DE2600321A1 - Verfahren zur herstellung von halbleiteranordnungen, bei dem auf eine halbleiterscheibe ein glasueberzug angebracht wird, und durch dieses verfahren hergestellte halbleiteranordnungen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von halbleiteranordnungen, bei dem auf eine halbleiterscheibe ein glasueberzug angebracht wird, und durch dieses verfahren hergestellte halbleiteranordnungen

Info

Publication number
DE2600321A1
DE2600321A1 DE19762600321 DE2600321A DE2600321A1 DE 2600321 A1 DE2600321 A1 DE 2600321A1 DE 19762600321 DE19762600321 DE 19762600321 DE 2600321 A DE2600321 A DE 2600321A DE 2600321 A1 DE2600321 A1 DE 2600321A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
semiconductor
dispersion
glass
attached
glass particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19762600321
Other languages
English (en)
Other versions
DE2600321B2 (de
DE2600321C3 (de
Inventor
Maria Antonius Alphon Collaris
Henricus Antonius Debruijn
Petrus Godefridus Henric Smits
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of DE2600321A1 publication Critical patent/DE2600321A1/de
Publication of DE2600321B2 publication Critical patent/DE2600321B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2600321C3 publication Critical patent/DE2600321C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02164—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material being a silicon oxide, e.g. SiO2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02126—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing Si, O, and at least one of H, N, C, F, or other non-metal elements, e.g. SiOC, SiOC:H or SiONC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02142—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing silicon and at least one metal element, e.g. metal silicate based insulators or metal silicon oxynitrides
    • H01L21/02145—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing silicon and at least one metal element, e.g. metal silicate based insulators or metal silicon oxynitrides the material containing aluminium, e.g. AlSiOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02142—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing silicon and at least one metal element, e.g. metal silicate based insulators or metal silicon oxynitrides
    • H01L21/02161—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing silicon and at least one metal element, e.g. metal silicate based insulators or metal silicon oxynitrides the material containing more than one metal element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
    • H01L21/02178—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing aluminium, e.g. Al2O3
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02142—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing silicon and at least one metal element, e.g. metal silicate based insulators or metal silicon oxynitrides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02282—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process liquid deposition, e.g. spin-coating, sol-gel techniques, spray coating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen, bei dem auf einer Halbleiterscheibe, die eine oder mehrere Halbleiteranordnungen in einer Zwischen- oder Endstufe ihrer Herstellung enthält, ein Glasüberzug mit Hilfe von Elektrophorese unter Verwendung einer Dispersion von Glasteilchen in einem flüssigen Medium, nachstehend als "Dispersionsmedium" bezeichnet, angebracht wird.
Übergänge, die beim Betrieb verhältnismässig hohen Sperrspannungen ausgesetzt werden müssen, oder für atmosphärische Einflüsse empfindliche Teile zu schützen.
Beim Anbringen derartiger Überzüge können lange dauernde Erhitzungsbehandlungen bei mässiger Temperatur die elektrischen Eigenschaften der Halbleiteranordnungen beeinträchtigen. Mit Rücksicht auf eine angemessene abschirmende Wirkung gegen atmosphärische Einflüsse soll der Überzug eine genügende Dicke aufweisen. Bei großen Schichtdicken besteht jedoch die Gefahr vor thermisch hervorgerufenen Spannungen, die Beschädigung der Halbleiteranordnung zur Folge haben können. Um einen Glasüberzug mit angemessener Dicke zu erhalten und lange Erhitzungsbehandlungen zu vermeiden, wurde nach einem bekannten Verfahren die Glasschicht auf elektrophoretischem Wege aus einer Dispersion feinkörniger Glasteilchen in einem Dispersionsmedium, wie Wasser, Methanol oder Aethylacetat, abgelagert. Die Ladung der Glasteilchen stammte von an den Teilchen haftenden Ionen. Eine derartige abgelagerte Schicht weist eine genügende Haftung auf, um z.B. Spülbehandlungen aushalten zu können. Für eine bessere Haftung und eine bessere abschirmende Wirkung ist danach eine nur kurzzeitige Erhitzung bei mässiger Temperatur genügend.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass die elektrophoretische Ablagerung oft nicht gleichmäßig über die Halbleiteroberfläche verteilt und die Ablagerung manchmal völlig auf diejenigen Teile der Halbleiteroberfläche beschränkt ist, die in der unmittelbaren Nähe des für die Elektrophorese angebrachten Elektrodenanschlusses liegen. Weiter wurde nun gefunden, dass ungleichmässige Überzüge bei der Herstellung verschiedener Typen von Halbleiteranordnungen in verschiedenem Masse auftreten.
Ein erster Gedanke, der zu der vorliegenden Erfindung geführt hat, ist der, dass die obengenannten Erscheinungen mit Widerständen in der Scheibe selber im Zusammenhang stehen können. Wie Versuche nachgewiesen haben, tritt die ungleichmäßige Ablagerung insbesondere stark bei denjenigen Halbleiterscheiben auf, die wenigstens größtenteils aus Material verhältnismäßig hohen spezifischen Widerstandes bestehen.
Der Erfindung liegt nun weiter die Erkenntnis zugrunde, dass bei dem obenbeschriebenen bekannten Verfahren die verwendete Suspension eine verhältnismäßig hohe Leitfähigkeit aufweist, weshalb der Innenwiderstand zwischen dem an der Scheibe angebrachten Elektrodenanschluss und den verschiedenen, der Suspension ausgesetzten Teilen der Halbleiteroberfläche, insbesondere für die in einiger Entfernung von dem Anschluss liegenden Oberflächenteile, in Bezug auf den Widerstand zwischen jedem dieser Oberflächenteile und der in der Suspension angebrachten Gegenelektrode nicht besonders klein zu sein braucht.
Weiter wurde in Erwägung gezogen, dass die Ladung der an den Teilchen haftenden Ionen mit einem vorgegebenen Vorzeichen selbstverständlich von in dem Dispersionsmedium gelösten Ionen ausgeglichen sein kann. Die beiden Ionenarten werden aus zu diesem Zweck geeigneten, den üblichen Dispersionsmedien zugesetzten, zersetzbaren Stoffen, nachstehend als Dispergierhilfsmittel bezeichnet, erhalten, wobei die Ionen von einem bestimmten Ladungstyp für die Haftung an diem suspendierten Teilchen geeignet sein müssen und die Ionen vom entgegengesetzten Ladungstyp vorzugsweise in diesem Medium durch Bindung an die Dipole der Moleküle des Dispersionsmediums gelöst bleiben müssen, zu welchem Zweck sie verzugsweise verhältnismäßig klein sein sollen. Dadurch ist ihre Beweglichkeit verhältnismäßig groß. Diese kleinen Ionen sollen im polaren Medium eine verhältnismäßig dichte Wolke um jedes dispergierte geladene Teilchen bilden, um die Dispersion aufrechtzuerhalten. Für eine solche verhältnismäßig dichte Ionenwolke muss eine entsprechend hohe Ionenkonzentration in der Lösung gebildet werden. Die genannte verhältnismässig hohe Konzentration an gelösten Ionen und ihre verhältnismäßig große Beweglichkeit sind für die verhältnismäßig hohe Leitfähigkeit der bei den vorgenannten bekannten Verfahren verwendeten Dispersionen verantwortlich. Dabei sei bemerkt, dass durch die sehr geringe Beweglichkeit der dispergierten Teilchen der Beitrag dieser Teilchen zur Leitfähigkeit der Dispersion vernachläßigbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Glasdispersionen zur elektrophoretischen Herstellung von Glasüberzügen auf HL-Körpern unterschiedlichster Art zu schaffen, mit denen über die gesamte HL-Oberfläche sehr gleichmäßig verteilte Ablagerungen erreicht werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Dispersion von Glasteilchen mit einer spezifischen Leitfähigkeit von höchsten 10-10 Ohm -1 cm -1 verwendet wird. Dabei ist die Tatsache zu berücksichtigen, dass das Dispersionsmedium selbst eine geringere Leitfähigkeit als die mit diesem Medium hergestellte Dispersion aufweist, so dass das flüssige Dispersionsmedium aus Flüssigkeiten mit einer spezifischen Leitfähigkeit von weniger als 10-10 Ohm -1 cm -1 gewählt werden soll. Wasser und Methanol weisen z.B. eine spezifische Leitfähigkeit von mehr als 10-10 Ohm -1 cm -1 auf; dies gilt auch für Aethylacetat, Hydrolyse kann die Leitfähigkeit von Aethylacetat weiter erhöhen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird ein unpolares Dispersionsmedium verwendet. Ein solches unpolares Dispersionsmedium weist eine Eigenleitfähigkeit von weniger als 10-10 Ohm -1 cm -1 auf.
Es empfiehlt sich, das flüssige Dispersionsmedium aus den Kohlenwasserstoffen, vorzugweise den gesättigten Kohlenwasserstoffen zu wählen. Diese weisen eine sehr geringe Eigenleitfähigkeit auf. Das Dispersionsmedium braucht nicht aus einem einzelnen flüssigen Kohlenwasserstoff zu bestehen, sondern kann auch aus einem flüssigen Gemisch von Kohlenwasserstoffen bestehen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Dispersion noch mindestens ein Hilfsdispergiermittel in Form eines ionisierbaren Stoffes, der ein mehrwertiges Metall und mindestens ein Ion mit mindestens einer unpolaren organischen Gruppe enthält. Derartige Hilfsdispergiermittel sind an sicht bekannt. Die Zersetzung eines solchen Hilfsdispergiermittel in einem unpolaren Dispersionsmedium wird wahrscheinlich durch das Auftreten van der Waalsscher Kräfte zwischen der unpolaren Flüssigkeit und der unpolaren Gruppe (Gruppen) des obengenannten Ions ermöglicht, wodurch ein solches Ion in der unpolaren Flüssigkeit gelöst wird. Das mehrwertige Metall mit daran noch gebundenen Gruppen bildet wahrscheinlich ein einwertiges komplexes Ion, das an den Glasteilchen haftet, wodurch diese Teilchen eine gewisse Ladung erhalten, deren Vorzeichen dem der Ladung der in dem Dispersionsmedium gelösten Ionen entgegengesetzt ist. Die an das mehrwertige Metall gebundenen Gruppen des Ions können zu der Dispersion der Glasteilchen einen Beitrag liefern.
Van der Waalssche Kräfte sind im Allgemeinen in Bezug auf elektrostatische Bindungskräfte zwischen Ionen entgegengesetzter Vorzeichen oder zwischen einem Ion und einem Dipolmolekül gering. Um trotzdem eine Zersetzung des Hilfsdispergiermittels zu ermöglichen, soll der unpolare Teil der in dem Dispersionsmedium gelösten Ionen verhältnismäßig groß sein. Z.B. kann der unpolare Teil aus einer Kette einer aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe mit einer verhältnismäßig großen Anzahl von Kohlenstoffatomen bestehen. Die Beweglichkeit des Ions, die einen entscheidenden Faktor für die Leitfähigkeit der Dispersion bildet, ist durch die relative Größe des Ions sehr gering.
Weiter kann die niedrige Leitfähigkeit auch der verhältnismäßig niedrigen Konzentration an gelösten Ionen, u.a. infolge eines niedrigen Zersetzungsgrades des Hilfsdispergiermittels, zugeschrieben werden. Die dispergierten Glasteilchen sind von kompensierender Ladung aus einer Wolke gelöster Ionen umgeben, wobei die Wolke in dem unpolaren Dispersionsmedium sehr dünn ist.
Nach einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform wird der Dispersion außerdem ein Polymer als Bindemittel für die Glasteilchen zugesetzt. Dadurch werden die Adhäsionskräfte zwischen den abgelagerten Glasteilchen gefördert. Ein derartiges polymeres Bindemittel fördert als verstärkendes und stabilisierendes Agens die Dispersion fester Teilchen in einem unpolarem Dispersionsmedium. Insbesondere im vorliegenden Falle der Suspension von Glasteilchen, die selber einen polaren Aufbau besitzen, sind Polymere, die als verstärkendes und stabilisierendes Agenc wirken können, von besonderem Nutzen. Weiter besteht die Möglichkeit, dass sie an den Teilchen haften und mit ihrem unpolaren Teil eine van der Waalssche Bindung an die Moleküle des unpolaren Mediums fördern. Das Polymer kann Seitenketten von mindestens vier, vorzugsweise zehn bis zwanzig, Kohlenstoffatomen enthalten. Polymer
<NichtLesbar>
.säureverbindungen können besonders geeignet sein. Bei einer etwaigen, nach der Ablagerung des Glasüberzuges durchgeführten kurzseitigen Erhitzungsbehandlung können derartige Verbindungen, u.a. durch Depolymerisation, schnell verschwinden.
Es stellt sich nun heraus, dass mittels des erfindungsgemässen Verfahrens auf zweckmässige Weise Glasüberzüge gleichmässiger Dicke auf Halbleiterscheiben mit verhältnismässig hohen Widerstandswerten in lateralen Richtungen, sogar auf Scheiben mit einem mittleren Flächenwiderstand in lateralen Richtungen von mindestens 500 ?, angebracht werden können.
Glasüberzüge sind für Halbleiteranordnungen mit PN-Übergängen, für die eine hohe Durchschlagspannung erforderlich ist, von besonderer Bedeutung. Im allgemeinen wird bei der Herstellung derartiger Halbleiteranordnungen von einer Halbleiterscheibe mit hohem spezifischem Widerstand ausgegangen, in der, z.B. durch Diffusion, eine oder mehrere Zonen entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps angebracht werden. Eine auf diese Weise behandelte Scheibe besteht über den grössten Teil ihrer Dicke aus dem ursprünglichen hochohmigen Material. Durch das bekannte Verfahren wurden gerade in diesem Falle ungleichmässige Glasablagerungen erhalten. Durch das erfindungsgemässe Verfahren können nun mit Erfolg Scheiben überzogen werden, die über den grössten Teil ihrer Dicke aus Halbleitermaterial mit einem spezifischen Widerstand von mindestens 20 Ohm cm bestehen.
Glasüberzüge werden bei Halbleiteranordnungen mit hochohmigen Substraten, wie Dioden mit hoher Durchschlagspannung und vielen Thyristoren, dazu benutzt, niedrige Durchschlagspannungen infolge von Randstörungen an den Stellen, an denen PN-Übergänge an die Halbleiteroberfläche treten, zu vermeiden. Nun kann nach einer bevorzugten Ausführungsform eine Halbleiterscheibe verwendet werden, die ein hochohmiges Substrat enthält, auf dem auf mindestens einer Seite mindestens eine Halbleiterzone anderer Leitfähigkeit und/oder anderen Leitfähigkeitstyps angebracht ist. Auf der Seite der angebrachten Halbleiterzone(n) kann ein Netzwerk von Nuten bis in das hochohmige Substrat angebracht werden, wonach der Glasüberzug aus der Dispersion in dem unpolaren Disperisonsmedium ebenfalls in den Nuten abgelagert wird. Auf diese Weise können in den Nuten endende PN-Übergänge mit einer stabilisierenden Glasschicht überzogen werden. Dadurch, dass sich die Nuten bis in das hochohmige Material erstrecken, sind die verschiedenen von den Nuten eingeschlossenen Halbleiterteile miteinander nur noch durch hochomiges Substratmaterial verbunden, wodurch nichtvernachlässigbare laterale Widerstände in der Scheibe auftreten. Dies führt bei Anwendung der bekannten Dispersionen von Glasteilchen in polaren Dispersionsmedien dazu, dass ein ungleichmässiger oder sogar nur örtlicher Glasüberzug entsteht, während durch das Verfahren nach der Erfindung ein Glasüberzug auf der gesamten Halbleiteroberfläche in praktisch gleichmässiger Dicke erhalten wird.
Ein weiterer wichtiger Aspekt des Verfahrens nach der Erfindung ist folgender. Bei der bekannten Ablagerung werden nur halbleitende und ggf. metallisch leitende Oberflächenteile überzogen, wogegen bereits vorhandene Isolierschichten, auch wenn sie verhältnismässig dünn sind, unbedeckt bleiben. Durch das Verfahren nach der Erfindung werden auch Oberflächenteile aus Isoliermaterial mit den Glasteilchen überzogen. Dadurch kann eine bessere Abschirmung wesentlicher Teile der herzustellenden Halbleiteranordnung erhalten werden.
Die Erfindung umfasst weiter Halbleiteranordnungen, die durch das Verfahren nach der Erfindung hergestellt werden.
Die Erfindung wird nachstehend für ein Ausführungsbeispiel näher erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Glasüberzug auf einer scheibenförmigen Siliciumscheibe angebracht, die z.B. auf folgende Weise erhalten ist:
Es wird von einer runden Scheibe aus einkristallinem Silicium mit einem spezifischen Widerstand von etwa 50 ? cm ausgegangen. Die Scheibe weist einen Durchmesser von etwa 50 mm und eine Dicke von 200 µm auf. Sie wurde aus einem stabförmigen Einkristall gemäss einer <100> -Ebene geschnitten und anschliesend durch Schleifen, Polieren und Aetzen auf die angegebene Dicke gebracht.
Durch an sich bekannte Techniken, z.B. Diffusionsvorgänge und gegebenenfalls epitaktische Ablagerung, werden auf einer Seite eine oder mehrere für herzustellende Halbleiteranordnungen bestimmte Zonen angebracht, welche einen anderen Leitfähigkeitstyp und/oder eine andere Leitfähigkeit als der übrige Teil aus dem ursprünglichen Material der Scheibe aufweist (aufweisen). Dieser übrige Teil, der den grössten Teil der Scheibe beansprucht, wird hier nachstehend als das hochohmige Substrat bezeichnet. Auf der Halbleiteroberfläche auf der Seite der angebrachten Zone (n) kann noch eine Schicht aus Isoliermaterial, z.B. aus Siliciumoxid, gemäss einen gewünschten Muster angebracht sein.
Auf der betreffenden Seite der Scheibe, auf der die Zone(n) angebracht ist (sind), werden nur Nuten, z.B. gemäss einem Netzwerk von Ritzbahnen gebildet, entlang welcher die Scheibe in eine Anzahl von Halbleiteranordnungen unterteilt werden kann. Diese Nuten können auf an sich bekannte Weise angebracht werden. wobei zunächst eine etwaige Isoliermaterialschicht gemäss dem Nutenmuster entfernt wird. Nach dem gewünschten Nutenmuster wird unter Verwendung einer ätzbeständigen Maskierung das Siliciumanisotrop geätzt und zwar bis zu einer Tiefe, die grösser als die Dicke der angebrachten Zone(n) auf der betreffenden Seite ist. Übergänge im Halbleitermaterial, z.B. zwischen einer solchen Zone und dem Substratmaterial, können an den
<NichtLesbar>
Für die elektrophoretische Ablagerung eines Glasüberzugs auf der Halbleiteroberfläche wird eine Dispersion von Glasteilchen in einem geeigneten flüssigen Dispersionsmedium hergestellt. Die Glasteilchen bestehen aus einem geeigneten hochohmigen, für Halbleiterzwecke an sich bekannten Glas auf Basis von Siliciumoxid, Bleioxid und Aluminiumoxid, das bei etwa 800 850°C erweicht.

<NichtLesbar>
der Glasteilchen liegt zwischen etwa 0,1 und 10 ?m mit einem Mittelwert von etwa 3 ?m.
Als flüssiges Dispersionsmedium wird ein Gemisch von Isoparaffinen mit 9-12 Kohlenstoffatomen pro Molekül, in diesem Falle ein unter dem Handelsnamen "Shell SolT0" käuflich erhältliches Gemisch, verwendet.
Für die zuzusetzenden Hilfsdispergiermittel wird ein Gemisch verwendet, das enthält: 1 Gewichtsteil einer Kalziumseife von Didacylester von Sulfobernsteinsäure, 1 Gewichtsteil einer Chromseife von Alkyl
<NichtLesbar>
deren Alkylgruppe 8 bis 14 Kohlenstoffatome enthält, 1 Gewichtsteil eines Kopolymers von Nanorylstearylmeta
<NichtLesbar>
.. und 2-Methyl-5-vinylpyridin, und 3 Gewichtsteile eines geeigneten Lösungsmittels wie
<NichtLesbar>
Ein derartiges Gemisch ist unter dem Handelszeichen:
"A.S.A.-3" von Shell Cy. käuflich erhältlich. 0,75 g dieses Gemisches wird nun in 1 Liter des vorgenannten Gemisches von Isoparaffinen gelöst. Von diesem Gemisch bilden die Kalziumseife und die Chromseife die ionisierbaren Hilfsdispergiermittel. Das Kopolymer bildet ein verstärkendes uns stabilisierendes Agens.
In dem vorliegenden Beispiel wird noch ein weiteres verstärkendes und stabilisierendes Agens in Form einer Lauryl
<NichtLesbar>
von 20 g/l des bereits genannten Gemisches von Isoparaffinen verwendet.
Die Suspension wird nun wie folgt zusammengesetzt: 1 Liter des als Dispersionsmediums verwendeten Gemisches der Isoparaffine werden zugesetzt: 10 g der zu suspendierenden Glasteilchen, 20 ml der vorher hergestellten "A.S.A."-Lösung, und 10 ml der Polymethacrylatlösung.
Die spezifische Leitfähigkeit der Dispersion ist 5 x 10-12 ?-1 cm-1.
Die zu überziehende Halbleiterscheibe wird über einen Randteil mittels einer Klemme mit einem elektrischen Anschluss verbunden, der aus Platin besteht, und in die Suspension gehängt. Eine Gegenelektrode in Form einer runden Platinscheibe mit einem Durchmesser von 5 cm wird der Seite mit den Nuten gerade gegenüber angeordnet, so das der gegenseitige Abstand der zu behandelnden Scheibe und der Platingegenelektrode an allen Stellen etwa 15 mm beträgt.
Anschliessend wird eine Spannung von 200 V an die Elektrode angelegt, wobei der Halbleiterscheibe eine negative Vorspannung in Bezug auf die Gegenelektrode gegeben wird. Nach einer Zeitdauer von etwa 1 Minute ist eine gleichmässig dicke Schicht auf der Halbleiteroberfläche auf der mit den Nuten versehenen Seite mit einer Dicke von etwa 15 ?m angebracht, die sowohl die Halbleiteroberfläche als auch, wenn sie bereits vorhanden sind, die darauf liegenden Isolierschichtteile bedeckt.
Nach Trocknung wird die Scheibe mit der aus Glasteilchen bestehenden Überzugschicht, bei der die Glasteilchen im Wesentlichen durch Methacrylat gebunden sind, einer Erhitzungsbehandlung in Luft bei einer Temperatur von 500°C während 10 Minuten unterworfen, wobei alle organisch-chemischen Bestandteile, wie das Methacrylat, teilweise durch Depolymerisation und Verdampfung, teilweise durch Oxidation verschwinden. Dann werden die Glasteilchen zu einer dichten Glasschicht bei 900°C während etwa 7 Minuten zusammengeschmolzen.
Vergleichsweise wurden ähnliche Halbleiteroberflächen elektrophoretischen Überzugsbehandlungen in einer Dispersion von Glasteilchen in Methanol als Dispersionsmedium und AlCl3 als Hilfsdispergiermittel unterworfen.
Die spezifische Leitfähigkeit der Dispersion in Methanol lag zwischen 6.10-5 und 10.10-5 ?-1 cm-1. Auch wurde eine Suspension in Aethylacetat verwendet, die eine spezifische Leitfähigkeit von 3.10-9 ?-1 cm-1 aufwies. Die Scheiben wurden nicht oder nur in der Nähe des angebrachten Elektrodenanschlusses auf elektrophoretischem Wege mit einer Schicht aus den Glasteilchen überzogen. Wo bereits Isolierschichten vorhanden waren, wurde in keiner dieser Dispersionen mit polaren Dispersionsmedien an irgendeiner Stelle dieser Schichten eine Ablagerung von Glasteilchen erhalten.
Ähnliche Ergebnisse sind bei der Behandlung von Halbleiterscheiben für Thyristoren erzielt, bei denen zu beiden Seiten Zonen in eine hochohmige Siliciumscheibe eindiffundiert waren und ein Netzwerk von Nuten auf beiden Seiten bis in das Substrat angebracht waren. Der laterale Flächenwiderstand dieser Scheiben betrug durchschnittlich 200?. Zwei scheibenförmige Gegenelektroden wurden dabei zu beiden Seiten der Halbleiterscheibe und in gleichen Abständen von dieser Scheibe angebracht.
Es ist einleuchtend, dass sich die Erfindung nicht auf die obengenannten Ausführungsformen mit Dispersionen in unpolaren Medien beschränkt und als auf entsprechendes Weise Halbleiterscheiben aus einem anderen Halbleitermaterial als Silicium und/oder mit Heteroübergängen im Rahmen der vorliegenden Erfindung mit Glasüberzügen versehen werden können.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen bei dem auf einer Halbleiterscheibe, die eine oder mehrere dieser Halbleiteranordnungen in einer Zwischen- oder Endstufe ihrer Herstellung enthält, ein Glasüberzug mit Hilfe von Elektropherese unter Verwendung einer Dispersion von Glasteilchen in einem flüssigen Dispersionsmedium angebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dispersion der Glasteilchen mit einer spezifischen Leitfähigkeit von höchstens 10-10 Ohm-1cm1 verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein unpolares Dispersionsmedium verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dispersionsmedium aus einem oder mehreren Kohlenwasserstoffen besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Medium aus einen oder mehreren gesättigten Kohlenwasserstoffen besteht.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dispersion verwendet wird, die mindestens ein Hilfsdispergiermittel in Form eines ionisierbaren Stoffes enthält, der ein mehrwertiges Metall und mindestens ein Ion mit mindestens einer unpolaren organischen Gruppe enthält.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dispersion ein polymeres Bindemittel für die Glasteilchen zugesetzt wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Halbleiterscheibe, mit im Innern einem mittleren Flächenwiderstand in lateralen Richtungen von mindestens 500 ? verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu behandelnde Scheibe über den grössten Teil ihrer Dicke aus Halbleitermaterial mit einem spezifischen Widerstand von mindestens 20 ? cm besteht.
9. Vorfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die zu behandelnde Scheibe Oberflächenteile enthält, die vorher bereits mit einem isolierenden Überzug versehen sind, wobei an anderen Oberflächenteilen das Halbleitermaterial freigelegt ist, und dass die Glasschicht über die ganze Oberfläche angebracht wird.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterscheibe ein hochohmiges Substrat enthält, auf dem auf mindestens einer Seite Halbleiterzonen mit einer anderen Leitfähigkeit und/oder einem anderen Leitfähigkeitstyp angebracht sind, wobei auf der Seite der angebrachten Halbleiterzonen ein Netzwerk von Nuten bis in das hochohmige Substrat angebracht wird, wonach der Glasüberzug ebenfalls in den Nuten angebracht wird.
11. Halbleiteranordnung, die durch Anwendung eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche erhalten ist.
DE2600321A 1975-01-16 1976-01-07 Verfahren zur Herstellung eines Glasüberzuges auf einer Halbleiteranordnung Expired DE2600321C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL7500492A NL7500492A (nl) 1975-01-16 1975-01-16 Werkwijze voor het vervaardigen van halfgelei- derinrichtingen, waarbij een glazen bedekking wordt aangebracht, en halfgeleiderinrichtingen, vervaardigd volgens deze werkwijze.

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2600321A1 true DE2600321A1 (de) 1976-07-22
DE2600321B2 DE2600321B2 (de) 1980-12-04
DE2600321C3 DE2600321C3 (de) 1981-09-03

Family

ID=19822999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2600321A Expired DE2600321C3 (de) 1975-01-16 1976-01-07 Verfahren zur Herstellung eines Glasüberzuges auf einer Halbleiteranordnung

Country Status (11)

Country Link
JP (1) JPS556292B2 (de)
AU (1) AU504812B2 (de)
CA (1) CA1047171A (de)
CH (1) CH599677A5 (de)
DE (1) DE2600321C3 (de)
FR (1) FR2298189A1 (de)
GB (1) GB1532471A (de)
IT (1) IT1054204B (de)
MX (1) MX143640A (de)
NL (1) NL7500492A (de)
SE (1) SE7600278L (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2806493A1 (de) * 1977-02-24 1978-08-31 Rca Corp Halbleiterbauelement
DE2806492A1 (de) * 1977-02-24 1978-08-31 Rca Corp Halbleiterbauelement und verfahren zu dessen herstellung
US5587796A (en) * 1993-12-22 1996-12-24 Man Roland Druckmaschinen Ag Photoelectric measuring head for the contactless scanning of measuring fields on a printing sheet with an air permeable annular disk

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2117796B (en) * 1982-04-06 1985-06-19 Standard Telephones Cables Ltd Forming ceramic layers; dielectric structures
GB2158463B (en) * 1982-04-06 1986-11-19 Stc Plc Forming ceramic films
GB2117795A (en) * 1982-04-06 1983-10-19 Standard Telephones Cables Ltd Fabricating capacitors; forming ceramic films

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3303399A (en) * 1964-01-30 1967-02-07 Ibm Glasses for encapsulating semiconductor devices and resultant devices
GB1293807A (en) * 1968-12-09 1972-10-25 Gen Electric Semiconductor wafers sub-dividable into pellets and methods of fabricating same
FR2268357A1 (de) * 1974-04-19 1975-11-14 Rca Corp

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3303399A (en) * 1964-01-30 1967-02-07 Ibm Glasses for encapsulating semiconductor devices and resultant devices
GB1293807A (en) * 1968-12-09 1972-10-25 Gen Electric Semiconductor wafers sub-dividable into pellets and methods of fabricating same
FR2268357A1 (de) * 1974-04-19 1975-11-14 Rca Corp

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2806493A1 (de) * 1977-02-24 1978-08-31 Rca Corp Halbleiterbauelement
DE2806492A1 (de) * 1977-02-24 1978-08-31 Rca Corp Halbleiterbauelement und verfahren zu dessen herstellung
US5587796A (en) * 1993-12-22 1996-12-24 Man Roland Druckmaschinen Ag Photoelectric measuring head for the contactless scanning of measuring fields on a printing sheet with an air permeable annular disk

Also Published As

Publication number Publication date
FR2298189B1 (de) 1982-04-16
CA1047171A (en) 1979-01-23
AU1018776A (en) 1977-07-21
FR2298189A1 (fr) 1976-08-13
NL7500492A (nl) 1976-07-20
GB1532471A (en) 1978-11-15
CH599677A5 (de) 1978-05-31
DE2600321B2 (de) 1980-12-04
MX143640A (es) 1981-06-17
JPS5197375A (de) 1976-08-26
JPS556292B2 (de) 1980-02-15
DE2600321C3 (de) 1981-09-03
IT1054204B (it) 1981-11-10
SE7600278L (sv) 1976-07-19
AU504812B2 (en) 1979-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2659604A1 (de) Substrat fuer miniaturisierte schaltungsvorrichtungen und verfahren zur herstellung solcher vorrichtungen
DE3789216T2 (de) Schalter.
DE102012212954A1 (de) Kaltgesprühte und wärmebehandelte Beschichtung für Magnesium
CH655804A5 (de) Verfahren zur herstellung einer anzeigevorrichtung mit gast-wirt-fluessigkristall.
CH644955A5 (de) Fluessigkristall-anzeigeelement und verfahren zu dessen herstellung.
DE2614951A1 (de) Fluessigkristallzelle und verfahren zu ihrer herstellung
DE2513945A1 (de) Verfahren zum passivieren der oberflaechen von halbleiterbauteilen
DE2450907A1 (de) Verfahren zum herstellen von tiefen dioden
DE2730566B2 (de) Halbleitervorrichtung mit einem pn-Übergang und Verfahren zu ihrer Herstellung
CH663912A5 (de) Verfahren zum ausbilden eines gleichfoermigen schutzfilms auf einem substrat.
DE2600321A1 (de) Verfahren zur herstellung von halbleiteranordnungen, bei dem auf eine halbleiterscheibe ein glasueberzug angebracht wird, und durch dieses verfahren hergestellte halbleiteranordnungen
DE2325998B2 (de) Flüssigkristallzelle und Verfahren zur Herstellung derselben
DE2445882A1 (de) Herstellung zum aetzen von siliziumoder germaniumplatten und zur herstellung von halbleitervorrichtungen aus solchen platten
DE2620998A1 (de) Verfahren zur herstellung von traegern fuer die verarbeitung von ic-chips
EP1723681B1 (de) Verfahren zum ausbilden einer struktur
DE1521336A1 (de) Verfahren zum Herstellen von staebchenfoermigen,auf beiden Stirnflaechen mit gleichfoermigen niederohmigen Kontakten versehenen Koerpern aus Galliumarsenid
DE1564426A1 (de) Elektrodensystem,insbesondere halbleitendes Elektrodensystem,und Verfahren zu seiner Herstellung
EP0005744A1 (de) Verfahren zum Aufwachsen von Epitaxieschichten auf selektiv hochdotierten Siliciumsubstraten
DE3812030C2 (de)
DE2310284C3 (de) Verfahren zum elektrischem Aufbringen von Glasteilchen auf einen Körper aus Halbleitermaterial
DE2716419A1 (de) Verfahren zum passivieren von leistungs-halbleiterbauelementen
DE3012161A1 (de) Verfahren zur herstellung eines temperaturbestaendigen maskenmittels, entsprechend diesem verfahren erhaltenes maskenmittel sowie verwendung desselben
DE1961230C3 (de) Verfahren zum Passivieren eines PN-Übergänge aufweisenden Halbleiterkörpers und Anwendung des Verfahrens zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
DE10250915B4 (de) Verfahren zur Abscheidung eines Materials auf einem Substratwafer
EP2995703A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Flächenableitelektroden und Halbzeug zur Durchführung des Verfahrens

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee