DE2551444A1 - Verfahren zur formgebung eines halbleiterkoerpers - Google Patents

Verfahren zur formgebung eines halbleiterkoerpers

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DE2551444A1
DE2551444A1 DE19752551444 DE2551444A DE2551444A1 DE 2551444 A1 DE2551444 A1 DE 2551444A1 DE 19752551444 DE19752551444 DE 19752551444 DE 2551444 A DE2551444 A DE 2551444A DE 2551444 A1 DE2551444 A1 DE 2551444A1
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relatively high
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semiconductor body
etching
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DE19752551444
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English (en)
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Jocelyn Froom
Peter D Greene
Harold G B Hicks
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TDK Micronas GmbH
Original Assignee
Deutsche ITT Industries GmbH
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Description

DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG
FREIBURG I. BR.
Verfahren zur Formgebung eines Halbleiterkörpers
Die Priorität der Anmeldung Nr. 51574/74 vom 28. November 1974 in Großbritannien wird beansprucht.
Die Erfindung beschäftigt sich mit der Herstellung von Halbleiterbauelementen, insbesondere mit einer solchen Fertigung, die das chemische Ätzen von Halbleitermaterial einschließt.
Normalerweise erfordert das selektive Entfernen durch chemisches Ätzen von Halbleitermaterial, falls es in.einer oder mehreren Fertigungsstufen eines bestimmten Halbleiterbauelements, beispielsweise eines Feldeffekttransistors oder einer Photokathode, erforderlich ist, für jeden Ätzschritt das vorherige Aufbringen einer geeigneten gegen das Ätzmittel unempfindlichen Maskierung.
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609823/0653
■ " 2 " 255H44
Fl 865 ■ J. Froom et al 8-3-2
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das selektrive chemische Ätzen von Halbleitermaterial ohne eine gegen das Ätzen widerstandsfähige Maskierung möglich zu-machen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Formgebung eines Halbleiterkörpers mit mindestens einem relativ hochohmigen und mindestens einem relativ niederohmigen Teil durch Behandlung in einem Ätzbad.
Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst.
Beim Verfahren nach der Erfindung erhält also das chemische Ätzbad ein positiveres Potential gegenüber dem Halbleiterkörper.
Beim Verfahren nach der Erfindung zum Herstellen des Halbleiterkörpers eines Halbleiterbauelements ist ferner zur Entfernung des Halbleitermaterials durch chemisches Ätzen der Materialoberfläche ein Halbleiterkörper vorgesehen, der einen Teil oder mehrere Teile relativ hohen spezifischen Widerstands und einen Teil oder mehrere Teile relativ niedrigen spezifischen Widerstands aufweist, von denen zumindest der Teil bzw. die Teile hohen spezifischen Widerstands eine Begrenzungsfläche hat bzw. Begrenzungsflächen haben, die an die der chemischen Ätzung auszusetzende Oberfläche stößt bzw. stoßen. Dabei wird während des Ätzens an den Halbleiterkörper ein solches elektrisches Potential angelegt, daß nur der Teil bzw. die Teile niedrigen spezifischen Widerstands bezüglich der chemischen Ätzung so ausreichend negativ gelegt ist bzw. sind, daß irgendein chemischer Ätzangriff des Teils bzw. der Teile niedrigen spezifischen Widerstands im wesentlichen verhindert ist.
Das vorstehend erwähnte Verfahren, welches eine Verlangsamung der Ätz geschwindigkeit dadurch gestattet, daß der Halbleiter negativ gegen das Ätzbad vorgespannt wird, bewirkt eine kathodische Hem-
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. " 3 " 255UU
Fl 865 J. Froom et al 8-3-2
mung und erlaubt die selektive Ätzung von hochohmigem Material einer ungleichmäßigen Struktur.
Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung wird im folgenden anhand der anliegenden Zeichnung beschrieben, welche schematisch den Halbleiterkörper 1 eines Halbleiterbauelements zeigt, der einen Teil mit relativ hohem spezifischem Widerstand enthält, der im übrigen aus Material relativ niedrigen spezifischen Widerstands besteht und in ein chemisches Ätzbad getaucht ist, welches sich in einem geeigneten Behälter 4 befindet. In das Ätzbad 3 ist ferner eine Anode 5, beispielsweise aus Platin, eingetaucht. Der Halbleiterkörper 1 wird als Kathode geschaltet, indem ein negatives Potential an einen geeigneten Teil der Körperoberfläche über eine Zuleitung und einen Körperkontakt, die beide gegen das Ätzbad isoliert sind, angelegt wird. Bei einer Vorspannung (oder Stromdichte) von bestimmter Größe (wie noch weiter unten erläutert werden wird), erfolgt eine Ätzung lediglich an der Oberfläche des Teils 2 mit hohem spezifischem Widerstand, während ein Ätzangriff an der übrigen Oberfläche des Körpers aufgrund seines niedrigen spezifischen Widerstands verhindert ist.
Das Verfahren der Erfindung findet insbsondere, jedoch nicht ausschließlich, seine Anwendung bei der Herstellung von Galliumarsenid-Baueleiiienten, da Galliumarsenid entweder durch Dotieren mit Chrom und Sauerstoff oder durch Protonenbeschuß halbisolierend gemacht werden kann. Halbisolierendes Galliumarsenid, welches einen relativ hohen spezifischen Widerstand (größer als etwa 10 SX, · cm) aufweist, kann selektiv von·angrenzendem leitendem (relativ niedriger spezifischer Widerstand) Galliumarsenid beseitigt werden, da der Widerstand des hälbisolierenden Galliumarsenids verhindert, daß das Hemmpotential an der der chemischen Ätzung ausgesetzten Oberfläche des halbisolierenden Materials auftritt. Als Ergebnis können Substrate aus halbisolierendem Galliumarsenid mit großer Genauigkeit von leitenden Epitaxialschichten aus Galliumarsenid
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" 4 " 255HU
Fl 865 J. Froom et al 8-3-2
entfernt werden. Ferner können mit genauer Tiefensteuerung und ohne Notwendigkeit von gegen Ätzangriff wirksame Maskierungen Mesas in epitaxialem Material ohne eine unerwünschte Unterätzung hergestellt werden.
Als Ätzmittel können alkalische Mischungen wie KOH : H3O3 : H3O und sauer Mischungen wie H3SO4 : (NH.) 2 S3O8 : H3O und H3O3 : Η,,Ο,,Η,,Ο verwendet werden. Bei vorgegebener Ätzlösung sind die Nennspannung und der Nennstrom, die erforderlich sind, um eine vollständige Ätzhemmung zu erzielen, eine recht komplexe Funktion von Zusammensetzung und Temperatur. Ein einfaches Anzeichen für eine für eine Ätzhemmung ausreichende Stromdichte besteht jedoch darin, daß an der Halbleiteroberfläche Wasserstoff frei wird, sobald die genaue Stromdichte erreicht ist.
Bei Verwendung einer Ätzbadlösung der Zusammensetzung H„SO . : 30 % H3O3 in H3O, gemischt im Volumenverhältnis 60 % : 2 1/2 % : 37 1/2 %, wird bei 0 C eine vollständige Hemmung durch Einspeisung einer Stromdichte von 100 mA cm bei einer Spannung von 10 V erreicht. Bei Verwendung eines schnelleren Ätzmittels, z. B. von Brom und Methanol, ist eine größere Stromdichte zur Ausbildung einer Ätzhemmung erforderlich.
609823/OfrfrS

Claims (6)

"5" 2551U4 Fl 865 * · J. Froom et al 8-3-2 . Patentansprüche
1. Verfahren zur Formgebung eines Halbleiterkörpers mit mindestens einem relativ hochohmigen und mindestens einem relativ niederohmigen Teil durch Behandlung in einem Ätzbad, dadurch gekenn zeichnet,
daß durch Anlegen einer Vorspannung an den Halbleiterkörper der niederohraige Teil bzw. die niederohmigen Teile gegenüber dem Ätzbad ein elektrisch negativeres Potential erhält bzw. erhalten als der relativ hochohmige Teil bzw. die relativ hochohmigen Teile.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein relativ hochohmiger Teil durch Anlegen eines solchen Potentials geätzt wird, daß nur das hochohmigere Material angegriffen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein relativ hochohmiger Teil selektiv abgetragen wird, dessen Begrenzungsfläche an die zu ätzende Oberfläche stößt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halbleiterkörper aus Galliumarsenid geätzt wird, der halbisolierende Teile aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein halbleitender Körper aus Galliumarsenid geätzt wird, der halbisolierende Teile aufweist, die durch Dotieren mit Chrom und Sauerstoff oder durch Protonenbeschuß hergestellt werden.
- 6 6 0 9823/0653
"6" 255UU
Fl 865 J. Froom et al 8-3-2
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ralbleiterkörper geätzt wird, der eine halbleitende Epitaxschicht auf einem halbisolierenden Substrat aufweist.
6098 23/065 3
DE19752551444 1974-11-28 1975-11-15 Verfahren zur formgebung eines halbleiterkoerpers Pending DE2551444A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0309782A1 (de) * 1987-09-30 1989-04-05 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Ätzen von (100) Silizium
US6401009B1 (en) 1999-02-16 2002-06-04 Suzette M. Chandonnet Sundry article vending apparatus

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JPS6047725B2 (ja) * 1977-06-14 1985-10-23 ソニー株式会社 フエライトの加工法
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