

1. Halbleiteranordnung mit einem Halbleiterkörper, der zumindest einen etwa ebenen, bis zu seiner Oberfläche laufenden übergang aufweist, der durch eine Diffusion eines Aktivators ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet , daß am freigelegten Rand des Überganges oder der Übergänge die Körperoberfläche oder deren Tangente bezüglich der -^bene des Überganges schräggestellt ist. (Fig· .2 oder 3)

2. Halbleiteranordnung nach Anspruch !,dadurch ,gekennzeichnet , daß an dem freigelegten Umfang des Überganges der zwischen der Oberfläche oder der Tangente an die Körperoberfläche und der Ebene gebildete Wimkel ein spitzer Winkel ist, der 30° nicht übersteigt.

3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1,dadurch gekenn z.e i c -h η e t , daß der Rand eines im wesentlichen kreisrunden Körpers, in dem ein Übergang zumindest etwa parallel zu einer Stirnseite des Körpers liegt, unter einem Winkel, der 30° nicht übersteigt, zur Ebene der Stirnseite abgeschrägt ist.

4·. Halbleiteranordnung nach Ansprüchen 1 - 3t dadurch gekennzeichnet , daß der Körper ein n-Siliciumplättchen ist, und daß der Übergang innerhalb der ihm gegenüberliegenden Stirnseite des Plättchens durch^ine Diffusion eines p-Aktivators ausgebildet ist.

5. Verfahren zur Abschrägung des Randes eines etwa kreisrunden Halbleiterkörpers mit einem etwa parallel zu mindesten« einer Stirnseite des Körpers liegenden, ebenen Übergang, der eich bis zuij Rand erstreckt, dadurch ge-.

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kennzeichnet , daß gewählte Bereiche der gegen-· !!hergestellten Stirnseiten des Körpers abgedeckt werden, daß der abgedeckte Körper zur Ätzung des Halbleitermaterial, das den Körper bildet, in ein Ätzmittel eingetaucht und innerhalb des Ätzmittels um eine Achse, die etwa senkrecht zur Ebene.des Übergangs oder der Übergänge steht, hin- und hergedreht wird, bis die nicht abgedeckte Oberfläche des,Körpers durch Ätzung in gewünschter Weise abgeschrägt ist.

6. Apparat zur Abschrägung des Randes eines etwa kreisrunden Halbleiterkörpers mit einem ebenen Übergang oder mehreren übergängen, die sioh innerhalb des Körpers bis zum Hand erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Kleiunvorrichtung (13) biegsame Abueckkorper (3-6) in flächenhaften Kontakt mit denjenigen Bereichen des Halbleiterkörper, die nicht geätzt werden sollen, feet zusanwenh^ltbar sind, und daß von einer der Klemmvorrichtung (13) zugeordneten Einrichtung eine hin-und Hergehende Drehung des oder der derart abgedeckten Körper um eine Achse Herstellbar ist, die etwa senkrecht zur Ebene der "übergänge verläuft, wenn die Anordnung in einem Atzmittel einyetaucnt ist, von dem das halbleitermaterial, das den Körper bildet, wegätzbar ist.

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