DE2321390B2 - Verfahren zur herstellung einer halbleitervorrichtung - Google Patents
Verfahren zur herstellung einer halbleitervorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DT-AS 12 13 921 ist ein derartiges Verfahren
bekannt, bei dem als Edelmetallschicht eine Silberschicht dient, die nach Erwärmung ein Eutektikum mit
dem Halbleiterwerkstoff bildet. Zur Verbesserung der Haftung der auf die eutektische Schicht aufzubringenden
Nickelelektrode wird vor der stromlosen Abscheidung des Nickels die Oberfläche der eutektischen
Schicht in einer Nickel- und Fluor-Ionen enthaltenden Lösung aktiviert.
Aus den DT-AS 19 57 500, DT-AS 19 58 807 und FR-PS 14 17 621 sind Verfahren bekannt, zur Verbesserung
des ohmschen Kontakts zwischen einem Siliziumsubslrat und einer metallenen Anschlußelektrode durch
Aufbringen und nachfolgendes Eindiffundieren von Platin bei Temperaturen zwischen 400 und 7000C im
Siliziumsubstrat zunächst eine dünne Randzone auf Platinsilizid zu bilden, auf welche weitere Metallschichlen
aufgeschichtet werden, die unter den Gesichtspunkten guter Haftung auf Siliziiimdioxid- oder Siliziumnitridschichten
wie z. B. Titan und guter Kontaktierbarkeil wie z. B. Gold ausgewählt sind. Dabei dienen
Zwischenschichten aus Platin dazu, unerwünschte Reaktionen zwischen solchen Metallschichten wie
beispielsweise zwischen Titan und Gold zu vermeiden.
Aus der DT-AS 12 83 970 ist ferner ein Verfahren bekannt, bei dem auf das Halbleitersubstrat als
Metallschicht Molybdän oder Wolfram direkt aufgebracht wird.
Diese bekannten Verfahren gewährleisten jedoch nur
eine gute Haftung einer Metallelektrode auf einem Siliziumsubslral, haben aber keine Auswirkungen auf
die Schalicharaklcristik des Halbleiterbauelements.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben,
welches eine gute Haftung der Nickelschicht auf dem Siliziumsubstral sowie eine verbesserte Schaltcharakteristik
der Vorrichtung ergibt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten
Maßnahmen gelöst.
Dabei wird durch die erste Wärmebehandlung eine gute Haftung der Platinschicht auf dem Siliziumsubstrat
erzielt, während die zweite Wärmebehandlung bei höherer Temperatur die Verankerung der Nickelschicht
auf der Platinschicht und zugleich ein Eindiffundieren des Platins in das Substrat in einem solchen Ausmaß
bewirkt, daß es dort in an sich bekannter Weise (US-PS 36 40 783) als Lebensdauerverminderer für die Ladungsträger
wirkt und auf diese Weise zu einer Verbesserung der Schaltcharakteristik des Halbleiterbauelements
führt.
Vorzugsweise erfolgt das Abscheiden der Platinschicht durch Eintauchen des Siliziumsubstrats in eine
wäßrige Lösung mit Chlorplatinsäure und Fluorwasserstoffsäure. Die Fluorwasserstoffsäure reduziert das
Platin der Fluorplatinsäure und löst gleichzeitig auf dem Siliziumsubstrat etwa noch befindliche Siliziumdioxidschichten
auf.
Im folgenden ist als Ausführungsbeispiel die Herstellung
einer Siliziumdiode nach dem erfindungsgemäßen Verfahren anhand der Zeichnung beschrieben, die in
den Fig. 1 bis6schematisch verschiedene Herstellungsstufen der Diode darstellt.
Zunächst wird ein η-leitendes Sili/iumsubstrat 1
hergestellt, das in F i g. 1 dargestellt ist. Danach wird ein n-Störstoff wie beispielsweise Phosphor in das Siliziumsubstrat
1 eindiffundierl. Diese Diffusionsbehandlung führt zur Bildung von η+ -diffundierten Bereichen 2 und
3 im Siliziumsubslrat 1. Während dieser Diffusionsbehandlung werden außerdem auf den Oberflächen des
Siliziumsubstrats 1 Siliziumdioxidschichten 4 und 5 gebildet (F ig. 2).
Danach wird einer der in dem Siliziumsubstral 1 entstandenen η+ -diffundierten Bereiche beispielsweise
durch Läppen entfernt, so daß eine Oberfläche des η-leitenden Siliziumsubstrats 1 freiliegt (F i g. 3).
Von dieser freigelegten Oberfläche her wird hierauf ein p-Störstoff wie beispielsweise Bor in das Substrat
eindiffundiert. Die Fig.4 zeigt den Aufbau, der sich
nach dem Eindiffundieren des p-Störstoffs ergibt, wobei 6 einen ρ+ -diffundierten Bereich und 7 eine während
der Bildung des p + -diffundierten Bereichs 6 erzeugte Siliziumdioxidbeschichtung bezeichnet.
Als Ergebnis dieser Verfahrensschritte ist in dem Siliziumsubstrat eine ρ+ nn +-Siliziumdiode ausgebildet,
so daß der ρ+ -diffundierte Bereich 6 und der η+ -diffundierte Bereich 3 Grundschichten darstellen,
auf denen Elektroden aufzubringen sind.
Die Siliziumdioxidschichlcn auf dem Siliziumsubstrat
mit der darin erzeugten p + nn + -Diode werden vollständig entfernt, wonach das Siliziumsubstrat für kurze Zeit
in eine wäßrige Lösung mit Chlorplatinsäure und Fluorwasserstoffsäure getaucht wird. Dabei wird Platin
von der Chlorplatinsäure durch die Reduktion mittels der Fluorwasserstoffsäure getrennt und auf den
Oberflächen des Siliziumsubstrats abgeschieden, von denen das Siliziumdioxid mittels der Fluorwasserstoffsäure
entfernt worden ist. Auf diese Weise wird eine
to dünne Platinschicht auf den Oberflächen des Siliziumsubstrats gebildet.
Nach Bildung der Platinschichl wird das Siliziumsubstrat gespült, getrocknet und danach für etwa 5 bis 10
Minuten einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur in der Größenordnung von 7000C in inerter Atmosphäre
unterzogen. Die Fig. 5 zeigt das Siliziumsubstrat nach der Wärmebehandlung, wobei 8 und 9 die
gebildeten Platinschichten bezeichnen.
Danach werden auf den Oberflächen des Siliziumsubstrais
bzw. der darauf nunmehr ausgebildeten Platinschichten auf bekannte Web.e mittels stromloser
Vernickelung Nickelschichten 10 und 11 gebildet (Fig. 6). Die auf diese Weise plattierten Nickelschichten
haften noch nicht zufriedenstellend auf dem Siliziumsubstrat, so daß der Koritaktwidersta;;d noch nicht
ausreichend niedrig ist. Aus diesem Grunde werden die plattierten Nickelschichten einer Wärmebehandlung
unterzogen, mit der sie aut das Siliziumsubstrat aufgebacken werden. Diese Wärmebehandlung wird
durch Erwärmung der Nickelschichten auf eine Temperatur von 800 bis 9000C in inerter Atmosphäre
durchgeführt.
Durch diese Wärmebehandlung verbessern die auf das Siliziumsubstrat aufgebrachten Platinschichten die
Haftung zwischen den plattierten Nickelschichten und dem Siliziumsubstrat, wobei zugleich das Platin in das
Siliziumsubstrat eindiffundiert und dort als Lebensdauerverminderer
für die Ladungsträger wirkt. Damit das Platin auf diese Weise wirken kann, empfiehlt sich
eine Erwärmungszeitdauer von 10 bis 60 Min.
Die zwischen den plattierten Nickelschichten und dem Siliziumsubstrat aufgebrachten Platinschichten
erhöhen somit nicht nur die Haftung zwischen diesen, sondern wirken darüberhinaus als Diffusionsquelle, aus
der das Platin während der Wärmebehandlung der plattierten Nickelschichten in das Siliziumsubstrat
eindiffundiert, wo es als Lebensdauerverminderer für die Ladungsträger wirkt. Daher ist bei einer auf diese
Weise hergestellten Halbleitervorrichtung sowohl ein ausgezeichneter Kontakt zwischen den Elektroden und
dem Substrat gewährleistet als auch die Schaltcharakteristik der Halbleitervorrichtung verbessert.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung .einer Halbleitervorrichtung
mit mindestens einem PN-Übergang, bei dem auf die Oberfläche eines Siliziumsubstrats eine
Edelmetallschicht aufgebracht, das beschichtete Substrat einer Wärmebehandlung ausgesetzt und
anschließend stromlos eine Nickelschicht aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß
als Edelmetallschicht eine Platinschicht aus einer Lösung stromlos auf das hochdotierte Siliziumsubstrat
abgeschieden, die Wärmebehandlung bei etwa 700°C über 5 bis 10 Minuten durchgeführt und die
Anordnung nach Aufbringung der Nickelschicht einer weiteren Wärmebehandlung bei einer Temperatur
von 8OG bis 9000C über 10 bis 60 Minuten unterzogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abscheiden der Platinschicht durch
Eintauchen des Siliziumsubstrats in eine wässerige Lösung mit Chlorplatinsäure und Fluorwasserstoffsäure
erfolgt.
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