DE1621252A1 - Verfahren zum Herstellen oxydfreier Metallkontakte an Siliciumsubstraten - Google Patents
Verfahren zum Herstellen oxydfreier Metallkontakte an SiliciumsubstratenInfo
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Description
13
■■" '.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.
840
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