DE1521509A1 - Verfahren zum Herstellen von Metallstrukturen auf Halbleiteroberflaechen - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von Metallstrukturen auf HalbleiteroberflaechenInfo
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Description
a & Halske München 2, 1 ^.SER 196
Aktiengesellschaft V/ittelcsbacherplata
ΡΛ
66/2859
Vorfahren zurri Herstellen von Metallotrukturen auf
Halbleitcroberflüchen
Zusatz zu: Patent . ... ... (Patentanmeldung S 101 956 VIl)AQtJ PA 66/2123).
Dan Ilauptpatent . (Patentanmeldung
S 101 956 VIb/401>; ΡΛ 66/2123) besieht aich auf
ein Verfahren sun Herotollen von aus einer Metallschicht bestehenden, sehr feinen Strukturen, inc-
PA 9/493/81öa
3Jdt/\7i 17.0. GG - 2 -
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BAD ORIGINAL
15215C9
ΡΛ 9/493/818a - 2 -
besondere von solchen zur Herstellung von Kontaktflächen
auf Halbleitereinkristallen durch gansflächige Motallabschcidung auf der zu behandelnden Oberfläche,
anschließende Abdeckung mit einen entsprechenden Fotolack und Abbildung der gewünschten Strukturen durch
Belichtung und Entwicklung den Fotolacks und Ablösung der mit einer Ätzmaske nicht abgedeckten Bereiche der
ft Metallschicht, wobei die ganzflächige Metallaoacheiduijg
auf der au behandelnden Oberfläche unter Zusatz mindestens einen weiteren, insbesondere gegenüber Wasserstoff unterschiedliches
Redoxpotential aufweisenden Metalls erfolgt.
Das der Erfindung au Grunde liegende Verfahren ist dadurch
gekennzeichnet, daß sun Horstollen der gansflächigen
I-Ietallabscheidung Aluminium und als zusätzliches
lletall Nickel und/oder Titan Verwendung findet.
Durch das auf der Lehre der Erfindung beruhende Verfahren ist die Möglichkeit gegeben, eine sichere Ätzung feinster
Leitbahngeonetrien aus Aluminium durchzuführen. Durch den Nickel- oder Titanzusatz bei dor Bodempfui ig wird
erreicht, daß die Ätzzeit zur Herstellung der I.Iotallstrukturen
etwa uni den Faktor 2-3 gegenüber der Ätzung reiner Aluniiniumschichten verkürzt wird, was sieh besonders
günstig auf die Haftung den die Kontaktbahnen
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abdeckenden Lackes auswirkt. Eo v/erden ohne großen
Aufwand reproduzierbar kleine UnterUtsungcn (kleiner
0,5/u) erreicht.
Ea iot besondere vorteilhaft, wogen der nachfolgenden
maskierten Ätzung die Schichtdicke der ganzflächigen Lletallsehicht auf ca. 1 /u, insbesondere auf 0,5/U, einzustellen.
Eo liegt auch in Rahmen der Erfindung, die Ketallabscheidung
auf der zu behandelnden Oberfläche durch Aufdampfen im Vakuum bei einem Druck von 5 - 8.10 Torr
vorzunehmen.
Gemäß einen besonders günstigen Ausführungsbeispiel wird
•ilt: Aufdampf quelle eine Legierung der zu verdampfenden
Mo tal Ic verwendet.
'■Λ·'Λ einer auf den Erfindungagedanken beruhenden Aus-.
^}.ii;n;^;forri wird «or Anteil des Zusatzmotallr: co gew;Ji:lt,
fjfjß er i::.'iXir:ial 0,(3 r/o beträgt. Dicrso Einschränkung
l::\ !iOi-.Ycndi,'-, damit die aufgebrachte Aluiainiumocliiclit
j.ioht ;:u hart wird und gut koritaktierbar bleibt..
Die· Au.l''lanp.i'ungi:bcdingungon werden so gewählt, dai3 die
Temperatur der Aufdampfquelle 900 - 10000G, insbesondere
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PA 9/493/318» - 4 -
auf 90O0C, eingestellt wird und die Aufdampfgeschwindigkeit
ungefähr 30 A/Sek. beträgt.
Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich in besonders
vorteilhafter Y/eise zur Herstellung von Halbleiterbauelementen,
insbesondere von Silicium-Planartransistoren und -dioden sowie zur Herstellung von
integrierten Schaltungen und Feldeffekttransistoren.
Es ist aber ebenso vorteilhaft aur Herstellung von elektrischen, mehrpoligen Bauelementen wie z. B. Widerständen
und Kondensatoren anwendbar.
Durch das folgende Ausführungsbeispiel und die Figuren und 2 soll das der Erfindung su Grunde liegende Verfahren
näher erläutert werden.
In Figur 1 ist im Schnitt eine etwa 160/U dicke,
beispielsweise mit Antimon η-dotierte, Siliciumeinkristallscheibe 1 dargestellt, in welcher mittels bekannter
Diffusions- und Fototechniken eine p-dotierte Zone 2 erzeugt wurde. Die in Figur 1 mit 3 bezeichnete
η-dotierte Zone entsteht durch Diffusion mittels Phosphor durch ein in die Oxidschicht auf der Zone 2 geätztes,
(in der Figur nicht dargestelltes) Fenster. Bei dieser
_ 5 _ 909838/0513 BAD 0RlaiNAL
PA 9/493/81Qa - 5 -
Phosphordiffusion, wird die gesamte Siliciumkristallscheibe
mit einer Phosphoroxidschicht versehen, in die mittels Fototochnik und gepufferter Flußsäurelö'sung
ein weiteres Fenster 10 zum Anbringen des Metallkontakto
nach dein erfindungsgemäßen Verfahren geätzt
wird,"so daß die Teile der Oxidschicht auf der Siliciumkristallscheibe
stehenbleiben, die mit 4 bezeichnet sind. Der ir.it 7 bezeichnete Bereich des Halbleitorkörpers
stellt die erfindungsgemäß durch eine gansflächige Metallabscheidung erzeugte Metallschicht, bestehend aus
Aluminium und Wickel dar. Die Kristallscheibe wird nach
der Bedampfung mit einem handelsüblichen Fotolack abgedeckt
und die gewünschten Strukturen durch Belichtung und Entwicklung des Fotolacks festgelegt. Anschließend
werden die nicht abgedeckten Bereiche in einer gebräuchlichen Atz'lüsung bei 60 0 herausgelöst und die Kristallscheibc
zur Herstellung eines Silicium-Planartransistors weiterverarbeitet.
In Figur 2 wird die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendete Aufdampfapparatur schematisch dargestellt.
Vor der !,letallbedampfung wird die mit den verschieden
dotierten Zonen versehene, eine Vielzahl von Bauelementen enthaltende Siliciumeinkristallscheibe von dem für die
Fensterützung (Fenster 10 in Figur 1) aufgebrachten
- 6 909838/0513 bM>
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-G-
Fotolack in üblicher Weise "befreit. Pur ;jeden
Aufdanpfprozcß werden mehrere Kristallscheiben 12
in eine Halterung 14 au α Tantalblech eingeklemmt,
in eine aus den Resipienten 11 bestellende Aufdampfapparatur,
wie in Figur 2 abgebildet, eingebracht. An die Aufdampfapparatur ist bei dem mit 15 bezeichneten
Pfeil zur Evakuierung des Resipienten 11 eine 01-diffusionspumpe
angeschlossen. Als Verdampfer für die abzuscheidenden Metalle wird eine Yfolframwendel 16
verwendet, in die eine Legierung 17, bestehend aus
Aluminium mit einem Gehalt von 0,5 cf>
Nickel, eingebracht worden ist. Eo kann aber auch eine Aluninrunpille
(ca. 270 mg) verwendet werden, die mit einen kleinen Stück Nickelblech (0,1 - 0,5 mg) entsprechender
Reinheit in Vakuum aufgeschmolzen ist. Der Abstand zwischen Verdampferquolle 16 und den zu bedampfenden
Kristallschoiben 12 betrügt ca. 100 mm. Die V/olfraiawendel
16 mit der Legierung 17 wird nun bei geschlossener Blende 10 mittels der Stromzuführungen 19 auf eine
Temperatur gebracht, bei der die Legierung kontinuierlich verdampft, z. B. auf ca. 900 G. Wenn der Druck
in Rezipienten 5 .- 8.10" Torr beträgt, wird bei geöffneter
Blende 18 die in der V/olframwondel 16 befindliche
Metallegierung 17 mit eiiier Auf dampf geschwindigkeit
von 30 Λ/Sek. verdampft und bis zur gewünschten
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Schichtstärke von f beispielsweise 0,5/U auf den in den
Craper 14 eingeklemmten Kristallscheiben 12 abgeschieden.
ICach den Entfernen auo dem Rezipienten v/erden die
Kristallscheiben sofort mit einem handelsüblichen Fotolack in einer Schichtstärke von ungefähr 0,5/U
versehen und 15 Minuten bei 90° C getrocknet. Dann wird die Fotolaekschicht entsprechend der gewünschten Struktur
mittels einer 2u justierenden Maske belichtet und
anschließend entwickelt. Die gewünschte Geometrie bleibt dabei als Lackotruktur erhalten und dient während des
Ätsprosesses als Schutzüberzug oder Ätzmaske. Die Xxistallscheiben werden in alkalischer Lösung, s. B. in
obiger Kaliuncarbonatlüsung von 60 C, ca. 10'Minuten
geätzt, wobei die für die Herstellung von Kontaktflächen
auf Plar.arbauelementen notwendigen feinsten Leitbahngecr-otrien
unter der ?otolackcchicht mit ausgezeichneter KoiiVurc-nschtirfc und Gleichmäßigkeit erhalten bleiben.
3 Fritei'itanspriiohc
2 Figuren
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Claims (9)
1. Vorfahren zum Herstellen von aus einer Metallschicht
bestehenden, sehr feinen Strukturen, insbesondere von solchen zur Herstellung von Kontaktflüchen
auf Halbleitercinkristallen durch ganzflüchige
lletallabschoidung auf der su behandelnden Oberflüche, anschließende Abdeckung mit einem entsprechenden
Fotolack und Abbildung der gewünschten Strukturen durch Belichtung und Entwicklung des
Fotolacks und Ablösung der mit einer Ätzmaske nicht abgedeckten Bereiche der Metallschicht, wobei die
ganzflächige Metallabscheidung auf der zu behandelnden Oberfläche unter Zusatz mindestens eines weiteren,
insbesondere gegenüber Wasserstoff unterschiedliches Redoxpotential aufweisenden Metalls erfolgt, nach
Patent . (Patentanmeldung S 101 956 VIb/48b;
PA 66/2123), dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen
der ganzflüchigen Metallabscheidung Aluminium und als zusätzliches Metall Nickel und/oder Titan
verwendet werden.
BAD ORIGINAL
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2. Tc rf ohr on nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schichtdicke der aufgebrachten Metallschicht ca. 1 /Xi, insbesondere 0,5/U, beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die JJctallabschcidung auf der zu behandelnden
Oberfläche durch Aufdampfen in Vakuum bei
5 - 8.10 Torr erfolgt.
4. Verfahren nach mindestens einen der Ansprüche 1 bin 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Aufdampfquelle eine
Legierung der eu verdampfenden Metalle verwendet wird.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des zusätzlichen Metalls in der Quelle maximal 0,5 ü' beträgt.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche-1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Aufdanpfquelle
auf 900 ~ 1000° C, insbesondere auf 900 C, eingestellt wird.
7. Verfahren nach mindestens einen der Ansprüche 1 bis #s6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Aufdampfgeschwindigkeit auf ungefähr 30 Ä/Sok. eingestellt wird.
- 10 -
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ΡΛ 9/493/81Ba - 10 -
8. Verwendung doc Verfahrene nach mindestens einem
der Ansprüche 1 bis 7» zur Herstellung von Halbleiterbauelementen,
insbesondere von Silicium-Planar transistoreiT. und -dioden Gov/ie zur Herstellung von
integrierten Schaltungen und Feldeffekttransistoren.
9. Verwendung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung von elektrischen,
mehrpoligen Bauelementen v/i ο ζ. Β. Widerständen und
Kondensatoren.
BAD ORIGINAL
909838/0513
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