DE2207012A1 - METHOD OF CONTACTING SEMICONDUCTOR COMPONENTS - Google Patents
METHOD OF CONTACTING SEMICONDUCTOR COMPONENTSInfo
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Description
Verfahren zur Kontaktierung von Halbleiterbauelementen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontaktierung von Halbleiterbauelementen mit mindestens einem pn-Übergang, bei dem auf einem Halbleiterkörper mindestens ein Fenster durch eine Isolationsschicht und/oder Passivierungsschicht zum Halbleiterkörper vorgesehen ist.Method for contacting semiconductor components The invention relates to a method for contacting semiconductor components with at least a pn junction in which at least one window on a semiconductor body an insulation layer and / or passivation layer is provided for the semiconductor body is.
Aus der DT-OS 1 927 646 ist eine Halbleitervorriciitung und ein Verfahren zu deren Herstellung bekannt. Dabei wird auf einem Halbleiterkörper zunachst ein Siliciumoxidfilm gebildet. Ein Teil dieses Siliciunoxidfilms wird unter Freilegen des Halbleiterkörpers entfernt. Ein im wesentlichen aus Palladium bestehender Metallfilm wird auf den freigelegten Halbleiterkö.rper und den Siliciumoxidfilm aufgebracht. Dieser Metallfilm wird einem Wasserstoff enthaltenden Gas ausgesetzt, um den den Siliciumoxidfilm berührenden Teil des Metallfilms abzuschälen.From DT-OS 1 927 646 there is a semiconductor device and a method known for their production. In this case, a semiconductor body is first used Silicon oxide film is formed. Part of this silicon oxide film is exposed of the semiconductor body removed. A metal film consisting essentially of palladium is applied to the exposed semiconductor body and the silicon oxide film. This metal film is exposed to a gas containing hydrogen to generate the Peel off the silicon oxide film contacting part of the metal film.
Es ist weiterhin ein Verfahren zum Herstellen von Metallkontakten mit Kontakthöhen größer als 10 um für elektrische Bauelemente durch galvanische Abscheidung bekannt (DT-OS 2 028 819). Bei diesem Verfahren wird auf dem ftir die Kontaktierung vorgesehenen, mit einer Metallisierung versehenc-n Bereich des elektrischen Bauelementes unter Anwendung mindestens einer zusätzlichen, der gewünschten Kontakthöhe angepaßten Fotolacktechnik mindestens eine Metallschicht galvanisch abgeschieden. Die galvanische Abscheidung wird so lange fortgesetzt, bis die gewmünschte Höhe der -Metallsehicht erreicht ist.It is also a method of making metal contacts with contact heights greater than 10 µm for electrical components through galvanic Deposition known (DT-OS 2 028 819). In this procedure, on the for the Contacting provided, provided with a metallization c-n area of the electrical Component using at least one additional, the desired contact height At least one metal layer is electrodeposited using adapted photoresist technology. The electrodeposition is continued until the desired height the metal layer is reached.
Abschließend wird die Fotolackschicht entfernt.Finally, the photoresist layer is removed.
Es ist weiterhin auch schon ein Verfahren zum gleichzeitlgen Erzeugen einer Vielzahl von gleichen Halbleiterbauelementen mit pn-i;bergang aus einer einzigen Halbleiterscheibe vorgeschlagen worden (deutsche Patentanmeldung P 20 41 035.9). Nach der Herstellung der zu den einzelnen in der Halbleiterscheibe vorliegenden Halbleiterbauelementen gehörenden pn-Übergängen wird die Rückseite der Scheibe mit einer allen Bauelementen im System gemeinsamen Elektrode versehen. Es ist auch möglich, eine Parallelschaltung der dort vorhandenen, den einzelnen Bauelementen angehörenden Elektroden vorzunehmen. Dann wird die Vorderseite der Scheibe mit einem zur anodischen Oxidation befähigten Elektrolyten in Berührung gebracht. Dabei wi^tã mindestens ein pn-Übergang der Halbleiterbauelemente in Sperrrichtung gepolt. Schließlich wird nach Abschluß der elektrolytischen Behandlung die Scheibe in die einzelnen Bauelemente aufgetrennt.It is also already a method for simultaneous generation a multitude of identical semiconductor components with a pn-i transition from a single one Semiconductor wafer has been proposed (German patent application P 20 41 035.9). After the production of the individual in the semiconductor wafer Semiconductor components belonging to pn junctions is the back of the disk with an electrode common to all components in the system. It is also possible, a parallel connection of the existing there, belonging to the individual components Make electrodes. Then the front of the disc is anodized with a Electrolytes capable of oxidation brought into contact. Thereby wi ^ tã at least a pn junction of the semiconductor components polarized in the reverse direction. Finally will After completion of the electrolytic treatment, the disc into the individual components separated.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, das es ermöglicht, einen Kontaktfleck in einem Fenster einer Isolationsachicht auf einem Halbleiterkörper und die nachfolgende Verstärkung des Kontaktfleckes ohne manuelle Justierarbeit geometriegetreu herzustellen. Dabei wirkt der Kontaktfleck als Haftschicht.The object of the present invention is a method which makes it possible a contact pad in a window of an insulation layer on a semiconductor body and the subsequent reinforcement of the contact patch without manual adjustment work Manufacture true to geometry. The contact patch acts as an adhesive layer.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ganzflächig auf die Oberfläche der Isolationsschicht und/oder der Passivierungsschicht und in den Fenstern eine Haftschicht aufgebracht wird, daß die Haftschicht in den Fenstern anlegiert und auf der Isolationsschicht und/oder der Passivierungsschicht entfernt wird und daß schließlich die Haftschicht verstärkt wird.This object is achieved according to the invention in that over the entire area on the surface of the insulation layer and / or the passivation layer and in An adhesive layer is applied to the windows that the adhesive layer in the windows alloyed and removed on the insulation layer and / or the passivation layer and that finally the adhesive layer is strengthened.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß als Haftschicht Palladium aufgedampft und dann mit Gold oder Silber galvanisch auf 1 bis 100 /um verstärkt wird.A further development of the invention consists in that as an adhesive layer Palladium vapor-deposited and then electroplated to 1 to 100 μm with gold or silver is reinforced.
Es ist auch vorteilhaft, daß als Haftschicht Nickel stromlos oder galvanisch mit Gleichstrom- oder Wechseistromimpulsen abgeschieden und dann mit Gold oder Silber galvanisch auf 1 bis 100 /um verstärkt wird.It is also advantageous that the adhesive layer is electroless or nickel galvanically deposited with direct current or alternating current pulses and then with Gold or silver is galvanically reinforced to 1 to 100 / µm.
wine andere Weiterbildung der Erfindung besteht auch darin, daß die Haftschicht aus mehreren metallischen Filmen besteht, von denen einer aus Nickel oder Palladium besteht.Another further development of the invention is that the Adhesive layer consists of several metallic films, one of which is made of nickel or palladium.
Die Erfindung ermöglicht es in vorteilhafter Weise, die Haftschicht beziehungsweise den Kontaktfleck und die metallische Verstärkung ohne manuelle Justierarbeit geometriegetreu herzustellen. Die Kontaktfläche entspricht genau den gewünsenten Maßen. Eine bei Ätzverfahren zur Herstellung des KontalLtflekkes vorhandene Unterätzung tritt nicht auf. Die einfache Verstärkung der Haftschicht gewährleistet eine gute Lötbarkeit beziehungsweise eine gute Kontaktierbarkeit der Haftschicht.The invention makes it possible in an advantageous manner, the adhesive layer or the contact patch and the metallic reinforcement without manual adjustment work Manufacture true to geometry. The contact area corresponds exactly to the desired one Dimensions. An undercut that is present in the etching process to produce the contact spot does not occur. The simple reinforcement of the adhesive layer ensures a good one Solderability or good contactability of the adhesive layer.
Die Verstärkung der Haftschicht mit einem gutleitenden Metall wie Gold oder Silber bringt weitere Vorteile mit sich. Die gate elektrische Leitfähigkeit und l'Jarmeableitung sind gewährleistet. Eine gute Kontaktierbarkeit ist gewährleistet, da sich Palladium oder Nickel nur dünn (ungefähr C,1 µm beziehungsweise 0,5 /Um) auftragen lassen. Auf diesen dünnen Schichten allein ist aber keine Thermokompression durchführbar. Die Lötfähigkeit ist verbessert, da sich auf Schichten, die auf 5 bis 10 /um verstärkt sind, ein Kontaktdraht besser anlöten läßt. Hochempfindliche Halbleiterbauelemente werden unempfindlicher, wenn für die Verstärkung der Haftschicht ein duktiles Metall verwendet wird.The reinforcement of the adhesive layer with a highly conductive metal such as Gold or silver have other advantages. The gate electrical conductivity and l'Jarm dissipation are guaranteed. Good contactability is guaranteed, as palladium or nickel are only thin (about C, 1 µm or 0.5 / µm) let apply. But there is no thermocompression on these thin layers alone feasible. Solderability is improved because layers that are on 5 up to 10 / um are reinforced, a contact wire can be soldered better. Highly sensitive Semiconductor components become less sensitive when used for the reinforcement of the adhesive layer a ductile metal is used.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für die Herstellung diskreter Bauelemente, wie beispielsweise für Dioden, Trans storen, und ebenso aber auch für die Herstellung von integrierten Schaltungen.The inventive method is suitable for the production of discrete Components, such as for diodes, Trans interfere, but also for the manufacture of integrated circuits.
Insgesamt ermöglicht die vorliegende Erfindung eine einfache und kostensparende Herstellung von Kontakten für Halbleiterbauelemente mit einer Kontakthöhe von 1 bis 100 /um. Dieses Verfahren zeichnet sich gegenüber den bekannten Verfahren, wie beispielsweise den Verfahren mit Hilfe von Maskierungstechniken oder den Verfahren mit Hilfe einer Maskenbedampfrng, dadurchaus, daß eine manuelle Justierung nicht erforderlich ist. Eine Verschiebung der den Kontaktfleck darstellenden Haftschicht gegenüber dem Fenster ist nicht möglich.Overall, the present invention enables a simple and cost-saving Manufacture of contacts for semiconductor components with a contact height of 1 up to 100 / µm. This method stands out over the known methods such as for example the methods with the aid of masking techniques or the methods with the help of a mask vaporization, in that a manual adjustment is not is required. A shift in the adhesive layer that constitutes the contact pad opposite the window is not possible.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der'vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Figuren.Further features and details of the present invention result from the following description of an exemplary embodiment with reference to the figures.
Es zeigen: Figuren 1 und 2 das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Kontaktes auf einem Halbleiterkörper.They show: FIGS. 1 and 2 the method according to the invention for production of a contact on a semiconductor body.
In den Figuren werden sich entsprechende Teile mit deF gleichen Bezugs zeichen versehen.In the figures, corresponding parts are given the same reference mark.
In einem beispielsweise n-dotierten Halbleiterkörper 1 ist eine beispielsweise p-dotierte Zone 2 vorgesehen. Zwischen dem Halbleiterkörper 1 und der Zone 2 liegt ein pn-t4bergang 3. Die Zone 2 und der Halbleiterkörper 1 bilden ein Halbleiterbauelement. Auf einer Halbleiterkristallscheibe können mehrere solche Halbleiterbauelemente oder Systeme vorgesehen sein. Die Oberfläche des Halbleiterkörpers 1 wird von einer Siliciumdioxidschicht 4 bedeckt. Die Siliciumdioxidschicht 4 weist ein Fenster 6 zur Zone 2 auf. Das Fenster 6 kann mit der bekannten Fototechnik hergestellt werden. Die Zone 2 kann durch vindiffusion von p-dotierendem Material, wie beispielsweise Bor, durch das Fenster 6 in der Siliciundioxidschicht 4 erzeugt werden. Die Siliciumdioxidschicht 4 und ein Teil des Fensters 6 sind mit einer Passivierungsschicht 7 versehen. Als Passivierungsschicht 7 ist beispielsweise Siliciumnitrid geeignet.In an, for example, n-doped semiconductor body 1, there is one, for example p-doped zone 2 is provided. Between the semiconductor body 1 and the zone 2 lies a pn-t4 junction 3. Zone 2 and semiconductor body 1 form a semiconductor component. Several such semiconductor components can be placed on a semiconductor crystal wafer or systems may be provided. The surface of the semiconductor body 1 is of a Silicon dioxide layer 4 covered. The silicon dioxide layer 4 has a window 6 to zone 2. The window 6 can be produced with the known photographic technology. The zone 2 can by vindiffusion of p-doping material, such as Boron, generated in the silicon dioxide layer 4 through the window 6 will. The silicon dioxide layer 4 and part of the window 6 are covered with a passivation layer 7 provided. Silicon nitride, for example, is suitable as the passivation layer 7.
Die Passivierungsschicht 7 weist ihrerseits ebenfalls ein Fenster 8 auf, das etwas kleiner ist als das Fenster 6. Auch das Fenster 8 führt zur Zone 2. Auf die Passivierungsschicht 7 wld auf den durch das Penster 8 an die Oberfläche tretenden Teil der Zone 2'wird ganzflächig ein Haftmetall, wie beispielsweise Palladium, in einer Schichtstärke von 500 bis 1000 i aufgedampf4- Es ist auch möglich, eine Metallfolge mit Palladium als Haftmetall aufzudampfen. Die so hergestellte Anordnung ist in der Ff. 1 dargestellt.The passivation layer 7 for its part also has a window 8, which is slightly smaller than window 6. Window 8 also leads to the zone 2. On the passivation layer 7 wld on the through the penster 8 to the surface stepping part of zone 2 'is an adhesive metal, such as palladium, in a layer thickness of 500 to 1000 i vapor-deposited4- It is also possible to use a Evaporate metal sequence with palladium as adhesive metal. The arrangement made in this way is shown in Fig. 1.
Anschließend wird das Haftmetall, das eine Palladiumschicht 10 bildet, im Fenster 8 einlegiert und von der Passiviefluigsschicht 7 abgeschält. Hierzu ist kein Justieren erforderlich.The adhesive metal, which forms a palladium layer 10, is then alloyed in the window 8 and peeled off from the passive fluid layer 7. This is no adjustment required.
Beim Anlegieren wird die Palladiumoberfläche oder bei mehreren Filmen zur Bildung der Haftschicht 10 die Oberfläche dieser Haftschicht verändert. Eine chemische Behandlung ermöglicht es aber, sicherzustellen, daß das noch aufzutragende Verstärkungsmetall sicher haftet.When alloying, the palladium surface or in the case of several films to form the adhesive layer 10, the surface of this adhesive layer is changed. One but chemical treatment makes it possible to ensure that the still to be applied Reinforcement metal adheres securely.
Enthält eine Halbleiterkristallscheibe Ritzbahnen zum Trennen der einzelnen Halbleiterbauelemente, so müssen die Ritzbahnen vor dem Auftragen der Haftschicht 10 in irgendeiner Weise gegenüber dem elektrischen Strom isoliert werden. Dies ist beispielsweise durch folgende Verfahrensschritte möglich: a) Durch eine thermische Oxidation, bei der zur Diffusion nur die Penster geöffnet werden.Contains a semiconductor crystal disc with scratches to separate the individual semiconductor components, the scoring tracks must be made before the application of the Adhesive layer 10 can be insulated in any way from the electrical current. This is possible, for example, by the following process steps: a) By a thermal oxidation, in which only the pensters are opened for diffusion.
b) Durch eine anodische Oxidation gemäß des bereits vorgeschlagenen Verfahrens (deutsche Patentanmeldung P 20 41 035.9). Anschließend werden die Fenster mit Hilfe der üblichen Fotolacktechnik geöffnet.b) By anodic oxidation according to what has already been proposed Procedure (German patent application P 20 41 035.9). Then the windows opened with the help of the usual photoresist technology.
c) Durch eine Oxidation und anschließende Öffnung der Fenster mit Hilfe der Fotolacktechnik.c) By an oxidation and subsequent opening of the window with Help of photoresist technology.
d) Durch eine Fotolacktechnik nach der Herstellung des eigentlichen Kontaktfleckes.d) By a photoresist technique after the actual production Contact patch.
e) Durch Passivierungsschichten, die beispielsweise aus Silanoxid bestehen können, oder durch Nitridschichten.e) By passivation layers, for example made of silane oxide can exist, or by nitride layers.
f) Durch Beschichten mit handelsüblichen Lacken.f) By coating with commercially available paints.
Diese Verfahrensschritte sind erforderlich, da einerseits Pas Haftmetall Palladium nicht sicher aus den Ritzbahnen entfernt werden kann (vergleiche deutsche Patentanmeldung P 20 41 035.9) und da andererseits beim Verstärken mit Gleichstrom in der ersten Zeit des Verstärkens ein Nebenschluß über die Ritzbahn entsteht. Beim Verstärken mit Wechselstrom wird das Haftmetall größtenteils aus der Ritzbahn abgetragen. Dies würde wiederum eine große Wasserstoffentwicklung und eine Veränderung der Oberfläche des Haftmetalls bewirken, was eine Haftungsminderung der nachfolgenden Metallverstärkung zur Folge haben kann.These process steps are necessary because, on the one hand, Pas adhesive metal Palladium cannot be safely removed from the scratch tracks (compare German Patent application P 20 41 035.9) and there on the other hand when amplifying with direct current in the first time of the reinforcement a shunt arises over the scoring track. At the Reinforced with alternating current, most of the adhesive metal is removed from the scoring path. This in turn would result in a large evolution of hydrogen and a change in the surface area of the adhesive metal cause a reduction in the adhesion of the subsequent metal reinforcement may result.
Anschließend wird der Halbleiterkörper 1 oder die mehrere Bauelemente enthaltende Halbleiterkristallscheibe auf ihrer Rückseite angesaugt und ein elektrischer Kontakt gebildet. Nach der Einschaltung des Stromes und einem waagrechten Aufsetzen auf einen entsprechenden handelsüblichen Elektrolyten wird die einen Kontaktfledk bildende verbliebene Haftschicht 10 mit Silber oder Gold galvanisch auf eine Stärke von 1 bis 100 verstärkt. Bin schräges oder senkrechtes Einbringen der hnordnung in einen Elektrolyten ist sehr aufwendig und liefert keine reproduzierbaren Aufwachsraten. Auf diese Weise entsteht die Metallverstärkung 11 (Pig. 2). Als Material für die Metallverstärkung 11 ist Gold oder Silber oder ein anderes galvanisierbares Metall geeignet. Die Metallverstärkung 11 kann auch mit Hilfe von Gleichstrom aufwachsen, wenn Wucherungen nicht stören. Im übrigen kann aber nach der bereits genannten deutschen Patentanmeldung verfahren werden.Then the semiconductor body 1 or the plurality of components containing semiconductor crystal slice sucked on its back and an electrical Contact made. After switching on the power and placing it horizontally on a corresponding commercially available electrolyte is the one Kontaktfledk forming remaining adhesive layer 10 with silver or gold electroplated to a thickness Reinforced from 1 to 100. Am obliquely or vertically bringing in the order in an electrolyte is very expensive and does not provide reproducible growth rates. The metal reinforcement 11 (Pig. 2) is produced in this way. As material for the Metal reinforcement 11 is gold or silver or another metal that can be electroplated suitable. The metal reinforcement 11 can also grow with the help of direct current, if growths do not bother. Otherwise, however, according to the German Patent application to be proceeded.
Nachdem die erforderliche Kontakthöhe erreicht wurde, erfolgt eine Spülung und Trocknung in bekannter Weise. Garen ursprünglich P.ibzbahnen vorgesehen, so werden die zur Verstärkung ist lierten Ritzbahnen nunmehr durch Ätzen wieder freigelegt, Anstelle einer Haftschicht aus Palladium kann auch eine Haftschicht aus Nickel verwendet werden. Nickel kann stromlos oder galvanisch mit Gleichstrom- oder Wechselstromimpulsen (vergleiche die bereits genannte deutsche Patentanmeldung) abgeschieden werden.After the required contact height has been reached, a Rinsing and drying in a known manner. Cooking originally intended for P.ibzbahnen, so the scratch tracks that are used for reinforcement are now restored by etching exposed, Instead of an adhesive layer made of palladium, an adhesive layer can also be used made of nickel can be used. Nickel can be electroless or galvanic with direct current or alternating current pulses (compare the German patent application already mentioned) to be deposited.
4 Patentansprüche 2 Figuren4 claims 2 figures
Claims (4)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19722207012 DE2207012C2 (en) | 1972-02-15 | 1972-02-15 | Contacting semiconductor device with pN-junction by metallising - with palladium or nickel, alloying in window, peeling and gold or silver electroplating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19722207012 DE2207012C2 (en) | 1972-02-15 | 1972-02-15 | Contacting semiconductor device with pN-junction by metallising - with palladium or nickel, alloying in window, peeling and gold or silver electroplating |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE2207012A1 true DE2207012A1 (en) | 1973-08-23 |
| DE2207012C2 DE2207012C2 (en) | 1985-10-31 |
Family
ID=5835980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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