DE1621252A1 - Verfahren zum Herstellen oxydfreier Metallkontakte an Siliciumsubstraten - Google Patents

Verfahren zum Herstellen oxydfreier Metallkontakte an Siliciumsubstraten

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DE1621252A1 DE19671621252 DE1621252A DE1621252A1 DE 1621252 A1 DE1621252 A1 DE 1621252A1 DE 19671621252 DE19671621252 DE 19671621252 DE 1621252 A DE1621252 A DE 1621252A DE 1621252 A1 DE1621252 A1 DE 1621252A1
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Max Metlay
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Description

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■■" '.ι " 5422
General Electric Company, Schenectady U.Y./USA
Verfahren zum Herstellen oxidfreier Metallkontakte an Siliciumsubstraten *
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von oxidfreien, metallischen, elektrischen Kontakten an elementaren Siliciumkörpern' und insbesondere auf ein Verfahren zum Anbringen von Metallkontakten an Silicium--•körpern ohne dazwischenliegende Siliciumdioxidschichten. Derartge Silieiumkörper können in steuerbaren Gleichrichtern und Transistoren verwendet werden. Zur Herstellung der Meta!!kontakte wird u.a. ein Verfahren zur fotolytischen Abscheidung von Metallen verwendet,'das,-bereits in einer früheren Anmeldung vorgeschlagen ist«
Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen mit Siliciumkörpern werden Körpör aus elementarem Silicium, verwendet? die häufig als Scheiben mit- einem. Durchmesser von ,etwa-.25 mm (1 Zoll) und einer Dicke von etwa 2,5 mm: (o,1 Zoll) vorliegen,, Derartige S11 iciumkörpea? werden: aum Erzeugen optimaler halbleitender Eigenschaften auf verschiedene Weise behandelte Häufig ist es: auöh erwünscht^ Im . Silicium Zonen zu erzeugen^ die verschiedene elektrische Eigenschaften besitzen» Uach ihre^ fertigstellung müssen die Siliciumkörp er entsprechend dein Muster der Zonen mit elektrischeia Kontakten versehen werdenβ
.10 9*1 a/τ wz
Ein Verfahren zum Herstellen eines Musters in emem Siliciumkörper besteht "beispielsweise darin, die zu behandelnde Oberfläche gleichförmig zu oxidieren und mit einer gleichförmigen Schicht aus SiO £ zu versehen. .Anschließend wird auf der Oxidoberfläche eine fotoresistive Kopie des Musters ausgebildet, so daß auf der Oxidschicht lösliche, im erwünschten Muster angeordnete Bereiche sowie unlösliche nicht zu behandelnde Bereiche entstehen* Das lösliche Material wird entfernt und'das freiliegende Oxid in den Musterbereichen wird mit Flußsäure weggeätzt, wodurch der darunterliegende durch die Saure nicht angreifbare Siliciumkörper freigelegt wird. Die freiliegenden Musterbereiche des Siliciumkörpers werden anschließend in erwünschter Weise behandelt, indem beispielsweise ein Dotierungsmaterial eindiffundiert und leitende Elektroden dadurch angebracht werden, daß man auf diejenigen Bereiche des Musters, auf denen Kontakte erwünscht sind, nach dem Anbringen geeigneter Maskierungen beispielsweise Go-Id aufdampft. Die unerwünschten Teile des fotoresistiven Musters, der Maskierungen und des Siliciumoxide können Tor einer weiteren Behandlung entfernt werden.
Wenn man nicht außerordentlich sorgfältig vorgeht, dann werden diejenigen Bereiche des Siliciumoberflache, von denen zur Herstellung des Musters der SiQg-IiIm entfernt worden ist, .-. durch atmosphärischen Sauerstoff verunreinigt, wobei eine bis zu 50 S. dicke Oxidschicht entsteht, bevor die Kontakte angebracht werden können«, Dies ist eine sehr unerwünschte Erscheinung«,
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".Der--.Erfindung- liegt daner die Aufgabe zugrunde, *or dem Anbringen von elefctrisGlien Eontakten an Siliciumkörpern die Ausbildung derartiger Oxidsehichten auf den freiliegenden Siliciümoberflachen zuvermeiden. ■
Die Erfindung besteht dazu darin, daß das Siliciumdioxid von der Oberfläche des Siliciumkörpers na cn und nach abgetragen wird und^ daß in vorgewählten Bereichen der ...... oxidfreien Oberfläche metailisehe Uiederschlage gebildet werden, während gleichzeitig die Herstellung neiier Oxidschichten vor und während des Mederschlagens der Met a 11-filme vermieden wird« Insbesondere werden auf der oxid— freien Oberfläche des Siliciunikörpers metallische llektrodenfcontafcte durch fotoIytische Zersetzung einer flüssigen Lösung abgeschieden, die ein Quelleninaterial des Metalls und außerdem ein Ätzmittel für das Oxid des Siliciums enthält.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher besehrieben. .
Gemäß der Erfindung wird ein oxidierter SiliciumEörper derart in eine fotolytisch zersetzbare und eine geringe . Menge ilußsaure enthaltendeiösung getaucht, daß die zu ätzende Oberfläche vonder Lösung bis zu einer gleichförmigen Dicke von etwa 2,5 mm oder weniger bedeckt ist. liachdem die Oberfläche durch die Wirkung der Säure gereinigt ist, werden metailisehe Elekbrodenkontäkte dadureh niedergeschlagen, daß diejenigen Bereiche der Oberfläche, die mit-Enntakten belegt werden sollen, einer aktivierenden Strahlung ausgesetzt werden^ wie es in der oben-erwähnten früheren Anmeldung beschrieben ist. Wenn der
Z1 ^ b 2
körper in früheren Verfahrenss.chritten mit einer relativ dicken gleichförmigen Oxidschicht versehen worden ist, die Oxidschicht anschließend derart geätzt worden ist, daß in Form eines Musters abwechselnd Bereiche entstehen, in denen das Oxid entfernt bzw. nicht entfernt ist, die oxidfreien Bereiche anschließend einem Dotierungsschritt unterworfen wurden und schließlich in diesen Bereichen relativ dünne Oxidschichten durch Verunreinigungen entstanden sind, dann werden bei Anwendung des beschriebenen Verfahrens nur die Verunreinigungsschichten entfernt und auf den erwünschten Bereichen der gereinigten Oberfläche durch fotolytische Reaktion elektrische Kontakte angebracht, während die relativ dicke Oxidschicht auf den übrigen Bereichen des Musters kaum angegriffen wird.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine etwa 0,1 molare H-chlorsuccinimid-Lösung (NCS) in Methanol hergestellt. In diese wird meiallisches Gold getaucht. Anschließend wird die Lösung einige Minuten lang der Strahlung einer Hochdruck-Xenonlampe vnn 200 Watt ausgesetzt, wobei eine Stammlösung entsteht. In eine oben offene, gewachste Schale wird ein Siliciumkörper mit oxidierter Oberfläche gelegt, wobei die zu behandelnde Oberfläche horizontal angeordnet wird. Der otammlösun^ wird Flußsäure in aner Menge von 1 - 2 ml pro 100 ml der Lösung zugesetzt. Die saure Lösung wird in die Schale gegossen, bis die obere Oberfläche des Halbleiterkörpers mit einer gleichförmigen Lösungsschicht von weniger als etwa 2,5 mm (0,1 Zoll) bedeckt ist. Wenn nach etwa 10 -r 15 Minuten die Oxidschicht von der Halbleiterkorper-
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oberfläche entfernt ist, werden ausgewählte Bereiche der sauberen Oberfläche etwa 15 Minuten lang mit einer Hochdruck-Xenonlampe von 200 Watt bestrahlt. Each dieser Zeit sind auf den belichteten Bereichen des Halblexterkörpers elektrisch leitende G-oldkontakte niedergeschlagen, und zwar ohne daß diese atmosphärischem Sauerstoff ausgesetzt werden und durch ihn verunreinigt sind« Durch das beschriebene Verfahren werden somit nicht nur saubere elektrische Kontakte hergestellt, sondern es sind auch keine teueren Auf damp fanlag en bzw. Maskierungsund Bntmaskierungsschritte notwendig.
Obwohl Gold in vielen lallen ein bevorzugtes Kontaktmaterial ist, können auch andere Metalle wie z.B. nickel und Kupfer auf fotolytischem Wege niedergeschlagen werden, wie es in der bereits erwähnten älteren Anmeldung beschrieben ist.
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Claims (4)

1 b 2ί 12 5 2
Pa t entansprüche
ί 1 χ Verfahren zum Herstellen oxidfreier Metallkontakte an Siliciumsubstraten, dadurch gekennzeichnet, daß man die Substratoberfläche mit einer flüssigen Lösung in Berührung bringt, die ein fotolytisch zersetzbares Quellenmaterial des Metalls in gelöster Form und eine geringe, aber ausreichende Menge Flußsäure enthält, und daß man nach der Auflösung-der auf dem Substrat vorhandenen Siliciumoxide ausgewählte Bereiche der Grenzfläche zwischen dem Substrat und der Lösung zur fotolytischen Zersetzung des Quellenmaterials und zum Niederschlagen des Metallfilms auf ausgewählten Bereichen der Substratoberfläche einer aktivierenden Strahlung aussetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kontaktmaterial Gold verwendet.
3 ο Verfahren nach-Anspruch 1, d a d ur ch gekennzeichnet, daß man als Kontaktmaterial Hickel verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß man als Kontaktmaterial Kupfer verwendet.
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DE19671621252 1966-12-27 1967-12-23 Verfahren zum Herstellen oxydfreier Metallkontakte an Siliciumsubstraten Pending DE1621252A1 (de)

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US3482974A (en) 1969-12-09
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