DE2708792A1 - Ionenaetzverfahren zum strukturieren von halbleiterschichten - Google Patents
Ionenaetzverfahren zum strukturieren von halbleiterschichtenInfo
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Description
Licentia Pa tent-Vet v,altun.js-GmbH 2708792
Theodor-Stern-Kai 1, 6ΟΟΟ Frankfurt/Main
Heilbronn, den 16. Febr. 1977 PT-Ma/sr - HN 77/1
Ionenätzverfahren zum Strukturieren von Halbleiterschichten
Es ist bekannt, daß Ionenstrahlen zum Ätzen und Strukturieren
von Silizium-Halbleiteranordnungen verwendet werden können. Die Erfindung besteht dem gegenüber darin, das
an sich bekannte Ionenätzverfahren auf ein Halbleitermaterial aus Cadmium-Quecksilber-Tellurid anzuwenden.
Cadraium-Quecksilber-Tellurid ist ein sehr temperaturempfindliches
Material, da das darin enthaltene Quecksilber schon bei geringen Temperaturen verdampft, überraschend hat
sich nun gezeigt, daß trotz dieser extremen Temperaturempfindlichkeit Halbleiterschichten aus Cadmium-Quecksilber-Tellurid
mit einer Ionenstrahlätzanlage strukturiert werden können, überraschend war ferner, daß Cadmium-Quecksilber-Tellurid
gegenüber geeigneten Abdeckmaterialien, wie Fotolack oder Titan, hohe Abtragraten aufweist. Es ist daher
leicht möglich, die nicht zu ätzenden Teile der Halbleiteroberfläche
mit Fotolack oder mit Titan abzudecken, so daß
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die nicht abgedeckten Teile selbst einer relativ dicken Halbleiterschicht aus Cadmium-Quecksilber-Tellurid mit
Hilfe eines geeigneten lonenstrahls abgetragen werden können.
Das Ionenätzverfahren hat gegenüber der Ätzung mit chemischen
Mitteln den wesentlichen Vorteil, daß unterätzungsfreie
scharfe Karten entstehen, so daß sehr feine Strukturen verwirklicht werden können.
Cadmium-Quecksilber-Tellurid ist ein geeignetes Halbleitermaterial
zur Herstellung von Infrarotdetektorzellen. Zu ihrer Herstellung geht man beispielsweise so vor, daß auf
einen Trägerkörper eine Halbleiterschieht aufgeklebt wird. Diese Halbleiterschieht muß beispielsweise kammförmig ausgebildet
werden, so daß sie dann aus einem breiten Steg besteht, von dem zahlreiche fingerförmige Zungen parallel
zueinander und in einer Richtung ausgehen. Diese kammförmige Halbleiterschieht wird ganzflächig mit einem Kontaktmetall
bedeckt, das jeweils nur einen kleinen Spalt im Ubergangsbereich zwischen den fingerförmigen Zungen und
dem breiten Steg freiläßt. Dieser Spalt, in dem allein Infrarotlicht auf die Halbleiterschieht auftreffen kann, bildet
jeweils eine Detektorzelle, die einerseits an den breiten
Steg und andererseits an eine fingerförmige Zunge angeschlossen ist. Allen Detektorzellen ist somit ein Anschluß,
nämlich der die Zungen miteinander verbindende breite Steg, gemeinsam. Das erfindungsgeraäße Ionenätzverfahren
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soll zur Strukturierung der Halbleiterschicht in der geschilderten
Weise eingesetzt werden.
Die Erfindung und ihre weitere vorteilhafte Ausgestaltung soll im folgenden noch anhand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert werden.
In der Figur 1 ist in einer perspektivischen Ansicht ein
Trägerkörper 1 dargestellt, der beispielsweise aus Keramik oder aus einem Saphir besteht. Auf diesen Trägerkörper wird
mit Hilfe einer Klebeschicht 2 eine Halbleiterschicht 3 aus
Cd_ oHg_ oTe befestigt. Diese gegen Infrarotlicht empfίηα-liehe
Halbleiterschicht wird beispielsweise bis auf eine Dicke von 20 ,um abgearbeitet. Danach werden die Teile
der Halbleiteroberfläche, die durch den Ionenstrahl nicht abgeätzt werden sollen, mit einer Schicht 4 abgedeckt,
die eine möglichst kleine Ätzrate aufweist. Hierfür ist eine mehrere ,um dicke Fotolackschicht oder eine
Platinschicht geeignet. Die freibleibenden Teile 5 der Halbleiteroberfläche sollen dagegen bis zum Grundkörper 1
abgetragen werden.
Die in der Figur 1 dargestellte Halbleiteranordnung wird daher in eine Ionenstrahl-Ätzanlage eingebracht. Zum Ätzen
werden vorzugsweise senkrecht auf die Halbleiteroberfläche
auftreffende Argon-Ionen verwendet. Bei einem erfolgreich
durchgeführten Test betrug die Spannung 700 V bei einem
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Druck von 8.10 Torr. Die Atzzeit lag bei 4 Stunden; während dieser Zeit wurden die freiliegenden Teile der Halbleiteroberfläche
bis zum Grundkörper abgetragen, wobei man sehr scharfe Ätzkanten ohne Unterätzungen erhielt.
In der Figur 2 ist die Halbleiteranordnung nach dem Ätzen
dargestellt. Die verbleibende kammförmige Halbleiterschicht wurde mit Anschlußkontakten 6 und 7 versehen, wobei der
freibleibende Spalt 8 der Halbleiteroberfläche jeweils
eine Detektorzelle bildet. Es sei darauf hingewiesen, daß beim Ionenätzen der Halbleiterschicht auch die Fotolackschicht
4 bzw. eine andersartige Abdeckschicht ganz odet:
teilweise abgetragen wird. Die Schichtdicke der Abdeckschicht 4 ist daher bei dem jeweils verwendeten Material
so zu wählen, daß diese Abdeckschicht im wesentlichen erst dann vom Ionenstrahl abgetragen ist, wenn der Ionenstrahl
in den nicht abgedeckten Oberflächenbereichen die Halbleiterschicht
bis zum Grundkörper abgeätzt hat.
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Claims (6)
1)) Ionenätzverfahren zum Strukturieren von Halbleiterschichten,
gekennzeichnet durch seine Anwendung auf ein Halbleitermaterial aus Cadmium-Quecksilber-Tellurid.
2) Ionenätzverf ahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
seine Anwendung auf CdQ 2**9Ο oTe-Halbleitermaterial.
3) Ionenätzverf ahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die nicht zu ätzenden Teile der Halbleiteroberfläche
mit einem Material geringer Xtzrate abgedeckt
werden.
4) Ionenätzverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die nicht zu ätzenden Teile der Halbleiteroberfläche mit Photolack oder mit Titan abgedeckt werden.
5) Ionenätzverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zum strukturierten Ätzen der Halbleiteroberfläche Argonionen im Hochvakuum senkrecht auf
die Halbleiteroberfläche auftreffen.
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ORIGINAL INSPECTED
6) Ionenätsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch seine Verwendung zum Strukturieren dünner, auf einem Trägerkörper angeordneter Halbleiterschichten,
wobei die Halbleiterschicht teilweise bis zum Trägerkörper abgetragen wird.
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