DE2041035C2 - Verfahren zum gleichzeitigen elektrolytischen in bezug auf die Sperrfähigkeit selektiven Behandeln von mehreren in einer gemeinsamen Halbleiterscheibe erzeugten gleichen Halbleiterbauelementen - Google Patents

Verfahren zum gleichzeitigen elektrolytischen in bezug auf die Sperrfähigkeit selektiven Behandeln von mehreren in einer gemeinsamen Halbleiterscheibe erzeugten gleichen Halbleiterbauelementen

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum gleichzeitigen elektrolytischen in bezug auf die Sperrfähigkeit selektiven Behandeln von mehreren In einer gemeinsamen Halbleiterscheibe erzeugten gleichen Halbleiterbauelementen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein solches Verfahren 1st aus der FR-PS 14 32 035 bekannt. Nach dieser Patentschrift Ist es üblich, eine Vielzahl gleicher Halbleiterbauelemente an derselben Oberflächenseite einer Halbleiterscheibe in rasterförmiger Anordnung zu erzeugen, um dann nach weltgehender Fertigstellung der einzelnen Halbleiterbauelemente die Halbleiterscheibe In kleine Teile aufzutrennen, die je ein Halbleiterbauelement enthalten. Dabei Ist es erwünscht, sich bereits vor dem Auftrennen ein Bild über die Qualität der einzelnen Halbleiterbauelemente zu machen. so
Dies wird nun nach der FR-PS 14 32 035 dadurch erreicht, daß die PN-Übergänge der einzelnen Halbleiterbauelemente durch eine über einen Elektrolyten zugeführte Gleichspannung In Sperrichtung und unter für alle Halbleiterbauelemente gleichen Bedingungen belastet werden. Dabei sind die PN-Übergänge durch eine z. B. aus SlO2 bestehende Isolierschicht abgedeckt, wie dies z. B. bei der Herstellung von Planarhalblelterbauelementen zwangsläufig 1st, so daß lediglich die Kontaktierungsstellen an der Vorderseite der Halbleiterscheibe der Berührung mit dem Elektrolyten ausgesetzt sind. Die erforderliche elektrische Spannung wird durch eine an der Rückseite der Halbleiterscheibe vorgesehene und die einzelnen Halbleiterelemente mit der gleichen Spannung beaufschlagende Anschlußeiektrode und durch eine In den Elektrolyten abseits der Halbleiterscheibe getauchte Gegenelektrode zugeführt. Die Prüfspannung 1st gleich der gewünschten Sperrspannung, so daß Ihr nur die Halbleiterbauelemente mit einwandfreien PN-Übergängen gewachsen sind.
Durch die gleichzeitige Einwirkung des Elektrolyten unter der Prüfspannung finden an den mit dem Elektrolyten in Berührung stehenden Kontaktierungsstellen der einzelnen Halbleiterbauelemente - je nachdem, ob diese ausreichend sperrfähig sind oder nicht - umerschiedliche Wirkungen statt, wobei sich diese an den Kontaktierungsstellen nach Abschluß der elektrolytischen Behandlung einfach feststellen und zur Unterscheidung der brauchbaren von den übrigen Halbleiterbaulementen heranziehen lassen.
Bei dem aus der FR-PS bekannten Verfahren Ist die zu prüfende Halbleiterscheibe als Kathode geschaltet und als Elektrolyt wird die Lösung eines Metallsaizes verwendet. Da die Spannung an den zu prüfenden PN-Übergängen in Sperrichtung anliegt, fließt über den Elektrolyt nur durch die ungenügend sperrfähigen Halbleiterbauelemente ein stärkerer Strom, der an diesen eine Metallabscheldung bewirkt, während an den Halbleiterbauelementen genügender Sperrfähigkeit keine Abscheidung stattfindet.
Nun wäre es aber erwünscht, die Metallisierung nicht auf die schiechtsperrenden, sondern auf die brauchbaren Halbleiterbauelemente zu beschränken. Ein und dieselbe Metallisierung könnte dann nämlich zur Selektion und zugleich zur Kontaktierung dienen.
Der Erfindung Hegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahien der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angeführten Art anzugeben, durch das dies erreicht wird. Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Das Verfahren kann mit Hilfe einer Vorrichtung durchgeführt werden, wie sie in Fig. 1 in vereinfachter Form dargestellt ist. In Fig. 2 1st ein Beispiel für eine nach einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung behandelte Halbleiterscheibe gezeigt.
Bei der In Flg. 1 dargestellten Vorrichtung ist ein Gefäß 1 vorgesehen, das mit einem die Lösung eines Salzes eines Kontaktierungsmetalls, z. B. einem Chromsalz oder einem Nickelsalz, bildenden Elektrolyten 2 angefüllt 1st. Der Elektrolyt 2 1st so gewählt, daß er im stromlosen Zustand keine merkliche Wirkung auf die zu behandelnde Halbleiterscheibe ausübt. In den Elektrolyten 2 taucht außer der Halbleiterscheibe 8 eine Gegenelektrode 3 ein, die mit einem Potentiometer 4 und dieses mit einer Wechselspannungsquelle 5 In der In Flg. 1 gezeichneten Schaltungswelse verbunden 1st. Der über dem Elektrolyten 2 In die Halbleiterscheibe 8 fließende Strom wird von einer die Rückseite der Halbleiterscheibe 8 kontaktierenden Elektrode 9 und über einen Strommesser 6 und einen Begrenzungswiderstand 7 abgeführt.
Die Elektrode 9 ist als Saugpipette ausgebildet, die die Halbleiterscheibe 8 in einer Position hält, bei der nur deren Vorderseite an den von der Isolierschicht 8" freigelassenen Kontaktierungsstellen In Kontakt mit dem Elektrolyten 2 steht.
Während der Metallabscheldungsphase muß die Halbleiteroberfläche als negativer Pol, also als Kathode, geschaltet sein. Außerdem muß In dieser Phase über die zu prüfenden PN-Übergänge ein ausreichender Strom fließen, so daß diese dann In Flußrichtung gepolt sein müssen. Ist beispielsweise zur Herstellung einer Vielzahl von Planardloderi In einer. N-leltenden Halbleiterscheibe an deren Oberfläche eine Anzahl P-leltender diffundierter Zonen vorhanden, so wird die gemeinsame N-Zone mit der Elektrode 9 kontaktiert, während die von der SiO2-
Schicht nicht abgedeckten für die Kontaktierung vorgesehenen Stellen auf den P-leitenden Zonen an der Vorderseite durch den Elektrolyten kontaktiert werden.
Bei Leitfähigkeit In beiden Stromrichtungen, wie sie bei denjenigen Halbleiterbauelementen in de. Halbleiterscheibe gegeben ist, die der angelegten Prüfspannung nicht gewachsen sind, wird Metall, das in einer negativen Halbwelle abgeschieden worden ist, bei der nächsten positiven Halbwelle wieder abgetragen, so daß sich an der Kontaktstelle eines solchen Halbleiterbauelements keine Metallisierung ausbilden kann. Bei den Halbleiterbauelementen hingegen, die der angelegten Prufspannung gewachsen sind, findet hingegen fortlaufend eine Metallabscheidung statt, weiJ ihre PN-Übergänge während jeder positiven Halbweile in Sperrichtung gepolt sind. Die absolute Spannungsamplitude der negativen Halbwelle muß dabei größer als die Diffusionsspannung der Planardioden, die positive Spannungsamplitude darf dagegen nicht größer als die Durchbruchspannung der Planardioden sein.
Überlagert man einer an die Halbleiterscheibe 8 und der Gegenelektrode 3 liegenden Gleichspannung, bei der die Halbleiterscheibe 8 positiv gepolt ist, eine Wechselspannung, deren absolute Spannungsamplltude bei der negativen Halbwelle größer als die angelegte Gleichspannung ist, so werden nur diejenigen Halbleiterbauelemente metallisiert, deren Sperrspannung giöß^r als die anliegende positive Gleichspannung ist. Die Summe der anliegenden positiven Gleichspannung und der absoluten Spannungsamplitude der positiven Halbwelle soll dabei nicht über die Sperrspannung liegen. Anstelle des Gleichstroms kann auch ein pulsierender Gleichstrom verwendet werden.
Zur Realisierung dieser Betriebsbedingungen wird vorgeschlagen, dem zur Einstellung der Stromstärke dienenden Potentiometer 4 einen Gleichrichter mit der entsprechenden Polung parallel zu schalten und diese Anordnung an die Elektrode 9 und die Gegenelektrode 3 zu legen. An der Halbleiterscheibe 8 und dem Elektrolyten 2 liegt dann die Überlagerung eines Wechselstroms mit gleichgerichteten Wechselstromimpulsen, deien Verhältnis einstellbar ist.
Offensichtlich werden schadhafte Halbleiterbauelemente durch derartige Impulse mindestens zeitweilig kurzgeschlossen, so daß es zu keiner Unsymmetrie der Abscheidungs- und Lösungsvorgänge kommt und diese Halbleiterbauelemente keine Metallabscheidung zeigen. Bei den brauchbaren Halbleiterbauelementen hat man hingegen wegen der vorhandenen Sperrfählgkeit eine Metallabscheidung an der Oberfläche.
Das erzielte Ergebnis wird anhand der Fi g. 2 erläutert. Hier sind in einer Halbleiterscheibe mehrere Planardioden erzeugt. In das N-leitende Grundmaterial 10 der Halbleiterscheibe sind wannenförmlge P-leltende Zonen 12 eingelassen, die mit dem N-leitenden Material 10 PN-Übergänge 11 bilden. Die Vorderseite und die Seltenteile der Halbleiterscheibe 10 sind mit einer SlOrSchicht 13 bedeckt, wobei nur die zur Kontaktierung der Zonen 12 dienenden Stellen der Oberfläche dieser Zonen durch entsprechende Fenster in der SlOj-Schicht freigelassen sind. Die Rückseite der Halbleiterscheibe ist mit einer Elektrode 15 kontaktiert. An den von der SiO2-Schicht 13 freigelassenen Stellen der Zonen 12 hat sich eine Metallisierung 14 gebildet. Lediglich bei schadhaften Halbleiterbauelementen, z. B. dem dritten von links, fehlt die Metallisierung oder 1st ganz ungenügend. Diese Halbleiterbauelemente sind somit als unbrauchbar gekennzeichnet und werden von der weiteren Verarbeitung ausgeschlossen. Bei den brauchbaren Halbleiterbauelementen wird die Metallisierung 14 zu deren Kontaktierung herangezogen, indem sie z. B. durch Sinterung oder Legleren mit dem darunter liegenden Material der Halbleiterscheibe fest verbunden wird. Die Elektrode 15 v/ird, falls diese lediglich zum Zwecke der Kontaktierung für das Prüfverfahren aufgebracht worden ist, nach erfolgter Prüfung entfernt. Die Halbleiterscheibe wird gewöhnlich in die einzelnen Planardioden aufgeteilt, die dann in üblicher Welse fertiggestellt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zum gleichzeitigen elektrolytischen In bezug auf die Sperrfähigkeit selektiven Behandein von mehreren in einer gemeinsamen Halbleiterscheibe erzeugten gleichen Halbleiterbauelementen, bei dem die den einzelnen Halbleiterbauelementen zugeordneten PN-Übergänge von einer zusammenhängenden Isolierschicht geschützt sind, die je Halblelterbauelement eine Kontaktlerungsstelle unbedeckt läßt, bei dem die Kontaktierungsstellen mit einem Ionen eines Kontaktierungsmetalls enthaltenden Elektrolyten in Berührung gehalten und zwischen dem Elektrolyten und einer an der den Kontaktierungsstellen gegenüberliegenden Oberflächenseite der Halbleiterscheibe die einzelnen Halbleiterbauelemente kontaktierenden Elektrode eine mindestens einen der PN-Übsrgänge jedfis Halbleiterbauelements in Sperrichtung polende elektrische Spannung angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrische Spannung entweder eine Wechselspannung, deren Scheitelwert gleich einem gewünschten Wert der Sperrspannung ist, oder eine aus einer Wechselspannung und einer Gleichspannung bzw. einer pulsierenden Gleichspannung zusammengesetzten Spannung in der Bemessung angelegt wird, daß die Summe des Scheitelwerts und des Werts der Gleichspannung gleich einem gewünschten Wert der Sperrspannung und der Scheitelwert größer als der Wert der Gleichspannung sind, so
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