DE2325106A1 - Halbleiter und verfahren zur gasaetzung von halbleiterelementen - Google Patents

Halbleiter und verfahren zur gasaetzung von halbleiterelementen

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DE2325106A1
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Description

PATENTANWALT
Telefon COS SI) S382 IS B30212
Tele« S-24303 Sopafc
TÄMWSL-T
Dr.ree·. naLD.TfiEEECcB OlpWng. W. Wcüafaiai?
■ Dr. rar. mat. I. teal
© GD Q OB §
Matsushita Electric Industrial
Halbleiter und Verfahren zur Gasätsm Halbleiterelementen
Di© Erfindung bezieht sich auf. ©ia IFerfanr@a toa Halbleiterelementen und insbosoadere auf ein® Verbesserung des Gasätsverfahrens a das bsi chemischen Ver bindungen für Halbleiter wirksam ist»
Bei ©ineia Halbleiterelemen-t,
oder iHiGaP-iichteffseugendexi Dioden, u±züe tjeaa di© bindung dem Äußeren Sösgesets.t ifird/'dsr ©sspoalert® T@il der Verbindung geStstff wodurch Krist^llf@Iilstell@a und OfoerfläeheEwerunreinigungen entfernt werden B um so di©
- 2 4έθ ι Ub-
Bei- ©iffisiB solchen Ätzverfahren wird üblicherweise heißes Königswasser sis Ätslösung verwendetι das Ät&en wird durch Eintauchen das Halbleitersubstrats in die Ätzlösung für mehr als einige wenige' Minuten ausgeführt» Dabei ist . in-diesem FalJLff vm eine selektive Ätzung auszuführen, eine Maske erforderlietSjj die di@ Ätslösung als entsprechende Ätz™" maske aushältβ iss Fall der Anwendung von»' heißem. Königswasser können SiO^i, S±„iäAi> JkI0O- Qd»dgl» bei der Ausführung nach dem C¥D-Verfate'esi CS¥D» chenlische Dampf nieder schlagung) oder nach dem Sprits- oder gerstäufoungsverfahren verwendet werden« Jedoch ist es bei einem solchen Ätzverfahren erforderlich,-daß man spült und Wasser durch Destillation-oder reines Wasser aasii denn J&tsen entfernt 0 da das Ätsen unter Feuchtigkeit ®?asg<sfi!fert wird;" außerdem bestehen Schwierig= keitsn dahingehesid„ daß Metallionen in Lösung die Halbleiteroberfläche t?eröBsreinigenο Außerdem ist es sehr schwie-■rig^ einen stabilem Film als Ätzmaske su-erzielen„ d.h. anders als in deajeaigen Fällen, t<ro ~nach dem CVD-Verfahren od@r nach dem Spritsverfahren gearbeitet lAfird= Weiterhin sind sur Bildyiffig "eines stabilen Films nach den beiden vorstehend beschrieb®m@ra Verfahren-umfangreiche Einrichtungen und hoher technischer Aufwand erforderlich α Beispielsi^eise wird im Ätzverfahren mit heißem Königswasser bei einem
durch das "Spinning-on"-Verfahren (dieses ¥erbesieht "sieh darauf e daß sine Platte eines HaIb-
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leiters auf einem rotierenden Spinner angebracht und ein© Lösung .auf die Platte, aufgebracht wird.)„ wobei das überziehen fosx-Jo die Beschichtung durch Rotieren einer Beschichtung sämaschine ο- beispielsweise eines Spinners^ ausgeführt wird, der Film von der Halbleiteroberfläche infolge der Schwäche der Haftfestigkeit zwischen dem SiO7-FiIm und dem Halbleiter abgerieben bsw» abgeschliffene ttfährend die &tzlösung den verbundenen Teil zwischen dem Film und dem EaIb= leiter durchdringt 0 so daß eine selektive Ätsung nicht aufriedenstellend ausgeführt t-rerden kann ο Der sei tig ermöglicht das wSpinning=on"-Verfahren im Vergleich mit dem CVD-Verfahr en oder dem, Spri tsver fahren :„ daß dies© Anordnung und dies® Ausführung ifirtschaftlieher sind? während ' das Spritsverfahren an sieh auch einfach isto Wenn jedoch heißes Königswasser als Ätglösang verendet wlzüg besteht der Nachteil 5 daß di© Haftfestigkeit srwisehon ä©r Mask© und dem Halbleiter seht-jaeh ist»
Andererseits gibt es im Vergleich Mit ©in©m sol·= ■' chen Verfahrest durch feuchte Ätsung unt©r Anwendung von heißem Königswasser ein weiteres Verfahren zum trockenen . Ätzen,? i-robei Sie Hochtemperaturreaktion mit HCl-Gas nutsbar gemacht wird» Jedoch i-iird dieses Ätsesi mittels HCl-Gas unter hoher Temperatur von etwa 8©o°C ausgeführt„ so daß damnff w<ssm die Ätzung nach der- Bildamg der PN
dung von beispielsweise GaP ausgeführt wird, günstige Ergebnisse nicht erzielt werden können, nämlich infolge der unerwünschten Diffusion der Verunreinigungen während des Ätzens bei der hohen Temperatur. In dem, Fall, wenn das Ätzen ausgeführt worden ist, nachdem die PN-Verbindung von GaP gebildet wurde, ist es erforderlich, das Ätzen bei einer hinreichend niedrigen Temperatur auszuführen, die die PN-Verbindung nicht beeinträchtigt; oder in dem Fall, wenn dies nach der Bildung der Elektroden vorgenommen wird, ist es erforderlich, daß man die Ätzung bei einer Temperatur ausführt, die niedriger als die Legierungstemperatur von etwa 5oo°C ist.
Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes Ätzverfahren zu schaffen, wodurch die Möglichkeit besteht, eine trockene Ätzung bei verhältnismäßig.niedriger Temperatur auszuführen. Dabei handelt es sich im Vergleich mit dem mit heißem Königswasser ausgeführten Ätzverfahren um ein solches Ätzverfahren, das mit außergewöhnlich hoher Geschwindigkeit arbeitet. Dieses erfindungsgemäße Ätzverfahren für Oxydfilme, die durch ein einfaches Verfahren gebildet werden, beispielsweise nach dem"Spinning-on"-Verfahren, ist sehr wirksam. So gibt das Ätzverfahren gemäß der Erfindung die Möglichkeit, daß man eine Ätzung in der Weise durchführt,
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daß der Querschnitt der geätzten Oberfläche scharf ist; ferner besteht die Möglichkeit der selektiven Durchführung einer Ätzung mit Bezug auf die Richtung eines Kristalls. Weiterhin wird durch die Erfindung die Möglichkeit für ein solches Ätzverfahren geschaffen, das bei chemischen Verbindungen, wie GaP, InGaP, GaAs, InP, InAs, GaAlAs, GaAsP od.dgl. besonders wirksam ist. So gibt das Ätzverfahren gemäß der Erfindung eine sehr wirkungsvolle Möglichkeit zur Anwendung nach Bildung der PN-Verbindung beim Halbleiter ebenso wie nach der Bildung von Ormic-Legierungselektroden«. So wird erfindungsgemäß ein Gasätzverfahren geschaffen, das dadurch ausgeführt wird, daß man auf eine Halbleiteroberfläche ein Gas einwirken läßt, das durch Eintropfen eines Gemisches aus Chlorwasserstoff (HCl) und Salpetersäurelösung (HNO3S in eine Gaserzeugungseinrichtung gebildet wird oder das aus einem Gasgemisch aus HCl-Gas und HNO3-GaS erzeugt wirdf ferner da-durch erzeugt wird, daß man HNQ_-Gas durch HCl-Lösung hindurchleitet.
Diese erfindungsgemäße Aufgabe und die Vorteile und Merkmale der Erfindung sind aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen näher ersichtlich. In den Zeichnungen bedeuten;
Fig. 1 ein Verfahren zur Herstellung einer Lumineszenzdiode nach dem Mesa-Typ gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine Ausführung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 3 eine Veranschaulichung bezüglich der Differenz in der Ätzgeschwindigkeit zwischen dem erfindungsgemäßen Verfahren und demjenigen des Standes der Technik;
Fig. 4 (A) eine Querschnittsansicht eines geätzten Teils eines Halbleiters nach dem Verfahren mit heißem Königswasser;
Fig. 4 (B) eine Querschnittsansicht eines geätzten Leiterteils gemäß der Erfindung;
Fig. 4 (C) eine Querschnxttsansicht eines geätzten Teils bei einem Halbleiter nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei Wasserdampf in einem Ätzgas angewendet wurde;
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Fig. 5 eine Relation zwischen der Ätztemperatur und der Ätzgeschwindigkeit;
Fig. 6 eine Relation zwischen der Ätzgäsdichte
(Konzentration) und der Ä'tzgeschwindigkeit;
Fig. 7-*Daten zur !!^geschwindigkeit in der Richtung eines Kristalls.
Aus der nachfolgenden Erläuterung ist eine Aus- £ührungsform des erfindungsgemäßen-ützverfahrens beispielsweise bei einer lichterzeugenden Diode Cz0B. aus des Mesa-Typs ersichtlich.
Aus Fig ο 1 ist ein Verfahren sur Herstellung einer lichterzeugenden Diode vom Mesa-Typ ersichtlich. Zur Herstellung der Diode itfird zunächst' das GaP-Sub-' strat 1 vom N-Typ hergestellt» Die GaP-Schicht 2 vom K-Typ wird darauf nach einem epitaxialen Flüssigphasenverfahren gebildet? dann wird die GaP-Schicht 3 vom P-Typ gebildet, wie''in-Fig. 1-1 erkennbar» Anschließend ifird Au-Zn-Legierung oder Äu-Be—Legierung- auf die Schicht 3 ^OH» P-Typ als Elektroden "4 vom P=Typ in 2 ooo bis 5 ooo £ nach einem ¥aku«maöfdampfverfahren aufgedampft,
wie in Fig. 1-2 dargestellt. Anschließend wird die Legierungsschicht nach einem Photoätzverfahren, wie in Fig.1-3 dargestellt, teilweise entfernt. Danach wird, wie in Fig. 1-4 veranschaulicht ist, ein SiO^-Fiim einer organischen Oxiranverbindung mit einer Dicke von 1 ooo bis 4 ooo A auf der Schicht 3 vom P-Typ und auf den Elektroden 4 vom P-Typ durch Aufbringung einer Siliciumacetatlösung durch einen Spinner und auch durch Erhitzen des so gebildeten Films gebildet. Danach wird nur der notwendige Teil des Siliciumfilms bzw. Siliciumdioxydfilms belassen, während die übrigen Teile entfernt werden, um Ätzmasken 51 nach
dem Photoätzverfahren zu bilden, wie in Fig. 1-5 dargestellt ist. Das so hergestellte Element wird geätzt, um eine Struktur vom Mesa-Typ su bilden, nämlich nach dem Ätzverfahren gemäß der Erfindung' durch eine Arbeitsweise, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, die nachstehend im einzelnen .näher beschrieben wird. -
Die Xtzmasken, die aus einem SiO^-Film hergestellt sind, werden entfernt, nachdem das Ätzverfahren beendet ist. Schließlich wird eine Au-Si-Legierung oder eine Au-Sn-Legierung auf die Rückseite des Substrats vom M-Typ in 3-ooo bis Ίο ooo S'aufgedampft, wodurch die Elektrode 7 vom N-Typ gebildet wirdj dann erfolgt thermische Behandlung In einem Gemisch aus M2-GaS und
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H2"~Gas bei einer Temperatur von 4oo°C bis 600 C während einiger Minuten, und ein Qrmic-Verfahren wird durchgeführt, wie in Fig. 1.-7 veranschaulicht ist«
In Fig. 2 ist ein Ätzverfahren oder ein Ätzsystem veranschaulicht, das bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Ätzverfahrens brauchbar ist? dabei wird das Halbleitersubstrat mit den Ätzmaske« 51, angebracht auf der PN-Verbindung« wie in Fig„ 1-5 veranschaulicht/ geätzt, so daß ein Element von Mesa-Typ hergestellt wird»' Gemäß dieser Figur wird beispielsweise 35 -%iger Chlorwasserstoff (HCl) to und ζ .Bv 60 %ige Salpetersäurelösung (HNO3) 11 in einen Trichter 12 in einem Verhältnis von beispielsweise' 3■ s 1 eingetropft? darin erfolgt Vermischung? dann wird das Gemisch in die Gaserzeugung sein·= . richtung 13 eingetropft« Die zu erzeugende Gasmenge kann variiert werden, nämlich in Übereinstimmung mit der An-' derung des Verhältnisses des. Gemisches zwischen HCl und HNQ3, das-in die Gaserzeugungseinrichtung 13 eingetropft wird. Die Gaserzeugungseinrichtung 13 wird bei einer Temperatur von etwa 12© C durch'die Erhitzungseinrichtung
14 kontrolliert? die Lösung des so- eingetropften Gemisches reagiert schnell gemäß der Umsetzungsgleichüng. HNO3 + 3 HC1-==§»C12 ψ NOCi -S- 2 H2O? so wird das Ätsgas
15 erzeugte In diesem Fall fließt di© überschüssig©
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- Ίο - -
Mischlösung, die die Reaktion beendet, an der Neigung der Gaserzeugungseinrichtung 13 entlang, um .dann in den Vorratsbehälter 16 zu tropfen, während das erzeugte Ätzgas 15 der Kondensationseinrichtung 18 durch die Leitung 17 der Gaserzeugungseinrichtung 13 zugeführt wird. Da die Kondensationseinrichtung 18 durch Eiswasser 19 bei einer Temperatur von O0C gekühlt wird,-wird der im Ätzgas ent-
haltene Dampf kondensiert und in der Kondensatiqnseinrichtung 18 abgetrennt; nur trockenes Gas wird zum Austauschventil 2o geleitet. Der Fließmesser 21 entspricht einem Schaumzähltyp und prüft den Ätzgasfluß bei konstantem Wert, z.B. 5o ccm/Min. bis 5oo ccra/Min., nämlich durch das Austauschventil 2o hindurchgehend und durch Prüfung der Schaummenge; nach der Messung wird das Ventil verändert, um das Gas zur Erhitzungseinrichtung 24 zu leiten. Das trockene Ätzgas„ das durch das Ventil 2o hindurchgegangen ist, wird mit Stickstoffgas (N?) oder einem Ge- . misch aus N3-GaS und H_-Gas aus dem Fließmesser 22 vermischt; dann wird es der Erhitzungseinrichtung, oder thermischen Einrichtung 24 sugeführt, wo es auf etwa 25o°C bis 4oo C erhitzt wird= Der Fluß des Trägergases 23 wird bei etwa 2oo ccm/Min, bis 1 000 ccm/Min«- kontrolliert. Das trockene Ätzgas, das in der Erhitzungseinrichtung 24 auf etwa 25o°C bis 4oo°C vorerhitst wird, wird auf. das' Halbleitersubstrat 27 gleichförmig aus der_Düse 26 der Reaktionseinrichtung 25 nach Vollendung des Verfahrens,
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wie in Fig. 1-5 veranschaulicht?, aufgesprüht;. das Halbleitersubstrat 27 wird so geätzt." In diesem Fall wird die Reaktionseinrichtung 25 auf etwa 2oo°C bis 4oo°C durch den elektrischen Ofen 28 erhitzt» Die Ätztemperatur kann etwas niedriger als diejenige der Reaktionseinrichtung, wie vorstehend beschrieben,? -sein; es ist jedoch -erforderlich , die Temperatur wenigstens.oberhalb1 des Siedepunktes von Wasser au halten» Wenn sie unterhalb des Siedepunktes liegt,, wird die Feuchtigkeit in der Halbleiteroberfläche adsorbiert^ so daß der Effekt der trockenen Ätzung hinsichtlich aller daraus resultierender Vorteile reduziert wirdο Das so.nach-diesem Ätzverfahren geätzte Halbleitersubstrat vom Mesa~Ty.p hat- eine entsprechende Struktur nach diesem Mesa~Typp wi@' in Fig„ 1-6 veranschaulicht istο Hach dem Ätsen wird das Ätzgas zum Schaumtypfließmesser durch das Austauschventil 2o umgeschaltet; und die Erhitsungseinrichtung 24 wird abgeschaltet. Dies ermöglicht; daß die Atmosphäre in der Reaktionseinrichtung 25 schnell durch "das Trägergas ausgetauscht ttrixd; das durch den Fließmesser 22 vom Schwimmertyp eingebracht wird« In diesem Fall wird das mesa-geätste Halbleitersubstrat 27 durch Abschalten des-elektrischen Ofens 28 gekühlt. Mach Vollendung dieses Ätzverfahrens wird das Halbleitersubstrat 27 aus dee Reaktionselarichtung 25
entnommen; die Elektroden sind darauf gebildet, wie in Fig. "' 1-7 veranschaulicht ist; dementsprechend ist das Halbleiterelement vollendet. .
Nachdem gemäß der vorstehenden Erläuterung ein Ätzgas in der Gaserzeugungseinrichtung .13 erzeugt wurde, wird das trockene Gas dadurch erhalten, daß die Feuchtigkeit durch die Kondensationseinrichtung 18 entfernt wird. Jedoch kann sein, daß das trockene Gas nicht notwendigerweise ein 1oo %ig trockenes Gas ist? das bedeutet, daß eine kleine Menge von Dampf im Ätzgas, das aus der Düse 26 ausgesprüht wird, enthalten sein kann; oder Dampf kann von außen her geringfügig zum trockenen Gas hinzugegeben werden. Oie Zugabe einer kleinen Dampfmenge ermöglicht eine Kontrolle der Ätzgeschwindigkeit, ferner eine Konfigurationskontrolle auf einem su ätzenden Querschnitt oder eine Kontrolle der Ätzgeschwindigkeit in der Richtung des Kristalle.
In der vorstehenden Äusführungsform ist eine Erläuterung nur- im Hinblick auf ein Ätzverfahren gegeben worden, das ein Halbleitersubstrat betrifft, und ferner hinsichtlich eines Herstellungsverfahrens, wodurch diese Arbeitsweise realisiert wird« Jedoch ist die Erfindung auch
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zum Ätzen anderer chemischer Verbindungen-brauchbar; desgleichen, ist sie bei einem anderen CVD-Verfahren als dem "Spinning-onM-Verfahren brauchbar, nämlich mit Bezug auf die Bildung des Oxydfilms für das Ätzen.
Wie vorstehend beschrieben, ist das Trockenätzverfahren gemäß der Erfindung beim Ätzen von .Halbleiterver- .
bindungen, z.B. GaP, InP, GaAs odedgl*# bei niedriger. Temperatur vor 2oq C bis 4oo C besonders wirksam? ferner kann man eine stabile Ätzung auch bei SiC^-Oxydfilmen nach dem "Spinning-on"-Verfahren ohne Verunreinigung durch Metallionen auf dem Halbleiter erzielen. Außerdem resultiert keine charakteristische .Veränderung infolge von Verunreinigungsdiffusioneiiff wie sich aus Hochtemperaturchlorwas~ serstoffgas ergibt» Da insbesondere die Gasätzung beispielsweise durch Chlorwasserstoffgas entsprechend den bekannten Verfahren ein© hohe Temperatur von etwa 8000C nicht erfordert,"brachte das Ätzverfahren nach Bildung der PN-Verbinöisrsg oder Bildung der Ormic-Legierungselektro*- den -einige Schwierigkeiten mit sieha Dagegen kann bei dem erfindungsgemäBeK Verfahren * selbst dann,.wenn-die Me sa-Ätzung nach Bildung des Halbleiterelements ausgeführt würde, das. Element mit vorzüglichen Eigenschaften ohne Nachteile erhalten werden. e nämlich ©hue Störung der pn-Verbindungff wi© bsi bekannten Verfahren gebildet," desglei-
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chen ohne Störung der Verteilung von Verunreinigungen in dem Element.
Die nachstehende Erläuterung bezieht sich auf die Effekte gemäß der Erfindung bei der Anwendung des Verfahrens auf ein GaP-Halbleiterelement.
Ersichtlich ist jedoch, daß die Erfindung auch auf Verbindungen für Hälbleiterelemente anwendbar ist; wie GaAs, GaAsP, GaAlAs, InP od.dgl.
, In Fig. 3 ist eine graphische Darstellung veranschaulicht, die die Ätzgeschwindigkeit nach dem Gasätzverfahren gemäß der Erfindung im Vergleich mit den bekannten Verfahren zeigt, nämlich mithilfe von heißem Königswasser zum Zweck des Vergleichs, wobei die Linie A die Charakteristika gemäß der Erfindung und die Linie B die Daten entsprechend bekannten Verfahren mit Bezug auf die Fläche oder Front (TTT) von GaP angibt. Aus der graphischen Darstellung ist ersichtlich, daß die Ätzgeschwindigkeit nach dem Verfahren gemäß der Erfindung weitaus größer als diejenige nach den bekannten Verfahren ist.
Fig. 4 zeigt jeweils verschiedene Querschnittsgestaltungen eines Halbleiters gemäß der Erfindung und dem Stand der Technik; dabei veranschaulicht Fig. 4 (A) einen Querschnitt gemäß dem Stand der Technik unter An-
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des Verfahrens mit heißem Königswasser;-.FIg0 4 (B) zeigt die Darstellung gemäß der Erfindung* Aus diesen Figuren ist ersichtlich,. daß der Querschnitt· gemäß den. bekannten Produkten eine mehr gleichförmige Oberfläche hat» t^ährend derjenige bei den Produkten gemäß der Erfindung in gewisser Hinsicht eine sehr scharfe Oberfläche aufweist. Wie in Fig. 4 (B) veranschaulicht, würden wenn die inrÄtzgas enthaltene Dampfmenge auf KuIl oder bis nahe -an Null heran reduziert werden könnte, die Ätzselektlvlt-ät in der Richtung des Kristalls merklich verbessert werden β Fig„ 4 CG) veranschau·1-licht, einen Querschnitt des Elements «ach dem Verfahren gemäß der Erfindung, wobei Dampf sum Ätzgas hinzugefügt wor™ den ist. Wie.-aus des vorstehenden Erläuterung ersichtlich, ermöglicht eine Dampf zugab© sum Ät-ggas, daS di@ su Stsende Querschnittsgestalt variierte Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Ätzgeschi-ffindigkeit durch Parameter geregelt werden„ beispielsweise Verhältnis der. Konzentration zwischen dem Ätsgas und d@m.Trlg@rgasf Fließbehandlungs- · temperatur und Dampfmsnge, di@ sum Ätsgas hinsugegeben wird.
■ . In Fig. 5 ist eine Relation zwischen der "Ätzgeschwisidigkeit und der Behandlungstemperatur veranschaulicht g wo die Ätagaskonsentration und dee. FIuB konstant bleiben. Wie aus dieser Figur ersi-ch'tlich ist, wird, je höher cüie BehandlungsgesehwiMigkeit isfej, desto sehnel-
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ler die Ätzgeschwindigkeit. In Fig. 6 ist eine Relation zwischen der Konzentration des Ätzgases, das im Trägergas enthalten ist, und der Ätzgeschwindigkeit veranschaulicht. Hieraus ist ebenfalls ersichtlich, daß die Ätzgeschwindigkeit umso höher wird, je höher die Ätzgaskonzentration ist. Außerdem ist erfindungsgemäß festzustellen, daß differierende Ätzgeschwindigkeiten in Übereinstimmung mit der Richtung des Kristalls erhalten werden können.
Fig. 7 veranschaulicht eine Relation zwischen der . Richtung des Kristalls und der Ätzgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Ätzens. Auch aus dieser Figur ist zu erkennen, daß eine Ätzgeschwindigkeit bei jeder Richtung der Fläche oder Front (111) geringer ist als diejenige bei der Richtung innerhalb der Front oder Fläche (TTTi.. Das bedeutet, daß unerwünschte Flächenätzung oder.Frontätzung verhindert wird, wenn die Ätzung mit Bezug auf die Front (TTT) ausgeführt wird. Außerdem ist aus der Tatsache, daß die Ätzgeschwindigkeit mit Bezug auf die Richtungen des Kristalls unterschiedlich oder selektiv ist, zu berücksichtigen, daß das erfindungsgemäße Verfahren mit Bezug auf das Kristallwachstum sehr wirkungsvoll und bevorzugt ist, insbesondere in einem solchen Fall, daß eine Ätzausnehmung im Kristallsubstrat perforiert und eine epitaxiale Schicht selektiv aufgewachsen wird. Der Grund dafür liegt darin, daß eine Kristalloberfläche auf der Ätz-
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ausnehmung erscheint. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung sind die folgenden Merkmale zu berücksichtigen: da die Ätzung beim abschließenden Halbleiterverfahren durchgeführt werden kann, kann der geätzte Oberflächenteil des Halbleiters, wenn eine Kombination zusammen mit der CVD-Einrichtung erfolgt,χ stabil durch z.B. einen SiO2-FiIm behandelt werden, d.h. ohne Herausnahme aus der Einrichtung nach der Mesa-Ätzung,nämlich im Gegensatz zum üblichen Ätzverfahren, z.B.wie beim Naßätzverfahren oder Hochgasätzverfahren. Demensprechend wird die Lebens- - dauer der Halbleitereinrichtung stärker verlängert; desgleichen kann diese in stabilerer Form hergestellt werden.
Die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Ausführungsform betrifft eine Erläuterung eines Verfahrens zur Erzeugung eines Ätzgases, wobei ein Gemisch aus Chlorwasserstoff und Salpetersäurelösung in die Einrichtung zur Erzeugung des erhitzten Gases eingebracht wird. Zu berücksichtigen ist jedoch, daß das Verfahren nicht auf diese beschriebene Anwendungsform begrenzt ist, sondern ein Gemisch aus HCl-Gas und HNO3-GaS ebenfalls angewendet werden kann, nämlich im Hinblick auf denselben Zweck und zur Erzielung derselben Effekte durch Reaktion der entsprechenden Substanzen. In ähnlicher Weise ist es ebenfalls möglich, daß man das Ätzgas dadurch erzeugt, indem das HNO3-GaS durch die Chlorwasserstofflösung oder umgekehrt das HCl-Gas durch die HNO3-Lösung geleitet wird und diese Komponenten jeweils umgesetzt werden. Das er-
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findüngsgemäße Verfahren ist auch zur Erzeugung eines Ätzgases durch Vermischung von NOCl-Gas und Cl2 -GaS sehr wirksam. Insgesamt gesehen zeigen die vorstehenden Erläuterungen, daß HCl oder HNO3 entweder als,Gase oder als Lösungen angewendet werden können.
Weiterhin ist aus den vorstehenden Erläuterungen ersichtlich, daß sich das erfindungsgemäße Verfahren zum Ätzen von Halbleitern dadurch auszeichnet, daß die Ätzung bei einer Temperatur ausgeführt wird, die höher als der Siedepunkt von Wasser liegt, nämlich mit Bezug auf das erzeugte Gas, das aus einem Gemisch unter Einschluß entweder einer wässrigen Lösung oder eines gasförmigen Gemisches erhältlich ist und aus HCl und HNO3 besteht.
Ersichtlich ist weiterhin, daß das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit schafftc daß der Halbleiter schneller als bei dem üblichen Ätzverfahren geätzt wird, beispielsweise nach dem Verfahren mit heißem Königswasser, wobei erfindungsgemäß der Halbleiter ausgezeichnete und überragende Eigenschaften besitzt.
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Claims (7)

. - 19 - Patentansprüche
1. Verfahren zum Gasätzen eines Halbleiterelements unter Bildung einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht auf einem ersten Substrat, Aufdampfung einer Legierung auf die zweite Schicht, Entfernung gewisser Teile der Legierung, Aufbringung einer Lösung oder eines Gases auf die zweite Schicht, Erhitzung der Lösung und Entfernung nicht-erforderlicher Teile des zwischen den Elektroden gebildeten Filmes, dadurch gekennzeichnet, daß man ein aus einem Gemisch von HCl und HNO3 oder NOCl und Cl3 erzeugtes Ätzgas auf den Halbleiter aufsprüht oder aufspritzt, wobei eine Gasätzung bei einer vorgegebenen Temperatur ausgeführt wird, und die Ätzmaske nach dem Ätzen entfernt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ätztemperatur bei 2oo°C bis 4oo°C liegt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ätzgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit der Richtung des Kristalls variiert werden kann.
4. Halbleiter nach dem mesa-geätzten Typ, gekennzeichnet durch ein erstes Substrat, eine auf der einen
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- 2ο -
Seite des Substrats gebildete erste Schicht, eine Mehrzahl von auf der ersten Schicht gebildeten zweiten Schichten, eine Mehrzahl von Elektroden, bestehend aus einer .Legierung, wie Au-Be, Au-Zn, angeordnet auf den zweiten Schichten, und eine Elektrode, bestehend aus einer Legierung, wie AurSi, Au-Sn und angeordnet auf der anderen Seite des Substrats.
5. Halbleiter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Halbleiter aus einem Halbleiter des N-Typs oder des P-Typs besteht und der zweite Halbleiter au*s einem Halbleiter des P-Typs oder N-Typs besteht.
6. Halbleiter nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
gekennzeichnet durch Herstellung nach einem Ätzverfahren, wobei ein Ätzgas in einer mit einem Trichter versehenen Gaserzeugungseinrichtung durch Eintropfen von HCl und HNGu-Lösung in-den Trichter und Mischen der Lösungen erzeugt, das Gas auf eine erste Temperatur erhitzt, dann das Gas in einer Kondensationseinrichtung zur Erzeugung eines trockenen Gases kondensiert t danach das Gas mit N_-Gas oder einem Gemisch aus N„-Gas und Η-,-Gas in einem Fließmesser gemischte, das resultierende Gas auf eine zweite Temperatur erhitzt und danach das Gas auf das durch Gasätzung zu- behandelnde Halbleiterelement a.ns einer Düse einer Reaktionseinrichtung bei einer, drit- ' ten Temperatur aufgesprüht oder aufgespritzt"wird.
309848/1205'
7. Halbleiter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung so erfolgt ist, daß eine erste Temperatur von· 12o C, eine zweite Temperatur von 25o C und eine dritte Ätztemperatur angewendet wurde« die etwas unterhalb derjenigen Temperatur der Reaktionseinrichtung, jedoch mindestens oberhalb der Siedetemperatur von Wasser gehalten wird.
P / i
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