DE2348182C3 - Verfahren zur galvanischen Abscheidung einer Metallschicht auf der Oberfläche eines Halbleiterkörpers - Google Patents
Verfahren zur galvanischen Abscheidung einer Metallschicht auf der Oberfläche eines HalbleiterkörpersInfo
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Description
50
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur galvanisehen Abscheidung einer Metallschicht nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiges Verfahren
ist z. B. aus der DE-OS 2 041035 bekannt. In dieser
Druckschrift ist bereits diskutiert worden, auf Halbleiterkörpern mittels einer Gleichspannung galvanisch
Metallschichten abzuscheiden. Bei der Herstellung von n» auf pOioden = darunter werden Dioden
verstanden mit einer p-leitenden Halbleitersubstratscheibe, in die ein η-leitender Bereich eindiffundiert
ist - sollen auf der einen Oberfläche eines ^ Halbieiterkörpers dicke Metallschichten oder Metallpodeste
mit einer Schichtdicke von etwa 50 μπι abgeschieden werden, die zur späteren Kontaktgabe in einem
Gehäuse dienen. Versuche haben jedoch ergeben, daß es nicht möglich ist, derartige dicke Metallschichten
oder Metallpodeste mittels einer Gleichspannung auf der η-Seite des Halbleiterkörpers galvanisch
abzuscheiden, da der im Halbleiterkörper vorgesehene pn-übergang bei einer negativen Polung
der p-Seite den Stromfluß zur n-Seite sperrt, weshalb
in diesem Falle keine Metallabscheidung auf der n-Seite stattfindet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur galvanischen Abscheidung anzugeben,
das auch die Abscheidung von dicken Metallschichten auf solchen Bereichen eines Halbieiterkörpers
ermöglicht, bei dem eine galvanische Beschichtung aus den eben angeführten Gründen nicht
durchführbar ist. Das Verfahren soll insbesondere dazu geeignet sein, eine Herstellung von Metallpodesten
für n- auf p-Dioden zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 genannten Verfahrensschritte gelöst.
Mit dem beanspruchten Verfahren ist es möglich, einen zur Herstellung von n- auf p-Dioden vorgesehenen
Halbleiterkörper mit dicken Metallschichten galvanisch zu versehen. Das Verfahren kann einfach
durchgeführt werden und erfordert lediglich eine Lichtquelle und ein galvanisches Bad mit einem geeigneten
Elektrolyten.
Das Abscheiden von Metallschichten auf p-Ieitenden Oberflächenteilen zeitlich vor der Metallbeschichtung
der η-leitenden Oberflächenteile des Halbieiterkörpers bietet den Vorteil, daß bei der Metallbeschichtung
crer n-Ieitenden Oberflächenteile mittels Photostrom keine eigens in das galvanische
Bad eingeführten metallischen Elektroden verwendet werden müssen und somit auch keine Kontaktierung
dieser metallischen Elektroden an der p-Seite des Halbieiterkörpers nötig ist, falls die Metallschichten
der p-Bereiche in das Bad eintauchen.
Eine gleichzeitige metallische Beschichtung der p- und η-leitenden Oberflächenbereiche wäre z. B. bei
einem planaren Halbleiterbauelement denkbar, bei dem sowohl die n- als auch die p-!eitenden Bereiche
in das galvanische Bad eintauchen und gleichzeitig beschichtet werden.
Einen erheblichen Vorteil bringt dabei die gleichzeitige Ersparnis an Arbeitszeit und Arbeitsaufwand.
Eine Anordnung mit Saughalterung hat den Vorteil , daß eine metallische Saughalterung an der p-Seite
eines Halbleiterkö/pers zugleich das Problem der
Halterung als auch dasjenige der elektrischen Kontaktierung der p-Seite löst.
Besonders vorteilhaft ist eine derartige Anordnung fin die n-seitige Metallbeschichtung von Halbleiterkörpern,
bei denen nicht alle mit Metall zu beschichtenden p- und η-leitenden Oberflächenbereichc
gleichzeitig in das galvanische Bad eingetaucht werden
können, weshalb auch eine gleichzeitige Beschichtung von n- und p-Bereichen eines solchen Halbleiters
nicht möglich ist.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen mit Licht bestrahlten Halbleiterkörper in einem galvanischen Bad,
F ig. 2 einen Querschnitt durch einen Transistor mit Metallkontakten und Siliciumdioxidbereichen an der
Oberfläche.
terkörper 1 dargestellt, an dessen einer Oberfläche
sich n-!eitende Bereiche 2, 3, 4 befinden, auf denen wiederum Metallschichten 6, 7, 8 angebracht sind.
Außerdem befinden sich auf dieser Oberflächenfläche noch SiO2-ßereiche 9,10,11,12,13,14. Der Halblei- >
terkörper 1 taucht mit der eben beschriebenen Oberfläche
in ein galvanisches Bad 28 mit zur Metallabscheidung geeigneten Ionen, die symbolisch mit den
Kreisen 20 bezeichnet sind, ein, welches sich in einer lichtdurchlässigen Wanne 5 befindet. Durch die licht- to
durchlässige Wanne 5 und das galvanische Bad 28 hindurch werden die pn-Übergänge 30, 31, 32 des
Halbleiterkörper 1 mit Licht, das symbolisch durch
die Pfeile 22 angedeutet wird, beleuchtet. Die elektromagnetische Strahlung wird dabei von einer Lichtquelle
25 mit Hilfe einer optischen Vorrichtung 23 erzeugt. Diese optische Vorrichtung 23 kann unter
anderem ein optisches Filter 24 enthalten. Der p-leitende Halbleiterkörper 1 wird an einer vom galvanischen
Bad 28 nicht benetzten Oberfläche 27 mit einer metallischen Saughalterung 19 versehen, welche an
eine Vakuumpumpe 21 angeschlossen und außerdem mittels einer elektrisch leitenden Verbindu- g 29 an
eine in das galvanische Bad 28 ein'^uchende Metallelektrode
18 angeschlossen werden kann. Der Pfeil 26 deutet symbolisch die Saugrichtung der Vakuumpumpe
21 an.
Fig. 2 stellt einen Querschnitt durch einen Transistor 51 dar, an dessen einer Oberfläche 70 n-leitende
Zonen 54,55,56 vorhanden sind. Auf den η-leitenden χι
Zonen 54, 55, 56 befinden sich wiederum Metallschichten 61,62, 63. Weitere Metallschichten 57, 58,
59,60 sind auf p-leitenden Bereichen dieser Oberfläche
70 dargestellt. Außerdem weist die Oberfläche 70 SiO;-Bereiche 75, 76, 77, 78, 79, 80 auf. An den r.
p-leitenden Bereich 53 grenzt der η-leitende Halbleiterbereich 51 an. der mit einer metallischen Saughalterung
65 versehen ist. Die metallische Saughalterung
65 ist mittels einer elektrisch leitenden Verbindung 68 mit dem negativen Pol einer Gleichspannung 71
verbunden, während der positive Pol dieser Gleichspannung 71 über eine elektrisch leitende Verbindung
66 an eine Metallelektrode 67 angeschlossen ist. Die gesamte Anordnung der Fig. 2 kann anstelle des mit
Saughalterung und Metallelektrode bestückten Halbleiterkörpers
1 in das galvanische Bad 28 der Fig. ! eingeführt werden.
N-Bereiche von Planar- oder Mesa-Transistoren ^0
oder aber von Planar- (Her Mesa-Dioden sollen in
einem galvanischen Bad mit einer Metallschicht versehen werden. Dazu wird der Transistor oder die
Diode in ein metallabscheidendes galvanisches Bad getaucht, so daß alle zu beschichtenden η-leitende» -)5
Bereiche vom galvanischen Bad benetzt werden, wobei eine Anordnung wie in Fig. I dargestellt ist, verwendet
werden kann. An einem vom Bad nicht benetzten p-leitenden Oberflächenteil wird ein metallischer
Kontakt angebracht, der beispielsweise, wie in w
Fig. 1 gezeigt, als metallische Saughalterung 19 ausgebildet sein kann. Dieser metallische Kontakt wird
über eine elektrisch leitende Verbindung und mittels einer geeigneten metallischen Elektrode in das galvanische
Bad abgeleitet. Sorgt man nun dafür, daß die zugehörigen pn-Übergänge der zu beschichtenden nleitenden
Bereiche beleuchtet werden, wozu eine Anordnung wie sie Fig. 1 zeigt verwendet werden kann,
so baut sich eine Photospannung zwischen den ρ - und der. η-Bereichen der bestrahlten pn-Übergänge auf.
Da die p-Seite des Halbleiters, wie oben beschrieben, elektrisch leitend mit dem galvanischen Bad verbunden
ist, kann der von der Photospannung erzeugte Photostrom von der p-Seite des Halbleiters über das
galvanische Bad zur η-Seite des Halbleiters fließen, wobei sich Metallschichten der im galvanischen Bad
enthaltenen Metallionen an denjenigen n-leitenden Oberflächenteilen des Halbleiters abscheiden, die in
das galvanische Bad eintauchen, an beleuchtete pn-Übergänge angrenzen und keine die Metall abscheidung
verhindernde Schutzschicht aufweisen.
Als geeignete Kombinationen von Metallelektroden mit metallabscheidenden Bädern wären folgende
zu nennen:
1. Eine Platinelektrode in goldabscheidenden Bädern,
2. eine Silberelektrode in silberabscheiilenden Bädern,
3. eine Nickelelektrode in ni^ !abscheidender.
Bädern,
4. eine Kupferelektrode in kupferabscheidenden Bädern,
5. eine Bleielektrode in bleiabscheidenden Bauern,
6. eine Zinnelektrode in zinnabscheidenden Badein.
Außer der bereits erwähnten Möglichkeit einer elektrischen Verbindung der p-Seite eines» Halbleiterkörpers
mit einem galvanischen Bad wäre eine zweite zu nennen, bei der auf p-leitenden Bereichen eines
Halbleiters geeignete Metallschichten bereits aufgebracht sind und die gleichzeitig mit den mit Metall
zu beschichtenden η-leitenden Halbleiterbereichen in das galvanische Bad eintauchen. Dabei kann die Metallbeschichtung
auf den p-ieitenden Bereichen z. B. durch Galvanisieren mittels einer äußeren Spannung
erfolgen.
Die Metallschichten auf den p-leitenden Bere-chen erfüllen in dieser Anordnung die gleiche Funktion wie
die bereits beschriebene, in ein galvanisches Bad eintauchende Metallelektrode, die mittels elektrisch leitender
Verbindung und metallischen Kontakts an die p-leitende Seite des Halbleiterkörpers angeschlossen
ist.
2. Ausführungsbeispiel
Weiterhin kann eine gleichzeitige Metallbeschichtung der p- und n-Bereiche von Halbleitergebilden
vereinfacht und zeitsparend vorgmommen werden, indem in einem metaliabscheidenden galvanischen
Bad mittels Anlegen einer äußeren Spannung p-leitende Halbleiterbereiche mit Metallschichten versehen
werden und durch gleichzeitige Beleuchtung entsprechender pn-Übergänge mit elektromagnetischer
Strahlung Photospannungen erzeugt werden, die einen Photostrom bewirken, welcher einen Teil der Metallschicht,
die sich mittels der äußeren angelegten Spannung an den p-Zonen abscheidet, wieder ablöst
und an den vom galvanischen Bad benetzten n-leitenden Oberflächenteilen niederschlägt. Ein in dieser
Weise beschichteter Transistor ist beispielsweise in Fig. 2 dargestellt. Bringt man die Anordnung der
Fig. 2 anstelle des mit Saugrohr und Metallelektrode bestückten Halbleiterkörpers 1 der Fig. 1 in das galvanische
Bad 28 der ?ig. 1 ein, so können die Metall· schichten auf den p-leitenden Bereichen 57, 58, 59.
60 galvanisch mittels einer äußeren Spannung 71 ab-
geschieden werden, während die Metallschichten 61, 62, 63 auf den η-leitenden Bereichen mittels Photostrom
und unter teilweiser Auflösung der Metallschichten 57, 58,59,60 auf den p-leitenden Bereichen
aufgebracht werden.
Oberflächenteile des Transistors, die nicht mit Metallschichten versehen werden sollen, werden mit geeigneten
Schutzschichten, z. B. Lacken oder SiO2-Schichten,
75, 76, 77, 78, 79, 80, wie aus Fig. 2 ersichtlich, versehen.
Claims (5)
1. Verfahren zur galvanischen Abscheidung einer Metallschicht auf einem Oberflächenteil eines
η-leitenden Bereichs eines Halbieiterkörpers, der mindestens einen pn-übergang aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß die durch Beleuchtung des pn-Übergangs erzeugte Photospannung
bei geeigneter, elektrisch leitender Verbin- '° dung zwischen den bestrahlten p-leitenden und
η-leitenden Halbleiterbereichen mittels eines elektrischen Kontakts am p-Ieitenden Halbleiterbereich,
der in das galvanische Bad abgeleitet wird, einen Photostrom erzeugt, der in ein galva- is
nisches Bad mit zur Metallabscheidung geeigneten Metallionen abgeleitet wird, das die zu beschichtenden
Oberflächenteile bedeckt und aus der die Metallschicht abgeschieden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zeitlich vor oder während der Metallabscbeidung an den η-leitenden Oberflächenteilen
des Halbleiterkörpers mittels Photostrom alle p-leitenden, in ein metallabscheidendes
galvanisches Bad eintauchenden und mit keiner 2s Schutzschicht überzogenen Oberflächenteile mittels
Anlegen einer äußeren Spannung mit weiteren Metallschichten versehen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Kontakt durch jo
eine metallische Saughalterung an einem vom galvanischen Bad nicht benetzten p-leitenden Oberflächenteil
gebildet wird und daß diese in elektrisch leitender Ver?>indun„ mit einer in das
galvanische Bad eintarchenden Metallelektrode » steht.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Kontakt durch
mindestens eine Metedlschicht auf einem p-leitenden Halbleiterbereich gebildet wird, die in das galvanische
Bad eintaucht.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem galvanischen Bad
Silber abgeschieden wird, und der in das galvanische Bad eintauchende Kontaktteil aus Silber besteht
oder einen Silberüberzug aufweist.
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Publications (3)
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8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |