DE1913616A1 - AEtzmittel und Verfahren zu seiner Anwendung fuer die Behandlung von monokristallinen Halbleiterscheiben - Google Patents
AEtzmittel und Verfahren zu seiner Anwendung fuer die Behandlung von monokristallinen HalbleiterscheibenInfo
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Description
PATENTANWÄLTE 1 Q 1 Q R "i R
DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT
MÖNCHEN HAMBURG
TELEFON: 395314 2000 HAMBURG 50, 17. März I969
TELEGRAMME: KARPATENT KDN I GSTRASSE 28
W.236TI/69 8/Me
Westinghouse Brake English Electric Semi-Conductors Limited,
London (England)
Ätzmittel und Verfahren zu seiher Anwendung für die Behandlung von monokristallinen Halbleiterscheiben.
Die Erfindung bezieht sich auf Ätzmittel und insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, auf Alkali-Ätzmittel,
ferner auf die Behandlung von monokristallinen Halbleiterscheiben mit solchen Ätzmitteln sowie auf Halbleitervorrichtungen,
die solche Scheiben enthalten.
Die Erfindung schafft erstens ein Ätzmittel, das einen pH-Wert zwischen 3>
und 14 besitzt und ein Sequestriermittel (d. h. eine Verbindung, die Metallionen aufzunehmen
vermag) enthält.
Der pH-Wert kann durch die Menge an Kaliumhydroxyd in dem Ätzmittel bestimmt werden.
Das Sequestriermittel kann aus irgendeiner Kombination von Gluconsäure, Zitronensäure, Weinsäure, Äthylendiamintetraessigsäure
oder Anilin bestehen.
Die Erfindung schafft zweitens ein Verfahren zur Behandlung einer monokristallinen Halbleiterscheibe, gemäß
welchem die Scheibe in einem Ätzmittel der vorgenannten Art geätzt wird.
909843/157?
Bei einer solchen Behandlung kann sich das Ätzmittel auf einer erhöhten Temperatur· befinden, die vorzugsweise >
in den Bereich von 8o° bis 100° C liegt und vorteilhaft 100° C beträgt.
Vor der Behandlung mit dem Ätzmittelkann die Halbleiterscheibe mit einem Säure-Beizmittel, beispielsweise
einer Mischung von Fluorwasserstoffsäure und Salpetersäure/ behandelt worden sein.
Nach der Behandlung mit dem Ätzmittel kann die Halbleiterscheibe in destilliertem Wasser gewaschen werden.
Während der Ätzmittelbehandlung können die sich ■ gegenüberliegenden ebenen Flächen der Scheibe mittels
zweckentsprechender Masken geschützt werden, die aus einer auf jeder der sich gegenüberliegenden ebenen Flächen aufgebrachten
Schicht, beispielsweise aus einer säurefesten Goldplattierung oder einem Bleilot, bestehen.
Während der Behandlung mit dem Ätzmittel kann die Halbleiterscheibe an einem Halter angebracht werden.
Die Erfindung schafft drittens eine Halbleitervorrichtung, die eine aus Halbleitermaterial bestehende
Scheibe aufweist, die in der vorstehend beschriebenen Weise behandelt worden ist.
Die Erfindung wird nachstehend an einigen Beispielen näher erläutert.
Aus einer aus monokristallinem Halbleitermaterial bestehenden Tafel wurde eine Scheibe ausgeschnitten, die
dann sich gegenüberliegende ebene Flächen aufwies, zwischen
denen sich eine Umfangsfläche erstreckte.
Durch das Ausschneiden der Scheibe aus der Tafel kann
die Umfangs fläche der Scheibe eine Beschädigung erleiden,
und um diese Beschädigung zu beseitigen, wurde die Seheibe
zunächst in einem Säure-Beizmittel geätzt, das aus einer
üblichen Mischung von Fluorwasserstoffsäure und Salpetersäure
mit einem Anteilverhältnis von 7 J 5 bestand.
909843/157 7
Die sich gegenüberliegenden ebenen Flächen der Scheibe
wurden dann mit einer säurefestem goldplattierung überzogen,
und danach wurde die so überzogene Scheibe an einem Halter
angebracht, um ihre nachfolgende Behandlung zu erleichtern.
Die Anbringung der Scheibe an. dem Halter erforderte einen Erhitzungsvorgang-in einemOf eri, während welchem die. Ober- ,
flächen (insbesondere die Umfangsflache) der. Scheibe, unvermeidbar
mit Metallionen verunreinigt wurden, die in den für die Anbringung der Scheibe notwendigen Einspann-,
vorrichtungen, den ,verschiedenen Bestandteilen des Aufbaue,
den Ofengasen usw. vorhanden waren«
Würde man diese von den Metallionen gebildeten Ver- ,
unrelnigungen auf der Scheibe zurücklassen, dann würde .
ihre Anwesenheit zu e,iner Verschlechterung; der elektrischen
Charakteristiken einer, mit der S1 ch.eib.e hergestellten Halb-'
leitervorrichtung führen·:. .-, ; , , .
Um diese Metallionen-Verunreinigungen zu beseitigen,
wurde die Scheibe in. ein Alkali-Ätzmittel eingetaucht, das
•ine Temperatur von·.IO90,C hatte. ;■
Das Alkali-Xtzmittel bestand aus j einer Lösung von
Glucqnsäure ,\ind Kaliumhydroxyd, dessen Menge in der Lösung
so eingestellt war, daß sich ein pH-Wert von 9 bis,10.
Nach der Behandlung in dem Alkali-Ätzmittel wurde die
Scheibe in destilliertem Wasser gewaschen und danach getrocknet, ..; -.... ... ;-,·...., ..., .. .■■._-..,-...■... ,- - ...
HaIbI(^iteFSQheib^n, die in ,der _ vorstehend beschriebenen
Weisen» Jledoch.ohne die .Alkali-Ätzmittelstufe behandelt
worden waren, zeigten Leckströme in der Sperrichtung, die größer als,IQO .Mikroampere bei Spannungen von 100 bis 500
Volt waren. .
Im Vergleich dazu zeigten Halbleiterscheiben, die mit dem Alkali-Ätzmittel ,behandelt waren, zu 80 bis 90 %
Leckströme in der Sperrichtung, die kleiner als 1 Mikroampere
bei 1000 Volt waren, wobei ein typischer Wert von
909843/1577
Nanoampere leicht-erreicht werden konnte.
Es ^wird angenommen,daß die chemische Reaktion>
die bei der» Behandlung mit dem Verwendeten Alkali-Ätzmittel
stattfindet, für die Verunreinigung durch freie Eisen-ionen
die folgende ist: . ■: ..-
0 - C - 0 - H
H ^c-O - H' ; Λ ■ · ■*.'■
H- A - 0" - H + Fe+++ + 4 KOH
H-G-O-H - ' - -■ ■■-■ - . --"-■
H-A-O-H .·■-.-- ·
H
Cfludonsäure
Cfludonsäure
ο - c - ο - κ
Η - C - O,
H - O -C - H ,
H - C - O - Fe
H - C. - O
H-C-O-H
H - O -C - H ,
H - C - O - Fe
H - C. - O
H-C-O-H
H .
Ferriglüconatchelat
Ferriglüconatchelat
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Siliziumscheibe
wurde angenommen, daß eine Verunreinigung durch freie Kupferionen aufgetreten war, und daher enthielt
in diesem Fall das Ätzmittel ein Sequestriermittel für die Chelation von Kupfer im KupferII-Zustand* Als Sequestriermittel
wurde Benzotriazol verwendet, und es wird angenommen, daß die folgende chemische Reaktion stattfand: ,
909843/ 1 5.7.7
Benzotriaiol Kupferchelat
Obgleich in den vorstehenden Beispielen spezifische Sequestriermittel genannt sind, können auch andere
Sequestriermittel an ihrer Stelle oder zusätzlich verwendet werden. Beispielsweise können als Sequestriermittel
Zitronensäure, Weinsäure, Äthylendiamintetraessig- *3;iure oder Anilin verwendet werden.
In den obigen Beispielen ist angenommen worden, daß die sich gegenüberliegenden ebenen Flächen der Scheibe
durch Überziehen mit einer säurefesten Goldplattierung maskiert sind, jedoch kann stattdessen auch ein Überzug
aus Bleilot verwendet werden.
Ferner wurde bei den obigen Beispielen angenommen, daß das Alkali-Ätzmittel eine Temperatur von 100° C hat,
jedoch können auch andere Temperaturen anwendet werden,
beispielsweise irgendeine Temperatur in dem Bereich von 80° bis 100° C.
Ebenso kann, obwohl der pH-Wert des oben genannten Ätzmittels mit 9 bis 10 angegeben ist, der pH-Wert auch
in dem Bereich von 3 bis 14 liegen.
909843/1577
Claims (15)
- PatentansprücheΠ. J Ätzmittel, dadurch gekennzeichnet, daß es einen pH-Wert zwischen 3 und 14 .besitzt und ein Sequestriermittel enthält. ■
- 2. Ätzmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnetν daß der pH-Wert durch die Menge an Kaliumhydroxyd" in dem Ätzmittel bestimmt ist. -
- 3. Atzmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sequestriertnittel aus irgendeiner Kombination von Gluconsäure, Zitronensäure, Weinsäure, Äthylendiamintetraessigsäure oder Allin besteht.
- 4. Verfahren zur Behandlung einer monokristallinen Halbleiterscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe in einem Ätzmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3 geätzt wird.
- 5· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ätzmittel während des Ä'tzvorganges bei einer erhöhten Temperatur verwendet wird. .
- 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ätzmittel bei einer Temperatur in dem Bereich von 80° bis 100° C verwendet wird.
- 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ätzmittel bei einer Temperatur von 100° C verwendet wird.
- 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis J1 dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe vor der Ätzmittelbehandlung mit einem Säure-Beizmittel behandelt wird.
- 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Säure-Beizmittel eine Mischung von Fluorwasserstoffsäure und Salpetersäure verwendet wird.
- 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe im Anschluß an die Behandlung mit dem Ätzmittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 ln destilliertem Wasser gewaschen, wird.9 0 9 8 4 3/1,577
- 11* Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß während der Ätzmittelbehandlung die sich gegenüberliegenden ebenen Flächen der Scheibe mittels zweckentsprechender Masken geschützt werden.
- 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Masken auf den sich gegenüberliegenden ebenen Flächen.der Scheibe aufgebrachte Schichten aus einer säurefesten Goldplattierung verwendet werden".
- 13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß.als Masken auf den sich gegenüberliegenden ebenen Flächen der Scheibe aufgebrachte Schichten aus Bleilot verwendet werden.
- .14. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe während der Behandlung mit dem Ätzmittel^ gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 an einem Halter angebracht wird.
- 15. Halbleitervorrichtung mit einer aus Halbleitermaterial bestehenden Scheibe, die gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 14 behandelt worden ist.90984 3/iWr-· ■' ' ?· —
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| GB03619/68A GB1206371A (en) | 1968-03-21 | 1968-03-21 | The etching of silicon semiconductor wafers and semiconductor devices incorporating such wafers |
| GB1361968 | 1968-03-21 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1913616A1 true DE1913616A1 (de) | 1969-10-23 |
| DE1913616B2 DE1913616B2 (de) | 1977-07-14 |
| DE1913616C3 DE1913616C3 (de) | 1978-02-23 |
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ID=
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007058829A1 (de) * | 2007-12-06 | 2009-06-10 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Textur- und Reinigungsmedium zur Oberflächenbehandlung von Wafern und dessen Verwendung |
| DE102007058876A1 (de) * | 2007-12-06 | 2009-06-10 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Waferoberflächen |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007058829A1 (de) * | 2007-12-06 | 2009-06-10 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Textur- und Reinigungsmedium zur Oberflächenbehandlung von Wafern und dessen Verwendung |
| DE102007058876A1 (de) * | 2007-12-06 | 2009-06-10 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Waferoberflächen |
| US8900472B2 (en) | 2007-12-06 | 2014-12-02 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Föerderung der Angewandten Forschung E.V. | Texturing and cleaning agent for the surface treatment of wafers and use thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1206371A (en) | 1970-09-23 |
| DE1913616B2 (de) | 1977-07-14 |
| US3607477A (en) | 1971-09-21 |
| SE348233B (de) | 1972-08-28 |
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