DE2321390A1 - Verfahren zur herstellung von halbleitervorrichtungen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von halbleitervorrichtungenInfo
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Description
PATENTANWALTSBÜRO TlEDTKE - BüHLING - KlNNE 2321390
8000 München 2
Postfach 202403
B 5383
Matsushita Electronics Corporation Osaka, Japan
Verfahren zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur
Herstellung von Halbleitervorrichtungen und insbesondere auf ein Verfahren zur Vorbearbeitung für eine Nickelplatierung
zur Verbesserung der Bildung einer platierten Nickelschicht in einer Halbleitervorrichtung und zur Verbesserung
der Kennwerte der Halbleitervorrichtung.
Bei der Herstellung von ohmschen Kontaktelektroden für Halbleitervorrichtungen, z.B. Siliziumhalbleitervorrichtungen, wurde häufig die Herstellung von Elektroden durch
Vernickelung vorgenommen, und insbesondere hat man in vielen Fällen auf die Elektrodenherstellung durch stromlose Vernickelung
zurückgegriffen.
Bekanntlich ist die stromlose Vernickelung eine chemische Platierung, und daher wurden zahlreiche Überlegungen
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für die Vorbearbeitung für die stromlose Vernickelung
und ebenfalls für die Oberflächenbehandlung zur Vergrößerung der Adhäsionsstärke einer Nickelschicht auf
einem Halbleitersubstrat (Siliziumsubstrat) oder der Adhäsionsstärke einer Nickelschicht mit äußeren Leitungsdrähten
angestellt.
Tatsächlich waren jedoch die selbst unter Zuhilfenahme der überlegten Maßnahmen erreichten Ergebnisse nicht
vollständig zufriedenstellend.
Mit der Erfindung sollen die vorstehend beschriebenen Nachteile beseitigt werden, die bei den bekannten Verfahren
zur Herstellung ohmscher Kontaktelektroden durch die stromlose
Vernickelung auftreten, und mit der Erfindung wird ein Verfahren zur Vorbearbeitung geschaffen, das die Adhäsionsfestigkeit einer platierten Nickelschicht auf der Oberfläche
eines Siliziumsubstrats für eine Halbleitervorrichtung vergrößert und die Schaltcharakteristik der resultierenden Halbleitervorrichtung
verbessert.
Mit der Erfindung soll ferner ein Verfahren zur
Herstellung von Halbleitervorrichtungen geschaffen werden, bei dem vor der Nickelplatierung eines Siliziumsubstrats
mit einem in ihm gebildeten ρ η - Übergang das Siliziumsubstrat für eine vorbestimmte Zeit in eine wässrige
Lösung eingetaucht wird, die beispielsweise eine Chlorplatinsäure und eine Wasserstoff fluorsäure enthält, um eine Platinbeschichtung
auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats ab-
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zuscheiden, und danach wird das Siliziumsubstrat in einer inerten Atmosphäre einemErhitzungsvorgang ausgesetzt.
Die Verwendung dieser Verfahrenstufen bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ist sehr vorteilhaft, da die
somit auf den Siliziumsubstrat aufgebrachte dünne Platinbeschichtung zur Vergrößerung der Adhäsionsfestigkeit
einer durch die nächste Stufe gebildeten platierten Nickelschicht auf dem Siliziumsubstrat führt und ferner die
Hochtemperaturwärmebehandlung, die zum Erhitzen (Backen) der platierten Nickelschicht durchgeführt wird, das Element
Platin in das Siliziumsubstrat diffundieren läßt und als Lebensdauerverminderer der Ladungsträger wirkt, wodurch die-Schaltcharakteristik
der Halbleitervorrichtung verbessert wird.
Mit der Erfindung wird somit ein Verfahren zur
Herstellung einer Halbleitervorrichtung geschaffen, bei dem eine Platinbeschichtung zumindest auf eine Oberfläche eines
Siliziumsubstrats aufgebracht wird, das zumindest einen in ihm gebildeten ρ η - Übergang aufweist; danach wird eine
Nickelschicht auf das platinbeschichtete Siliziumsubstrat platiert, und dann wird die platierte Nickelschicht einer
Wärmebehandlung bei einer Temperatur unterzogen, die zum Diffundieren des Platins in das Siliziumsubstrat ausreichend
ist.
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232139p
_ Zj. _
Die Erfindung wird in folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Fig. 1 bis 6 zeigen eine Reihe von Stufen zur Herstellung einer Siliziumdiode nach einem Verfahren gemäß
der Erfindung. . - .
Im folgenden wird nun eine vorzugsweise gewählte.. ... =
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Veranschaulichung anhand der Fig. 1 bis 6 erläutert.
Gemäß der Zeichung, in der eine Reihe von.Stufen
zur Herstellung einer Siliziumdiode gezeigt ist, wird einn - leitfähiges Siliziumsubstrat 1 zuerst hergestellt., wie
dies in Figur 1 gezeigt ist.
Danach wird ein-n - Störstoff, z.B. phosphor,
in das Siliziumsubstrat 1 diffundiert. Diese Diffusionsbehandlung führt zur Bildung von n+ - diffundierten Bereichen
2 und 3 im Siliziumsubstrat 1. Während dieser Diffusionsbehandlung werden ebenfalls Siliziumdioxydbeschichtungen =
4 und 5 auf den Oberflächen des Siliziumsubstrats 1 gebildet
(Fig. 2). .-.-.-■
Es wird dann einer, der in dem Siliziumsubstrat gebildeten n+-diffundferten Bereiche beispielswiese durch
eine Läppungsbehandlung entfernt, so daß einer der beiden Oberflächen des η - Bereichs 1 freiliegt (Fig. 3) und
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ein ρ - Störstoff, z.B. Bor, wird von dieser freiliegenden Oberfläche in das Substrat diffundiert.
Fig. 4 zeigt den Aufbau, der nach. Diffusion des
ρ - Störstoffs erhalten wird, wobei die Bezugsziffer 6 einen p+ diffundierten Bereich und die Bezugsziffer 7 eine
Siliziumdioxydbeschichtung 'bezeichnet, die während der
Bildung des p+ diffundierten Bereichs 6 erzeugt wurde.
Als Ergebnis dieser Stufen wird eine p+nn+ - Siliziumdiode
in dem Siliziumsubstrat gebildet. In anderen Worten, in diesem p+nn+ Aufbau dient der p+ diffunderte Bereich
und n+ - diffundierte Bereich J jeweils als Grundschicht,
auf der eine Elektrode zu bilden ist.
Die Siliziumdioxydbeschichtungen auf dem Siliziumsubstrat
mit der in der zuvorgeschriebenen Weise darin gebildeten p+nn+ - Diode werden vollständig entfernt, und
das Siliziumsubstrat wird dann für eine kurze Zeitperiode in eine wässrige Lösung eingetaucht, die
Ohlorplatinsäure und Wasserstofffluorsäure enthält.
Wird das Siliziumsubstrat in diese wässrige Lösung eingetaucht, wird das Element Platin von der Chlorplatinsäure
durch die Reduzierungsreaktion der Wasserstofffluorsäure abgetrennt und auf den Oberflächen des Siliziumsubstrats
abgeschieden, wovon das Siliziumdioxyd durch die gleiche ' Wasserstofffluorsäure entfernt worden ist; dadurch wird
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eine dünne Platinbeschichtung auf den Oberflächen des
Siliziumsubstrats gebildet.
Nach der Bildung der PlatinbeSchichtungen wird das Siliziumsubstrat- gespült und getrocknet und dann einer
Wärmebehandlung für etwa 5 bis 10 Minuten in einer inerten Atmosphäre bei einer Temperatur in der Größenordnung
von 700° 0 unterzogen. Fig. 5 zeigt das Silziumsubstrat nach der Wärmebehandlung, und dde Bezugs ziffer 8 und 9
bezeichnen die Platinbeschichtungen.
Danach werden auf den Oberflächen des Siliziumsubstrats
durch eine bekannte Art der stromlosen Vernickelung (Fig. 6) Nickelschichten 10 und 11 gebildet.
Die so platierten Nickelschichten sind hinsichtlich ihrer Adhäsionseigenschafteniibezug auf das Siliziumsubstrat
nicht vollkommen zufriedenstellend, und daher kann ihr Kontaktwiderstand nicht als ausreichend niedrig bezeichnet
werden.
Aus diesem Grunde werden die platierten Nickelschichten einer Behandlung unterzogen, mit der sie auf das
Siliziumsubstrat aufgebacken werden, und diese Wärmebehandlung wird durch Erhitzung der Nickelschichten in einer inerten
Atmosphäre bei einer Temperatur von 800 bis 900° C durchgeführt.
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Durch diese Wärmebehandlung verursachen die Platinbeschichtungen auf dem Siliziumsubstrat die
Verbesserung der Adhäsion zwischen den platierten Nickelschichten und dem Siliziumsubstrat und gleichzeitig findet
die Diffusion des Elements Platin in das Siliziumsubstrat statt. In anderen Worten, das in das Siliziumsubstrat
diffundierte Element Platin wirkt als Lebensdauerverminderer für die Ladungsträger.
Damit das Platin auf dem Siliziumsubstrat in der vorgeschriebenen Weise wirken kann, ist er erwünscht, daß
diefihitzungszeit in einem Bereich von 10 bis 60 Minuten
liegt.
Durch Durchführung dieser Stufen wird die Herstellung eines Halbleitervorrichtungsabschnitts gemäß der Erfindung
erreicht.
Aus den vorhergehenden Ausführungen ergibt sich, daß erfindungsgemäß die zwischen den platierten Nickelschichten
und dem Siliziumsubstrat aufgebrachten Platinbeschichtungen nicht nur für Vergrößerung der Adhäsionsfestigkeit zwischen
diesen Teilen wirkt, sondern ebenfalls als eine Diffusionsquelle wirkt, so daß das Element Platin in das Siliziumsubstrat
während der Wärmebehandlung der platierten Nickelschichten diffundiert und als Lebensdauerverminderer für '
die Ladungsträger wirkt.
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- β- 2321330
Demgemäß wird in einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Halbleitervorrichtung ein exzellenter
Kontakt zwischen den Elektroden und dem Substrat gewährleistet, und ferner wird die Schaltcharakteristik der
Halbleitervorrichtung verbessert.
Die Erfindung wurde zwar bei der Herstellung eine Siliziumdiode beschrieben, jedoch kann sie natürlich
jederzeit bei der Herstellung von anderen Halbleitervorrichtungen in gleicher Weise angewendet werden.
Mit der Erfindung wird somit ein Verfahren zur
Herstellung von Halbleitervorrichtungen geschaffen, bei
dem eine Platinbeschichtung auf die Oberfläche eines Siliziumsubsträts vor der Bildung einer Nickelschicht darauf
abgeschieden wird,"dann wird auf dem mit Platin beschichteten Substrat^eine Nickelschicht platiert, und dann wird der
Aufbau einer Wärmebehandlung unterzogen, um das Platin in das Siliziumsubstrat diffundieren zu lassen, wodurch das '
Platin zur Vergrößerung der Adhäsionsfestigkeit der platierten
Nickelschicht auf dem Siliziumsubstrat wirkt und ferner das in das Siliziumsubstrat diffundierte Element Platin als
Lebensdauerverminderer für Ladungsträger dient, wodurch die
Schaltcharakteristik der Halbleitervorrichtung verbessert "
wird.
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Claims (4)
1.) Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung,
dadurch gekennzeichnetj daß man eine Platinbeschichtung
(8,9) auf zumindest eine Oberfläche eines Siliziumsubstrats (1) mit zumindest einem darin gebildeten ρ η - Übergang
abscheidet, daß man das Substrat (1) einer ersten Wärmebehandlung
zur Vergrößerung der Adhäsionsfestigkeit der platierten Platinschicht (8,9)auf demSiliziumsubstrat (1)
unterzieht, daß man eine Nickelschicht (10,11) auf das mit Platin beschichtete Siliziumsubstrat (1) platiert und
daß man dann die.platierte Nickelschicht (10,11) einer
zweiten Wärmebehandlung bei eiiier Temperatur unterzieht,
die zum Diffundieren des Platins, in das Siliziijmsubstrat (1)
ausreichend ist · .., .......
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abscheidung einer Platinbeschichtung (8,9) durch Eintauchen
des Siliziumsubstrats (1) in eine wässrige Lesung
durchgeführt wird» die Chlprplatinsäure und Wasserstofffluorsäure
enthält,... _..,.., - ... .■ _. . · -
$. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,. dadurch gekennzeichnet»
daß die erste Wärmebehandlung für die platierte Platinschicht (8,9) für 5 bis 10 Minuten in einer inerten Atmosphäre bei
einer Temperatur von etwa 700Q G durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichet,. daß. .die,.zweite, Wärmebehandlung für
das platierte Nickel für 10 bis 60 Minuten in einer inerten Atmosphäre bei einer Temperatur von 800 bis 900° C
durchgeführt wird*
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |