DE2653029A1 - Verfahren zur herstellung von halbleiter-bauelementen, insbesondere einkristall-bauelementen, durch ionenerosion - Google Patents
Verfahren zur herstellung von halbleiter-bauelementen, insbesondere einkristall-bauelementen, durch ionenerosionInfo
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Description
COHAUSZ Sz PLORACK ?ßS3029
PATENTANWALT S B CfR O
D-4 DÜSSELDORF · SCHUMANNSTR. QT
PATENTANWÄLTE:
Dipl.-Ing. W. COHAUSZ - Dipl.-Ing. W. FLORACK - Dipl.-Ing. R. KNAUF ■ Dr.-Ing., Dipl.-Wrrtsch.-Ing. A. GERBER ■ Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ
Dipl.-Ing. W. COHAUSZ - Dipl.-Ing. W. FLORACK - Dipl.-Ing. R. KNAUF ■ Dr.-Ing., Dipl.-Wrrtsch.-Ing. A. GERBER ■ Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ
SELENIA 19. November 1976
Industrie Elettroniche Associate S.p.A.
40, Via Medina
Neapel / Italien
Neapel / Italien
Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementen, insbesondere
Einkristall-Baulementen, durch Ionenerosion.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen, insbesondere Einkristall-Bauelementen,
durch Ionenerosion.
Das Verfahren eignet sich besonders zur Herstellung von Gebilden auf Einkristallwerkstoffen, insbesondere Verbundhalblextern,
wie sie zur Fertigung von Infrarot-Detektoren verwendet werden.
Gebräuchlicherweise werden zur Herstellung von Gebilden auf dickwandigen Werkstoffen, insbesondere Einkristallwerkstoffen,
das chemische und elektrochemische Ätzen angewendet. Diese herkömmlichen Methoden leiden jedoch unter verschiedenen Nachteilen,
Beispielsweise kann es leicht vorkommen, daß der Werkstoff nicht ausreichend geätzt wird oder sich punktförmige
Erosionskrater bilden. Auch findet der Angriff häufig längs kristallographisch bevorzugter Richtungen oder bevorzugt
längs von Fehlstellenlinien oder anderen Unregelmäßigkeiten des Kristallgitters statt.
30 327 - 2 -
U/Be
709821/0781
Bei der Werkstoffabtragung durch Ionenerosion treten diese Nachteile nicht auf. Es ergeben sich jedoch andere Schwierigkeiten, die auf eine wechselseitige Verunreinigung von bearbeitetem
Material und Abdeckmaterial zurückzuführen sind. Das ist hauptsächlich dann der Fall, wenn das mit verhältnismäßig
hoher Geschwindigkeit erodierte Material einer Oberflächenverunreinigung durch zurückspritzendes Abdeckmaterial ausgesetzt
ist, das mit verhältnismäßig langsamer Geschwindigkeit erodiert wird.
Diese Verunreinigung erzeugt charakteristische Konusbildungen auf dem bearbeiteten Werkstoff, die zu Oberflächenrauhigkeit,
Verfärbung, Verlangsamung der Erosionsgeschwindigkeit und
NichtWiederholbarkeit des Prozesses führen.
Es stellte sich somit die Aufgabe, ein Verfahren anzugeben,
bei dem die vorstehend beschriebenen unerwünschten Nebenwirkungen
vermieden werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die elektrischen
Entladungen in einer verdünnten Atmosphäre ausgeführt werden, deren Bestandteile Argon und Wasserstoff, Argon und Wasserdampf oder ein Inertgas und ein Wasserstoff-Ionen entwickelndes
Gas sind.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Um das Verfahren der Erfindung zu veranschaulichen, werden
nachstehend Versuchsergebnisse wiedergegeben, die an Proben von Ge und InSb mit einer Dünnschicht aus Elektrolytnickel
als Abdeckmaterial erhalten wurden.
709821/0781
Zufriedenstellende Ergebnisse wurden sowohl bei Ge und InSb mit Mischungen aus Ar + EL· und Ar + H-O erhalten, da die
Proben bei voller Reproduzierbarkeit des Prozesses selbst nach fortgesetzter mehrstündiger Ionenerosion frei von Oberflächenfehlern
waren. Bei diesen Versuchen war die Erosionsgeschwindigkeit bei den Proben 2-3mal höher als diejenige,
die bei der Verwendung von Argon allein erreichbar ist.
Bei dem ersten Versuch mit Ge wurde ein Gasgemisch verwendet, das aus Argon mit einem Partialdruck von 6,7 χ 10 mbar
(5 Millitorr) und Wasserdampf mit einem Partialdruck von
_3
2,7 χ 10 mbar (2 Millitorr) bestand.
2,7 χ 10 mbar (2 Millitorr) bestand.
Ähnliche Ergebnisse wurden mit einem Gasgemisch erhalten, das
IiI -3
aus Argon mit einem Partialdruck von 6,7 χ 10 mbar (5 Millitorr)
und Wasserstoff mit einem Partialdruck von 6,7 χ 10 C5 Millitorr) bestand.
Bei einem zweiten Versuch mit InSb und Gasgemischen der gleichen Art wurden gleichermaßen zufriedenstellende Ergebnisse erzielt.
In der Zeichnung ist der Verlauf der Erosionsgeschwindigkeit bei einigen für den Prozeß in Betracht kommenden Werkstoffen,
z,B, Ge, InSb, Ni und rostbeständigem Stahl, über dem Partialdruck
des Wasserdampfs in einer Grundatmosphäre aus Argon mit einem Partialdruck von 6,7 χ 10~ mbar (5 Millitorr) aufgetragen,
Die Werte der Kurven in der Zeichnung sind auf die maximale Erosionsgeschwindigkeit in einer nur aus Argon bestehenden
Atmosphäre bezogen. Die Stromdichte des Hochfre-
2 quenzstromes an der Kathode betrug 2,4 W/cm , der Abstand
zwischen den Elektroden etwa 60 mm.
709821/0781
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist allgemein auf die Herstellung
von Halbleiter-Bauelementen anwendbar, eignet sich jedoch besonders zur Herstellung von Infrarot-Detektoren aus
InSb, da die ursprünglichen Eigenschaften des Materials nicht
verändert werden und seine elektro-optischen Eigenschaften unverändert erhalten bleiben.
709821/0781
Leerseite
Claims (3)
- Ansprüchel.| Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementen, insbesondere Einkristall-Bauelementen, durch Ionenerosion, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Entladungen in einer verdünnten Atmosphäre ausgeführt werden, deren Bestandteile Argon und Wasserstoff, Argon und Wasserdampf oder ein Inertgas und ein Wasserstoff-Ionen entwickelndes Gas sind.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine verdünnte Atmosphäre verwendet wird, deren Zusammensetzung durch die Partialdrücke des Argons und Wasserstoffs oder des Argons und Wasserdampfs beschrieben ist.
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn-zeichnet, daß die Partialdrücke im Bereich von 6,7*10_2
bis 6,7*10 mbar (0,5—50 Millitorr), vorzugsweise im Bereich•Z Qvon k'\0~J bis 2-10~ mbar (3—15 Millitorr), liegen.709821/0781ORIGINAL !MSPECTED
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