DE1673058C - Verfahren zum Abtragen dunner Schichten von einem Selen Halbleiter korper und Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Abtragen dunner Schichten von einem Selen Halbleiter korper und Vorrichtung zur Durchfuhrung des VerfahrensInfo
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Description
1873 058
1 2
dor Deckelektrode enthalten find, eine wesentliche · Siedepunkt untei' Normalbedingungen,bei 83 C legt
zugesetzte Dotierungsstoffe und weitere Metalle, Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
wie z.B. Zinn und Cadmium, die aus der Deck- nach der Erfindung besteh aus einem Reaktor»*
elektrode in den Selenkörper einwandern. Es besteht gefäß, in dem ein Selen-Halbleiterkörper angebracht
ein großes Interesse daran, die örtliche Verteilung ist, und aus einem Behälter, der das Ätzmittel enthalt,
dieser nur spurenweise vorliegenden Fremdstoffe » und ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem
im Selenkörper senkrecht zur Sperrschichtebene Behälter, in dem die Salpetersäure verdampfbar ist,
analytisch zu bestimmen. Für diesen Zweck ist es und dem Reaktionsraum des Reaktionsgefäßes eine
erforderlich, den Selenkörper, der in der Regel etwa Qlasfritte angeordnet ist. Diese Glasfntte vergleich-
50 bis 70 μηι dick ist, genügend fein, d. h. in Schichten mäßigt den Zutritt des Säuredampfes zum Reaktion*
von wenigen μηι Dicke, zu unterteilen. 15 raum und verhindert, daß Säuretropfen mitgerissen
fahren vorgeschlagen worden, bei dem dünne Schichten Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der
von einem Selen Halbleiterkörper dadurch abgetragen Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung
werden, daß die durch einen aufgelegten, schwer- erläutert, die eine Vorrichtung zur Durchfuhrung des
benetzbaren Rahmen begrenzte, etwa horizontal 20 Verfahrens darstellt.
angeordnete Selenoberfläche mit einer dünnen Schicht · In der Zeichnung ist mit 1 ein Behälter bezeichnet,
einer cyanidischen Lösung bedeckt wird, die während in dem ein Vorrat aus wasserfreier Salpetersaure 2
eines vorgegebenen Zeitraumes auf das Selen ein- durch eine nicht dargestellte Heizvorrichtung zum
wirkt, wobei der Selenkörper periodisch mit einem Sieden gebracht werden kann. Der obere Raum des
Neigungswinkel von wenigen Graden gekippt und 35 Behälters 1 steht über einen Rücklaufkühler 3 und
gleichzeitig um eine vertikale Achse gedreht wird. ein Trockengefäß 4 mit der Atmosphäre in Vei-
Die vorliegende Erfindung liefert eine andere bindung. ,
Lösung des genannten Problems. Sie bezieht sich Der Innenraum des Behälters 1 ist terner über
auf ein Verfahren zum Abtragen dünner Schichten einen Hahn 5, dessenKüken aus säurefestem Kunst-
von einem Selen-Halbleiterkörper, insbesondere eines 30 stoff besteht, mit einem Reaktionsgefäß 6 verbunden.
Selen-Gleichrichters, zwecks analytischer Bestimmung Das Reaktionsgefäß 6 ist doppelwandig ausgeführt; es
der Fremdstoffverteilung im Selen, und ist erfindungs- kann über Anschlüsse 7a und Ib mit Wasserdampf
gemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche geheizt werden, um eine Kondensation der Salpeter-
des auf einer Temperatur von etwa 70 bis 900C säure an der Innenwand zu verhindern,
gehaltenen Selen-Halbleiterkörpers durch Reaktion 35 Der Boden des Reaktionsgefäßes 6 wird durch eint
mit gasförmiger (verdampfter) Salpetersäure oxydiert zweiteilige Maske 8 gebildet, die ebenfalls aus säure-
und die dadurch entstandene Oxydschicht mit Wasser festem Kunststoff besteht. In dieser Maske 8 ist ein
oder einem Wasser-Alkohol-Gemisch abgelöst wird. Sekn-Halbleiterkörper 9 in Form einer Tablette
Bei dem Verfahren nach der Erfindung entsteht durch gefaßt, von der zur Feststellung der Fremdstoff-
die Einwirkung des Salpetersäuredampfes eine gleich- 40 verteilung einzelne dünne Schichten abgetragen werden
mäßige, kristalline Schicht an? Selondioxyd, deren sollen. An der Unterseite der Maske 8 ist ein Heizblock
Dicke durch Druck nnj Volumen uts reagierenden 10 vorgesehen. Die Maske 8 besitzt ferner einen Spül-
Saipetersauredampfes und die Reaktionszeit gesteuert kanal 11, 12.
werden kann. Wesentlich ist vor allem, daß durch In der Mitte des Reaktionsgefäßes 6 ist eine Glasgasförmige Salpetersäure die gesamte Oberfläche 45 fritte 13 angeordnet. Unterhalb der Glasfritte 13
des Selen-Halbleiterkörpers gleichmäßig angegriffen ist ein Anschluß 14 vorgesehen, der mit einer Vakuumwird,
während bei Verwendung flüssiger Salpetersäure pumpe verbunden ist.
durch lokale Erhitzung und Blasenbildung ein Loch- Zur Durchführung des Verfahrens wird die Selenfraß
eintritt. tablette 9 mit Hilfe des Heizblockes 10 auf eine
Ein weiterer Vorteil der Verwendung gasförmiger 50 Temperatur von 70 bis 90° C, vorzugsweise 8O0C,
Salpetersäure besteht gegenüber flüssigen Lösungs- gebracht. Diese Temperatur ist hoch genug, um eine
mitteln darin, daß man von Strömungsvorgängen Kondensation des Säuredampfes auf .der Selenin
der Flüssigkeit unabhängig wird und daher auch oberfläche weitgehend zu verhindern; andererseits
beliebig kleine Flächen abtragen kann. Die Reaktion liegt sie unterhalb der Temperatur, bei der kristalloläuft
sehr schnell, d. h. in wenigen Sekunden ab; es 55 graphische Umwandlungen des Selens einsetzen,
ist daher keine Zeit für Diffusionsprozesse vorhanden, Das Reaktionsgefäß 6 wird zunächst durch den
die das Anyalsenergebnis verfälschen könnten. An die Anschluß 14 bis auf wenige Torr evakuiert. Danach
Vorreinigung der Selenoberfläche brauchen keine wird der Anschluß 14 gesperrt und der Hahn 5 gehohen
Anforderungen gestellt zu werden; es genügt öffnet, so daß Salpetersäuredampf in das Reaktionsein
Abwaschen mit Alkohol. 60 gefäßö eintritt; damit beginnt die Oxydierung der
Zur Erzeugung des Salpetersäuredampfes kann ein Oberfläche der Selentablette 9. Nach kurzer Zeit,
azeotropes Gemisch aus Salpetersäure und Wasser z. B. nach 10 Sekunden, wird der Hahn 5 wieder ge-
(68% HNO;, und 32% H2O) verwendet werden. Der schlossen und das Reaktionsgefäß 6 evakuiert;
Siedepunkt dieser Mischung beträgt unter Normal- damit wird die Oxydierung der Selentablette 9
bedingungen 120,5"C; das hat zur Folge, daß die 65 beendet.
Mischung bei einer Selentempcratur von etwa 8O0C Auf der Oberfläche der Selentablette 9 hat sich durch
in mikroskopisch feinen Tropfen kondensiert. Da- die Einwirkung des Salpetersäuredampfes eine feste
durch wird, wie sich gezeigt hat, die Gleichmäßigkeit Schicht von Selendioxyd gebildet, die leicht wasser-
ί 673
löslich ist; diese Schicht kann durch einige cm" eines
Gemisches aus 50% Wasser und 50% Alkohol abgespült werden, das durch den Spülkanal Π ein·
gelassen und durch den Spülkanal 12 abgesaugt wird. Die so erhaltene Lösung kann zur Ermittlung S
des Fremdstoffgehaltes analysiert werden.
Anschließend wird, vorzugsweise bei schwachem Unterdruck, mit Alkohol-Wasser-Mischung mehrmals
nachgespült und die Apparatur erneut evakuiert. Nach wenigen Minuten ist das Reaktionsgefäß 6
trocken, so daß die nächste Selenteilschicht in der geschilderten Weise abgetragen werden kann. Eine
Demontage der Apparatur zwischen den einzelnen Abtragungsvorgängen ist also nicht erforderlich.
Die Dicke der Selenteilschicht, die bei dem geschilderten
Verfahren in Selendioxyd umgewandelt wird, kann bei gegebenem Volumen des Reaktionsgefäßes 6 durch den Partialdruck des Salpetersäuredampfes
und die Einwirkzeit gesteuert werden. Betragen z. B, das Volumen des Reaktionsgefäßes 6 ao
etwa 40 cm3, der Dampfdruck der Salpetersäure 1 at und die freie Oberfläche der Selentablette 9 1 cm8, so
wird bei einer Einwirkzeit von 10 Sekunden eine Selenteilschicht von etwa 3 μηι Dicke abgetragen.
Wie aus dem dargestellten Ablauf des Verfahrens as
hervorgeht, können die einzelnen Teilschichten des Selen-Halbleiterkörpers 9 verhältnismäßig schnell
nacheinander abgetragen werden, da die Einwirkungszeiten des Säuredampfes kurz sind und nach jeder
Abtragung nur ein ebenfalls kurzdauernder Spül-Vorgang erforderlich ist.
Claims (5)
1. Verfahren isum Abtragen dünner Schichten von einem Selen-Halblelterkörper, insbesondere)
eines Selen-Gleichrichters, zwecks analytischer Bestimmung der Fremdstoffverteilung im Selen,
dadurch gekennzeichnet, daß dio Oberfläche des nuf einer Temperatur von etwa
70 bis 9O0C gehaltenen Selen-Halbleiterkörpers (9) durch Reaktion mit gasförmiger (verdampfter)
Salpetersäure oxydiert und die dadurch entstandene Oxydschicht mit Wasser oder einem Wasser-Alkohol-Gemisch
abgelöst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verwendung eines azeotropcn Gemisches
aus Wasser und Salpetersäure.
3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verwendung wasserfreier Salpetersäure.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem
Reaktionsgefäß, in dem ein Selen-Halbleiterkörper angebracht ist, und aus einem Behälter, der das
Ätzmittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Behälter (1), in dem eine ais Ätzmittel
dienende Salpetersäure verdampfbar ist, und dem Reaktionsraum des Reaktionsgefäßes (6)
eine Glasfritte (131) angeordnet ist.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Selen-Halbleiterkörper (9) in einer Maske (8) gefaßt ist, in der Kanäle (11, 12) zur Zu- und Abführung
eines Lösungsmittels vorgesehen sind.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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