DE2154234A1 - Purifying semiconductor surfaces - from electrically active (metallic) impurities,using chelating agent to prevent damage - Google Patents

Purifying semiconductor surfaces - from electrically active (metallic) impurities,using chelating agent to prevent damage

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DE2154234A1
DE2154234A1 DE19712154234 DE2154234A DE2154234A1 DE 2154234 A1 DE2154234 A1 DE 2154234A1 DE 19712154234 DE19712154234 DE 19712154234 DE 2154234 A DE2154234 A DE 2154234A DE 2154234 A1 DE2154234 A1 DE 2154234A1
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Alfons Hamberger
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Abstract

Removal of electrically active impurities, esp. metal ions, from the surface of a semiconductor device with a passivating insulating coating by placing in a soln. which forms chelate complexes with the impurities. For purifying planar semiconductor devices, e.g. diodes, transistors, integrated switches etc. This technique avoids the danger of attacking the insulating layer and metallisation, which can occur when HF is used. The semiconductor devices have conducting paths on the insulating layer leading to the semiconductor zones. Suitable chelating agents are aminopolycarboxylic acids, esp. the di-NH4 and di-Na salts of EDTA and uramildiacetic acid, and have pH 5. The semiconductor device is treated with the chelating agent for ca. 30 min. at 40-45 degrees C, then rinsed in deionised water, pref. for ca. 15 min., i.e. until the electrical conductivity of the rinsing water is the same as that of the water before use.

Description

Verfahren zum Entfernen von elektrisch aktiven Verunreinigungen" Die Erfindung betrifft ein Reinigungsverfahren fir Halbleiteranordnungen, die nach dem Planarprinzip aufgebaut sind und an der Halbleiteroberfläche mit einer Isolierschicht versehen sind. Solche Halbleiteranordnungen enthalten pn- Übergänge, die sich meist zu einer Oberflächenseite erstrecken und dort mit einer Oxydschicht passiviert sind. Auf der Oxydschicht verlaufen matallische Leitbahnen, die durch Öffnungen in der Oxydschicht mit den zungeordneten Haibteiterzonen in elektrischer Verbindung stehen.Method of Removing Electrically Active Contaminants "Die The invention relates to a cleaning method fir semiconductor devices that are after Planar principle are built up and on the semiconductor surface with an insulating layer are provided. Such semiconductor arrangements contain pn junctions, which are mostly extend to one surface side and are passivated there with an oxide layer. Metallic interconnects run on the oxide layer through openings in the Oxide layer are in electrical connection with the unordered half-conductor zones.

Derartige Halbleiteranordnungen werden vielfach nach der Kontaktierung und nach dem Aufbringen der metallischen Leitbahnen noch einem Reinigungsprozess unterworfen, durch den besonders Metallionen von der Oberfläche entfernt werden sollen. Metallionen verursachen an der Halb-Leiteroberfläche Inversionsschichten, Eis hors @pemmströme oder gar den Kurzschluß zwischen ben. chbarten HaIlieitsrzonen bedingen. Bisher wurde versucht ; die Halblsiterscheiben in gepufferter oder verdünnter Flußsäure kurz zu überätzen. Bei diesem Verfchren be@tch @sdoch dis Gefahr, daß die an der Oberflöens verdaureoder @et@llisierungen angegriffen oder unteratzt werdan.Such semiconductor arrangements are often after the contact and after applying the metallic Conductors still undergo a cleaning process subjected, through which metal ions in particular are removed from the surface should. Metal ions cause inversion layers on the semi-conductor surface, Ice hors @ pemmströme or even the short circuit between ben. identified halide zones condition. So far has been tried; the half-siter discs in buffered or diluted Briefly overetch hydrofluoric acid. With this procedure, there is a risk that which are attacked or undercut at the surface digestion or et @ llization.

Um diese Nachteile zu vermeia @, wird ein Verfahren zum Entfernen von elsktrisch aktiven V@ru@rsindgungen, insbesondere Metallionen, an der Oberfläche @@@ mit e@ner passivierenden isolierschicht bedeckten Halbleiteranordnungen vorgeschlagen, bei dem erfindungsgemäß vorgesehen ist, daß die Halbleiteranordnungen eine Lösung eingehracht werden, die mit den Verunreinigungen Chelatkomplexe bildet, Bei diesem Verfahren wird das Material der Beschädigung nicht angegriffen, Ebenso ist eine Isolierschicht der Metallisierungen mit Sicherheit angeschlossen, Daher eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders für Halbleiteranordnungen, bei denen auf der Isolierschicht zu den ilaibleiterzonen füllende Leitbahnen angeordnet sind. Die Isolierschicht besteht vorzugsweise aus einem Oxyd bei Silizium Halbleiterkörpern beispielsweise aus Siliziumdioxyd.To avoid these disadvantages, a method of removal is provided of electrically active V @ ru @ rsindgungen, especially metal ions, on the surface @@@ with a passivating insulating layer covered semiconductor arrangements proposed, in which it is provided according to the invention that the semiconductor arrangements are a solution that forms chelate complexes with the impurities Procedure, the material of the damage is not attacked, likewise is one Insulating layer of Metallizations connected with security, The method according to the invention is therefore particularly suitable for semiconductor arrangements, in which interconnects filling the ilaibleiterzone are arranged on the insulating layer are. The insulating layer preferably consists of an oxide in the case of silicon semiconductor bodies for example made of silicon dioxide.

Als Chelatbildner werden vorzugsweise Aminopolycarbonsäuren verwendet, Das erfindungsgemäße Verfahren wurde besonders erfolgreich mit dem Di- Ammoniumsalz der Äthylendiammintet'raessigsäure, mit dem Di- Natriumsalz der Äthylendiammintetraessigsäure und mit Uramildiessigsäure durchgeführt.Aminopolycarboxylic acids are preferably used as chelating agents, The process of the invention has been particularly successful with the di-ammonium salt of ethylenediammine tetraacetic acid, with the disodium salt of ethylenediammine tetraacetic acid and carried out with uramildiacetic acid.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll noch anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.The method according to the invention should also be based on an exemplary embodiment are explained in more detail.

Die fertig aufgebauten und kontaktierten Halbleiterscheiben werden zunächst in organischen Lösungsmitteln1 beispielsweise in Alkohol oder Aceton, und in deionisiertem Wasser gereinigt. Danach werden die Halbleiteranordnungen bzw.The fully assembled and contacted semiconductor wafers are first in organic solvents1 for example in alcohol or acetone, and Purified in deionized water. Then the semiconductor arrangements or

Halbleiterscheiben in das Di- Ammoniumsalz der Athylendiammintetraessigsäure gebracht. Die Äthylendiam mintetraessigsäure wurde mit Ammoniak auf einen pH- Wert 5 eingestellt. Die Lösung mit dem Chelatbildner hat vorzug weise eine Temperatur zwischen 40 und 45 CO In dieser Lösung werden die Halbleiterscheiben mindestens 30 Minuten belassene Danach werden die Halbleiteranordnungen ca. 15 Minuten lang mit deionisiertem Wasser gespült. Während dises Spülprozesses wird die Leitfähigkeit des Spült wasser gemessen. Der Spülvorgang wird dann abgebrochen, wenn die Leitfähigkeit des Wassers auf den Ausgangswert nicht verunreinigten Wassers abgesunken ist.Semiconductor wafers in the di-ammonium salt of Ethylenediammine tetraacetic acid brought. The ethylenediamine tetraacetic acid was adjusted to pH with ammonia 5 set. The solution with the chelating agent preferably has a temperature between 40 and 45 CO In this solution, the semiconductor wafers are at least Then left for 30 minutes, the semiconductor devices are about 15 minutes long rinsed with deionized water. During this rinsing process, the conductivity of the rinsing water measured. The rinsing process is canceled when the conductivity of the water has dropped to the initial value for uncontaminated water.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Halbleiterkörper behandelt werden, in denen Dioden, Transistoren, integrierte Halbleiterschaltungen oder andere Halbleiter bauelemente untergebracht sind, Es hat sich gezeigt, daß die elektrisch wirksamen Verunreinigungen an der Isolierschichtoberfläche mit dem Chelatbildner Chelate bilden, die wasserlöslich sind und somit keinen störenden Einfluß mehr auf die elektrischen Kennwerte der fertigen Halbleiterbauelemente ausüben0Semiconductor bodies can be treated with the method according to the invention in which diodes, transistors, semiconductor integrated circuits or others Semiconductor components are housed, It has been shown that the electrical effective impurities on the surface of the insulating layer with the chelating agent Form chelates that are water-soluble and therefore no longer have a disruptive influence Exercise the electrical characteristics of the finished semiconductor components0

Claims (8)

P a t e n a n 5 p r ü c Ii e 1) Verfahren zum Entfernen von elektrisch aktiven Verunreinigungen, insbesondere Matallionen, an der Oberfläche von mit einer passivierenden Isolierschicht bedeckten Halbleiter anordnungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiteranordnungen in eine Lösung eingebracht werden, die mit den Verunreinigungen Chelatkomplexe bildet. P a t e n a n 5 p r ü c Ii e 1) Method of removing electrical active impurities, in particular metal ions, on the surface of with a Passivating insulating layer-covered semiconductor arrangements, characterized in that that the semiconductor devices are introduced into a solution containing the impurities Forms chelate complexes. 2) Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seine Anwendung auf Halbleiteranordnungen, bei denen auf der Isolierschicht zu den Halbleiterzonen führende Leitbahnen angeordnet sind.2) Method according to claim 1, characterized by its application on semiconductor arrangements in which on the insulating layer to the semiconductor zones leading interconnects are arranged. 3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von Aminopolycarbonsäuren als Chelatbilder.3) Method according to claim 1 or 2, characterized by the use of aminopolycarboxylic acids as chelating agents. 43 Verfahren nach Anspruch 3 gekennzeichnet durch die Verwendung des Di- Ammoniumsalzes der Äthytendiam minteraessigsäure als Chelatbildner.43 The method according to claim 3, characterized by the use of the Di-ammonium salt of ethylenediamine acetic acid as a chelating agent. 5) Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Verwendung des Di- Natriumsalzes der Athylendiammintetraessigsäure als Chelatbildner, 5) Method according to claim 3, characterized by the use the disodium salt of ethylenediammine tetraacetic acid as a chelating agent, 6) Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Verwendung von Uramildiessigsäure als Chelatbildner.6) Procedure according to claim 3, characterized by the use of uramildiacetic acid as Chelating agents. 7) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Chelatbildner einen pH- Wert 5 aufweist.7) Method according to claim 4, characterized in that the chelating agent has a pH value of 5. 8) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiteranordnungen ca. 30 Minuten lang in dem etwa 40= 450C waremen Chelatbildner belassen wird, 9) Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiteranordnungen nach der Behandlung in dem Chelatbildner in deionisiertem Wasser gespült wird, lo) Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß während der Spülung die elektrische Leitfähigkeit des Wassers gemessen und der Spülprozess dann abgebrochen wird, wenn die Leitfähigkeit des Wasser auf den Ausgangswert des nicht verunreinigten Wassers abgesunken ist.8) Method according to claim 4, characterized in that the semiconductor devices about 30 minutes in which about 40 = 450C warm chelating agent is left, 9) Method according to one of the preceding claims, characterized in that the Semiconductor devices after treatment in the chelating agent in deionized Rinsing with water, lo) Method according to claim 9, characterized in that that the electrical conductivity of the water was measured during the rinse and the Rinsing process is canceled when the conductivity of the water has reached the initial value of the uncontaminated water has sunk. ii) Verfahren nach Anspruch 9 oder lo, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiteranordnungen ca. 15 Minuten lang in deionisiertem Wasser gespült werden.ii) The method according to claim 9 or lo, characterized in that the semiconductor devices are rinsed in deionized water for about 15 minutes.
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