DE3138362A1 - Process for applying metal contacts - Google Patents

Process for applying metal contacts

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Abstract

The invention relates to a process for producing front contacts in semiconductor components with local epitaxial layers. In the process, the semiconductor wafer surface covered with mesa bumps is entirely coated with photoresist, the photoresist on the mesa bumps is removed again, at least one metal contact layer is then applied to the entire surface of the semiconductor wafer and, finally, the remaining photoresist on the semiconductor wafer is removed again together with its metal coating.

Description

Verfahren zum Aufbringen von Metallkontakten Process for applying metal contacts

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen von Metallkontakten auf den Halbleiter-Mesabergen einer mit einer Vielzahl von Mesabergen versehenen Halbleiterscheibe.The invention relates to a method for applying metal contacts on the semiconductor mesa mountains one provided with a plurality of mesa mountains Semiconductor wafer.

Es ist besonders schwierig, nichtplanare Halbleiteroberflächen mit Anschlußkontakten zu versehen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem auf die Mesaberge von Halbleiter anordnungen mit Hilfe von bewährten technologischen Arbeitsprozessen Anschlußkontakte aufgebracht werden. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die gesamte mit Mesabergen versehene Oberflächenseite der Halbleiterscheibe mit einer relativ dicken Fotolackschicht bedeckt wird, daß die Bereiche der Fotolackschicht, die sich auf den Mesabergen befinden mittels eines Belichtungs und Entwicklungsprozesses entfernt werden, daß sodann auf die gesamte Oberflächenseite wenigstens eine Metallschicht aufgebracht wird, und daß schließlich die noch auf der Oberfläche befindlichen Reste der Fotolackschicht zusammen mit dem darauf befindlichen Metallbelag entfernt werden.It is particularly difficult to use non-planar semiconductor surfaces To provide connection contacts. The invention is based on the object of a method indicate with the on the mesa mountains of semiconductor arrangements with the help of proven technological work processes connecting contacts are applied. This task is achieved in that the entire surface side provided with mesa mountains Semiconductor wafer is covered with a relatively thick layer of photoresist that the Areas of the photoresist layer that are located on the mesa mountains by means of a That exposure and development process are then removed to the entire Surface side at least one metal layer is applied, and that finally the residues of the photoresist layer still on the surface together with removed from the metal coating on it.

Dieses Verfahren ist insbesondere für die Anwendung bei Dioden geeignet, deren eine Zone aus einem durch lokale Epitaxie aufgebrachten Mesaberg aus Halbleitermaterial besteht. Die Fotolackschicht mit dem darauf befindlichen Metallbelag wird vorzugsweise in einem Mehrstufenprozess entfernt. Hierzu wird die Halbleiteranordnung beispielsweise zunächst mit einem Kaltentlackungsmittel für Einbrennlacke, danach mit Dichlormethan, danach mit Trichloräthylen und schließlich mit Methanol behandelt.This method is particularly suitable for use with diodes, one zone of which consists of a mesa mountain made of semiconductor material applied by local epitaxy consists. The photoresist layer with the metal coating thereon is preferred removed in a multi-step process. For this purpose, the semiconductor arrangement is for example initially with a cold paint stripper for stoving enamels, thereafter treated with dichloromethane, then with trichlorethylene and finally with methanol.

Die Erfindung und ihre weitere vorteilhafte Ausgestaltung soll noch anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.The invention and its further advantageous embodiment are still intended are explained in more detail using an exemplary embodiment.

In der Figur 1 ist im Schnitt eine Halbleiterscheibe 1 dargestellt, die auf einer Oberflächenseite eine Vielzahl von Mesabergen 2 aufweist, die durch lokale Abscheidung von epitaktischem Halbleitermaterial hergestellt wurden.A semiconductor wafer 1 is shown in section in FIG. which has a plurality of mesa mountains 2 on one surface side, which through local deposition of epitaxial semiconductor material were made.

Diese Mesaberge 2 bilden beispielsweise mit dem Grundmaterial 1 einen pn-Übergang. Derartige Bauelemente sind insbesondere für die Verwendung als Zenerdiode geeignet.These mesa mountains 2 form one with the base material 1, for example pn junction. Such components are particularly suitable for use as Zener diodes suitable.

Die gesamte Oberflächenseite, die mit den Mesabergen 2 versehen ist, wird gemäß Figur 1 mit einer relativ dicken Fotolackschicht bedeckt. Die Dicke der Fotolackschicht richtet sich nach der Höhe der Mesaberge und wird so gewählt, daß es auch an den Kanten der Mesaberge zu einer unterbrechungsfreien Abdeckung der Halbleiteroberfläche kommt. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Photolackschicht ca. 40 um dick.The entire surface side, which is provided with the mesa mountains 2, is covered according to Figure 1 with a relatively thick photoresist layer. The thickness of the Photoresist layer depends on the height of the mesa mountains and is chosen so that it also provides uninterrupted coverage at the edges of the mesa mountains Semiconductor surface is coming. In one embodiment, the photoresist layer is about 40 µm thick.

Als Foto lack eignet sich insbesondere ein nichtflüssiger Lack beispielsweise ein Lack der im Handel unter der Bezeichnung "Riston" erhältlich ist.A non-liquid varnish, for example, is particularly suitable as a photo varnish a lacquer that is commercially available under the name "Riston".

Die Halbleiteranordnung gemäß der Figur 1 wird sodann einem Belichtungs- und Entwicklungsprozeß unterzogen, wobei das genannte Fotolackmaterial mit einer Negativmaske zu belichten ist. Dies bedeutet, daß der Teil der Fotolackschicht, der sich auf den Mesabergen 2 befindet, nicht belichtet wird und somit in einem Entwickler wieder entfernt werden kann. Die übrigen Teile der Fotolackschicht werden dagegen belichtet und verbleiben nach dem Entwicklungsprozeß auf der Halbleiteroberfläche in der in der Figur 2 dargestellten Weise. Durch den Entwicklungsprozeß werden die Oberflächen der Mesaberge 4 freigelegt. Die Entwicklung des Photolacks erfolgt vorzugsweise in Chlorothene im Ultraschalbad, wärend einer Zeitdauer von 60 - 80 Sekunden.The semiconductor arrangement according to Figure 1 is then an exposure and developing process, wherein said photoresist material with a Negative mask is to be exposed. This means that the part of the photoresist layer which is located on the Mesabergen 2, is not exposed and thus in one Developer can be removed again. The remaining parts of the photoresist layer will be on the other hand exposed and remain on the semiconductor surface after the development process in the manner shown in FIG. Become through the development process the Surfaces of the mesa mountains 4 exposed. The photoresist is preferably developed in chlorothene in an ultrasonic bath for a period of 60 - 80 seconds.

Danach wird gemäß Figur 3 die mit den Mesabergen versehene Halbleiteroberfläche ganzflächig mit einer Metallschicht bedampft. Diese Metallschicht kann gegebenenfalls aus mehreren Teilschichten bestehen. Besonders geeignet ist eine Schicht aus Titan-Palladium-Silber. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Titanschicht 0,15 um, die Palladiumschicht 0,03 um und die Silberschicht 6 um dick.Thereafter, according to FIG. 3, the semiconductor surface provided with the mesa mountains becomes Vaporized all over with a metal layer. This metal layer can optionally consist of several sub-layers. A layer of titanium-palladium-silver is particularly suitable. In one embodiment, the titanium layer is 0.15 µm, the palladium layer 0.03 µm and the silver layer 6 µm thick.

Schließlich wird der gemäß Figur 3 noch auf der Halbleiteroberfläche verbliebene Photolack zwischen den Mesabergen zusammen mit dem darauf befindlichen Metallbelag wieder entfernt. Der Ablöseprozeß muß mit geeigneten Lösungsmitteln durchgeführt werden. Besonders bewährt hat sich ein Mehrstufenverfahren. Hierbei wird die Halbleiteranordnung zunächst in ein Kaltentlackungsmittel für Einbrennlacke während einer Zeitdauer von ca. 15 Minuten eingetaucht.Finally, according to FIG. 3, it is still on the semiconductor surface remaining photoresist between the mesa mountains together with the one on top Metal covering removed again. The stripping process must be carried out with suitable solvents be performed. A multi-stage process has proven particularly useful. Here the semiconductor device is first immersed in a cold paint stripping agent for stoving enamels immersed for a period of about 15 minutes.

Ein geeigneten Kaltentlackungsmittel ist beispielsweise das im Handel unter der Bezeichnung "Controx 610" erhältliche Lösungsmittel. Sodann wird die Halbleiteranordnung während einer Zeit von ca. 5 Minuten in Dichlormethan eingebracht.A suitable cold paint stripping agent is, for example, commercially available Solvents available under the name "Controx 610". Then the semiconductor device introduced into dichloromethane for a period of about 5 minutes.

Es folgt eine weitere Behandlung in Trichloräthylen während einer Zeit von ca. 5 Minuten. Schließlich wird die Halbleiter anordnung noch während einer Zeitdauer von ca. 5 Minuten in Methanol behandelt.This is followed by a further treatment in trichlorethylene during one Time of approx. 5 minutes. Finally, the semiconductor arrangement is still during a Treated for about 5 minutes in methanol.

Nach diesem Mehrstufenprozeß für den Ablackvorgang liegt eine Halbleiteranordnung gemäß Figur 4 vor. Nur noch auf den Stirnseiten der Mesaberge ist eine Metallschicht 5 aus Titan Palladium, Silber vorhanden. Die Halbleiterscheibe gemäß der Figur 4 wird schließlich noch in Einzelbauelemente zerteilt, dachdem die freiliegenden Halbleiteroberflächen bereiche noch mit Siliziumdioxyd bzw. mit einem Passivierungsglas bedeckt wurden. Ein Einzelbauelement das eine Zenerdiode bildet ist in der Figur 5 dargestellt.After this multi-stage process for the deslagging process, there is a semiconductor device according to Figure 4 before. There is only a layer of metal on the face of the Mesa Mountains 5 made of titanium palladium, silver available. The semiconductor wafer according to FIG. 4 is finally divided into individual components, covering the exposed semiconductor surfaces areas were still covered with silicon dioxide or with a passivation glass. An individual component that forms a Zener diode is shown in FIG.

Die Zenerdiode ist mit dem Rückseitenkontakt 9 versehen, der beispielsweise gleichfalls aus Titan-Palladium-Silber besteht. Die Halbleiteroberfläche des Grundkörpers 1 wurde dagegen auf der mit den Mesabergen versehenen Oberflächenseite mit einer Schicht 7 aus Siliziumdioxyd bedeckt. Diese Siliziumdioxydschicht 7 wurde außerdem noch mit einem Passivierungsglas 8 beschichtet, das sich auch auf die Seitenflanken der Mesaberge bis zum Metallkontakt 5 erstreckt. Das Halbleiterbauelement gemäß der Figur 5 besteht vorzugsweise aus einkristallinem Silizium; der Mesaberg 2 wurde durch lokale epitaktische Beschichtung mit einkristallinem Silizium erzeugt.The Zener diode is provided with the rear contact 9, for example also consists of titanium-palladium-silver. The semiconductor surface of the base body 1, on the other hand, was provided with a Layer 7 of silicon dioxide covered. This silicon dioxide layer 7 was also still coated with a passivation glass 8, which is also on the side flanks the mesa mountain extends to the metal contact 5. The semiconductor component according to of Figure 5 is preferably made of monocrystalline silicon; the Mesaberg 2 became produced by local epitaxial coating with single crystal silicon.

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Claims (5)

Patentansprüche Verfahren zum Aufbringen von Metallkontakten auf den Haibleiter-Mesabergen einer mit einer Vielzahl von Mesabergen versehenen Halbleiterscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte mit Mesabergen versehene Oberflächenseite der Halbleiterscheibe mit einer relativ dicken Photolackschicht bedeckt wird, daß die Bereiche der Photolackschicht, die sich auf den Mesabergen befinden, mittels eines Belichtungs- und Entwicklungsprozesses entfernt werden, daß sodann auf die gesamte Oberflächenseite wenigstens eine Metallschicht aufgebracht wird, und daß schließlich die noch auf der Oberfläche befindlichen Reste der Photolackschicht zusammen mit dem darauf befindlichen Metallbelag entfernt werden. Claims method for applying metal contacts the semiconductor mesa mountains of a semiconductor wafer provided with a large number of mesa mountains, characterized in that the entire surface side provided with mesa mountains the semiconductor wafer is covered with a relatively thick layer of photoresist that the areas of the photoresist layer that are located on the mesa mountains by means of an exposure and development process are removed that then on the entire surface side is applied at least one metal layer, and that finally the residues of the photoresist layer still on the surface can be removed together with the metal coating on it. 2) Verahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seine Anwendung bei Dioden, deren eine Zone aus einem durch lokale Epitaxie aufgebrachten Mesaberg besteht.2) Method according to claim 1, characterized by its application in the case of diodes, one zone of which consists of a mesa mountain applied by local epitaxy consists. 3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Photolackschicht mit dem darauf befindlichen Metallbelag in einem Mehrstufenprozess entfernt wird.3) Method according to claim 1 or 2, characterized in that the Photoresist layer with the metal coating on it in a multi-stage process Will get removed. 4) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterscheibe zum Entfernen der Photolackschicht mit dem darauf befindlichen Metallbelag zunächst mit einem Kaltentlackungsmittel für Einbrennlacke, danach mit Dichlormethan, danach mit Trichloräthylen und schließlich mit Methanol behandelt wird.4) Method according to claim 3, characterized in that the semiconductor wafer to remove the photoresist layer with the metal coating on it first with a cold paint stripper for stoving enamels, then with dichloromethane, then is treated with trichlorethylene and finally with methanol. 5) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterscheibe ca. 15 min mit dem Kaltentlackungsmittel, danach ca. 5 min Xit Trichloräthylen und schließlich ca. 5 min mit Methanol behandelt wird.5) Method according to claim 4, characterized in that the semiconductor wafer approx. 15 min with the cold paint stripper, then approx. 5 min with Xit trichlorethylene and is finally treated with methanol for about 5 min.
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