DE2730871C2

DE2730871C2 - Verfahren zur Herstellung magnetfeldabhängiger Halbleiterbauelemente

Info

Publication number: DE2730871C2
Application number: DE19772730871
Authority: DE
Inventors: Rudolf Ing.(grad.) 7140 Ludwigsburg Grams; Volker Ing.(grad.) 7141 Beilstein Kallenberger
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1977-07-08
Filing date: 1977-07-08
Publication date: 1984-08-23
Also published as: DE2730871A1

Description

Die Erfindung befaßt sich mit Verfahren zur Herstellung magnetfeldabhängiger Halbleiterbauelemente mit dünnschichtigen auf Substraten aufgebrachten Halbleiterkörpern aus Verbindungen des Typs /V" ö^v mit den

in den Oberbegriff der Ansprüche 1 bis 3 genannten Merkmalen.

Stand der Technik:

Durch die DE-PS 14 90 652 ist ein Verfahren zur Herstellung magnelfeldabhängiger Halbleiterbauelemente mil dünnschichtigen Halbleiterkörpern aus Verbindungen des Typs A^m B* bekanntgeworden, wobei der kontaktierte mäai derförmige und auf einem Substrat angeordnete Halbleiterkörper durch Abätzen an seinen Flanken auf einen vorgegebenen Widerstand abgeglichen wird. Dies hat den Nachteil, daß die Mäander-Echenkel schmäler werden. Dies bewirkt aber eine Vergrößerung des Verhältnisses von Länge zu Breite der freibleibenden Halbleiterstreifen und damit eine Abnahme des Variationsfaktors Rb : Ro · Re: Ro ist das Verhältnis der Widerstände des Halbleiterkörpers im bzw. nicht im Magnetfeld.

In der Deutschen Auslegeschrift 16 65 750 sind Verfahren der eingangs genannten Art beschrieben. Hierbei besteht der Halbleiterkörper aus einem nichtstrukturierten Halbleiterplättchen.

Aufgabe:

Aufgabe der Erfindung ist es. Verfahren zur Herstellung von magnetfeldabhängigen Halbleiterbauelementen der eingangs genannten Art anzugeben, bei denen der Halbleiterkörper strukturiert werden kann ohne daß durch Ätzabgleich eine Reduzierung des Variationsfaktors erfolgt.

Lösung:

Die Lösung erfolgt mit den in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 bis 3 angegebenen Merkmalen.

Vorteile:

Die erfindungsgemäßen Verfahren bieten den Vorteil, daß beim Ätzbabgleich auf den Grundwiderstand Rd keine Verminderung des Variationsfaktoi's R«/Ro eintritt und daß dadurch bei Einsatz der magnetfeldabhängigen Halbleiterbauelemente in Schaltkreisen deren Arbeitsbereiche vergrößert werden können. Da der Variationsfaktor sogar um mehr als 50% gesteigert werden kann, kann auch eine wesentliche Empfindlichkeilserhöhung der Schaltkreise mit diesen magnetfeidabhängigen Halbleiterelementen erlangt werden.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen:

Ausführungsbeispiele werden nun anhand der Figuren beschrieben. Die

Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf einen kontaktierten Halbleiterkörper, die

Fig. 2 und 3 zeigen jeweils einen Querschnitt durch denselben.

Bei der ersten Verfahrensvariante wird ein Halbleiterkörper in Form einer Halbleiterplatte 1 aus Indiumantimonid (InSb) auf eine Dicke von etwa 500 um gesi'hlilfen und/oder geläppt. Auf eine zusätzlich polierte Seite werden mittels Fotolithografie und anschließendem Ätzen parallele Rasterstreifen abgetragen. Die Gräben werden mit Indium 6 galvanisch aufgefüllt Nach Entfernen des restlichen Fotolackes wird in einem weiteren fotolithografischen Prozeß eine Mäandergeometrie aufgebracht. Die von Fotolack freien Flächen werden durch ein Ätzmittel etwa 100 μπι tief abgetragen. Nach dem Ätzen bleibt eine reliefartige Oberfläche zurück, die total mit Klebstoff 2 aufgefüllt wird und auf

ίο die ein AbCh-Substrat 5 aufgeklebt wird. Nach Aushärten des Klebers wird die Rückseite der Halbleiterplatte so lange geschliffen und/oder geläppt, bis der Mäander sichtbar wird. Nach Anlöten 4 der Elektroden 3 an den Halbleiterkörper 1 wird derselbe durch Abätzen 8 auf den gewünschten Widerstandswert gebracht

Bei der zweiten Verfahrensvariante wird die Halbleiterplatte aus indiumantimonid ebenfalls auf eine Dicke von etwa 500 μπι geschliffen und/oder geläppt. Auf eine zusätzlich polierte Seite werden mittels Fotolithografie

und anschließendem Ätzen parallel verlaufende rasterartige Gräben hergestellt, die anschließend galvanisch mit Indium 6 aufgefüllt werden. Nach Entfernen des restlichen Fotolackes wird der Halbleiterkörper 1 mit seiner Streifenseite auf ein Substrat 5 geklebt. Nach

:? Aushärten des Klebers 2 wird der Halbleiterkörper 1 auf der Rückseite bis auf eine Dicke von etwa 100 μπι abgeschliffen und/oder geläppt. Mittels Fotolithografie wird eine mäanderförmige Struktur aufgebracht. Die von Fotolack freien Stellen werden mit einem geeigne-

ju ten Ätzmittel bis zur gegenüberliegenden Kleberschicht 2 abgetragen. Die Zwischenräume werden mit einem Füllstoff, z. B. Kunstharz 7, aufgefüllt Nach Reinigen der Oberfläche und Kontaktieren wird der Halbletterkörper 1 durch Ätzen 8 von der Oberfläche her auf den gewünschten Widerstandswert abgeglichen.

Bei der dritten Verfahrensvariante wird der Halbleiterkörper 1 aus Indiumantimonid ebenfalls auf eine Dikke von etwa 500 μπι geschliffen und/oder geläppt. Auf die eine zusätzlich polierte Seite wird mittels Fotolithografie eine mäanderförmige Struktur aufgebracht. Die von Fotolack freien Stellen werden durch ein Ätzmittel etwa 100 μιη tief abgetragen, und die derartig gebildeten Gräben mit einem Füllstoff, z. B. Kunstharz 7, aufgefüllt. Nach Aushärten des Füllstoffes wird die Oberflä-

4^r> ehe gereinigt und anschließend in einem fotolithograf'-schen und Atzprozeß mit rasterförmigen Gräber versehen, die mit Indium 6 galvanisch aufgefüllt werden. Nach Entfernen des Fotolackes wird der Halbleiterkörper 1 mit dieser Seite auf ein AI₂O|-Substrat 5 mittels

■j» Klebstoff 2, beispielsweise auch Kunstharz, geklebt. Nach Aushärten des Klebers wird die Halbleiterrückseitc so lunge geschliffen und/oder geläppt, bis der Mäander sichtbar wird. Nach Aiilöten 4 der Elektroden 3 wird der Halbleiterkörper 1 durch Abätzen 8 auf den gewünschten Widerstandswert abgeglichen.

Magnetfeldabhängige Halbleiterbauelemente, die nach einer 'der beschriebenen Verfahrensvarianten hergestellt werden, weisen beispielsweise vor dem Abgleich ein Widerslandsverhältnis Rb : Ro von etwa 8 bei

to einer magnetischen Flußdichte von 1 Tesla auf, nach dem Abgleich jedoch ohne weiteres ein solches von > 18. Dieser überproportionale positive Effekt erklärt sich aus dem Sachverhalt, daß bei Abnahme der Halbleiterschichtd'cke die Wirksamkeit der kurzschließenden

b'i Indiumstrcifen 6 zunimmt und daß die von der vorangegangenen mechanischen Beanspruchung eingebrachten Gefüge- und Gitterstörungen des Haibleilerkörpers 1 durch den Ätzabgleich wieder abgebaut werden.

Gemäß der Erfindung hergestellte magnetfeldabhängige Halbleiterbauelemente lassen sich beispielsweise zur Magnetfeldmessung, zu Modulations/.wccken und als kontaktlos steuerbarer Widerstand vortcilhafl einsetzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

10 15

25 30 35 40

45

50

55

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung magnetfeldabhängiger Halbleiterbauelemente mit dünnschichtigen auf Substraten aufgebrachten Halbleiterkörpern aus Verbindungen des Typs A^M BF, bei dem der Halbleiterkörper auf das Substrat aufgeklebt und nach dem Aushärten des Klebstoffes auf seiner von dem Substrat abgewandten Oberfläche mechanisch, ehemisch oder galvanisch auf eine vorgegebene Dicke bearbeitet wird und bei dem der kontaktierte Halbleiterkörper durch Abätzen an seiner von dem Substrat abgewandten Oberfläche auf einen vorgegebenen Widerstandswert gebracht wird, dadurch r> gekennzeichnet,

daß der Haibieiterkörper (1) auf einer Oberfläche mittels Fotolack und Ätzen strukturiert wird, daß auf der strukturierten Oberriäche des Halbleiterkörpers (1) die strukturbegrenzenden geätzten Gräben mit Klebstoff (2) gefüllt werden,
daß auf diese Oberfläche das Substrat (5) geklebt wird und

daß nach dem Aushärten des Klebstoffes (2) der Halbleiterkörper (1) auf der anderen, strukturabgekehrten Oberfläche bis zur Offenlegung der Struktur mechanisch, chemisch oder galvanisch bearbeitet wird und

daß der kontaktierte Halbleiterkörper (1) durch Abätzen (8) an seiner offengelegten Strukturoberfläche auf den vorgegebenen Widerstandswert gebracht wird.

2. Verfahren zur Herstellung magnetfeldabhängiger Halbleiterbauelemente mit dünnschichtigen auf Substraten aufgebrachten, Halbleiterkörpern aus Verbindungen des Typs A^m BF, bei dem auf einer Oberfläche des Halbleiterkörpers rasterförmig verlaufende Streifen aus elektrisch gut leitendem Material eingelagert werden, bei dem der Halbleiterkörper mit seiner die rasterförmig verlaufenden Streifen enthaltenden Oberfläche auf das Substrat aufgeklebt und nach dem Aushärten des Klebstoffs auf seiner von dem Substrat abgewandten Oberfläche mechanisch, chemisch oder galvanisch auf eine vorgegebene Dicke bearbeitet wird und bei dem der kontaktierte Halbleiterkörper durch Abätzen an seiner von dem Substrat abgewandten Oberfläche auf einen vorgegebenen Widerstandswert gebracht wird, dadurch gekennzeichnet,

daß auf die auf die vorgegebene Dicke bearbeitete Oberfläche des Halbleiterkörpers (1) mittels Fotolithographie eine Struktur aus Fotolack aufgebracht wird,

daß die freigebliebenen Stellen abgeätzt werden,
daß die geätzten Gräben mit geeignetem Füllstoff « (7) ausgefüllt werden und

daß nach Reinigen der Oberfläche der kontaktierte Halbleiterkörper (1) durch Abätzen (8) auf den vorgegebenen Widerstandswert gebracht wird.

3. Verfahren zur Herstellung magnetfeldabhängi- bo ger Halbleiterbauelemente mit dünnschichtigen auf Substanzen aufgebrachten Halbleiterkörpern aus Verbindungen des Typs A"¹ ß^v, bei dem der Halbleiterkörper mit einer eingelagerte, rasterförmig verlaufende Streifen aus elektrisch gut leitendem 6¹; Material enthaltenden Oberfläche auf das Substrat aufgeklebt und nach dem Aushärten des Klebstoffs auf seiner von dem Substrat abgewandten Oberfläche mechanisch, chemisch oder galvanisch auf eine vorgegebene Dicke bearbeitet wird und bei dem der kontaktierte Halbleiterkörper durch Abätzen an seiner von dem Substrat abgewandten Oberfläche auf ei»:en vorgegebenen Widerstandswert gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper^) auf einer Oberfläche mittels Fotolack und Ätzen strukturiert wird,

daß nach dem Entfernen des Fotolackes auf der strukturierten Oberfläche des Halbleiterkörpers (1) die die Struktur begrenzenden, geätzte Gräben mit geeignetem Füllstoff (7) ausgefüllt werden,
daß in die mechanisch und/oder chemisch gereinigte Oberfläche die rasterförmig verlaufenden Streifen (6) aus elektrisch gut leitendem Material eingelagert werden und

daß auf diese Oberfläche das Substrat (5) aufgeklebt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff (7) Kunstharz ist

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper (1) eine Platte aus InSb ist

6. Verfahren nach den Ansprüchen 2,3 oder 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eingelagerten Streifen (6) aus Indium bestehen.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der unbearbeitete Halbleiterkörper (1) eine Dicke von 200 bis 500 μιη und der bearbeitete Halbleiterkörper (1) eine solche von 10 bis 200 μηι aufweist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur Mäanderform aufweist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die geätzten Strukturgräben 10 bis 200 μπι tief sind.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (5) aus AI2O3 besteht.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die eingelagerten Streifen (6) eine Breite von etwa 50 μηι und eine Tiefe von etwa 5 μΓη aufweisen und der Abstand zwischen ihnen etwa 30 μπι mißt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagerung der rasterförmigen Streifen (6) durch Auffüllen von geätzten Gräben mittels Elektrolysebeschichtung durchgeführt wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Ätzmittel eine Mischung aus H2F2, H2O2, H2O und Glycerin verwendet wird.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer Halbleiterscheibe mehrere Halbleiterkörper (1) gleichzeitig auf einem Substrat (5) bearbeitet werden und daß diese vor dem Ätzabgleich (8) separiert werden.