DE7428330U - Vorrichtung zur aetzung von halbleiteraktivteilen - Google Patents

Vorrichtung zur aetzung von halbleiteraktivteilen

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Description

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BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)
Verfahren zur Aetzung von Halbleiteralctivteilen und Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.
Bei dem bekannten Aetzverfahren (M.F. Bogenschütz: Oberflächentechnik und Galvanotechnik in der Elektronik; Saulgau/Württemberg 1971) werden die nicht zu ätzenden Stellen der Halbleiteraktivteile häufig mit einer ätzmittelbeständiceh Schutzschicht versehen. Diese Schutzschicht wird entweder durch Besprühen, Tauchen, Aufschütten. Schleudern oder auf ähnliche Weise auf
he Aktivteile aufgebracht und dann getrocknet. Die freigeifäLebenen Oberflächenbereiche der Aktivteile werden dann anliessend, beispielsweise im Tauchverfahren, mit fluorwasserffhaltiger Aetzflüssigkeit geätzt, wobei die jeweils verwene Schutzschicht und die Aetζflüssigkeit aufeinander abgeimmt sein müssen. Nach Entfernung der auf den geätzten Ober-
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flächenbereichen eventuell noch vorhandene Aetzflüssigkeit, beispielsweise durch mehrfaches Spülen mit entionisiertem Wasser, wird die Schutzschicht wieder entfernt und die Aktivteile nach weiteren Spülungen abschliessend einem Trocknungsprozess unterzogen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein einfaches, sauberes und genau arbeitendes Aetzverfahren anzugeben, das nur wenig Prozessschritte erfordert und bei dem das übliche Abdecken der nicht zu ätzenden Flächen mit ätzbeständigem Schutzlack und die nachträgliche Verschmutzung der geätzten Flächen beim Ablösen des Schutzlackes vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Aktivteile zwischen in einer Zentrierschablone vertikal geführten Distanzscheiben zentrisch angeordnet und in einer Halterung eingespannt werden, wobei ausgewählte Oberflächenbereiche der Aktivteile von den Distanzscheiben abgedeckt und nach Entfernung der Zentrierschablone die freibleibenden Oberflächenbereiche der Aktivteile geätzt, gespült.und getrocknet werden.
Die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens ist erfindungsgemäss gekennzeichnet durch Distanzscheiben aus Polytetrafluoräthylen und einem Spannrahmen, dessen Grundplatte eine
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untere Druckplatte aufnimmt und in dessen Deckplatte eine Druckschraube angeordnet ist, die mit einer oberen Druckplatte in Wirkverbindung steht.
Als besonders vorteilhaft haben sich Distanzscheiben mit einer Rauhigkeit <10 um und einer Planparallelität von ebenfalls <; 10 μια erwiesen. Der auf die Aktivteile in der Halterung durch eine Druckschraube ausgeübte Druck sollte mindestens 18 kp/cm betragen.
Das neue Verfahren hat sich besonders gut bei der Herstellung von Halbleiteraktivteilen mit einseitig oder doppelseitig abgeschrägten Seitenwänden, wie sie beispielsweise bei Dioden und Thyristoren zur Erhöhung der Durchbruchspannung - die ihrerseits die Sperrspannung der PN-Uebergänge bestimmt (DT-PS 1 297 234) - verwendet werden, bewährt.
Anhand der nachstehenden Figuren wird die Erfindung beispielsweise erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Haltevorrichtung zur Zentrierung und Fixierung von Halbleiteraktivteilen und zwischengelegten Distanzscheiben in auseinanderge-
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zogener Anordnung;
Fig. 2 Querschnitte durch zwischen Distanzscheiben gelagerte und zu ätzende Halbieiteraktivteile mit verschiedenartig abeschrägten Seitenwänden in vergrössertem Massstab.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Spannrahmen bezeichnet, dessen Deckplatte 2 ein Gewinde 3 zur Führung einer Druckschraube 4 aufweist, welche mit einer oberen Druckplatte 5 in Verbindung steht. Mit 6 ist eine Zentrierschablone bezeichnet, die eine halbkreisförmige Aussparung 7 aufweist. Die Bezugszeichen 8 und 9 beziehen sich auf Distanzscheiben und Halbleiteraktivteile. Die unterste Distanzscheibe liegt auf einer unteren Druckplatte 10, die ihrerseits auf der Grundplatte 11 des Spannrahmens liegt.
Die Halbleiteraktivteile 9 werden in der Haltevorrichtung gemäss Fig. 1 zwischen auswechselbaren Distanzscheiben 8 aufeinander gestapelt, beginnend mit der auf der unteren Druckplatte 10 lagernden und seitlich durch die halbkreisförmige Schablone 6 geführten Distanzscheibe und anschliessend in der Haltevorrichtung fixiert.
Dabei trennen die Distanzscheiben 8 nicht nur die Halbleiter-
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aktivteile voneinander, sondern haben auch die Aufgabe, die nicht zu ätzenden Oberflächenbereiche der Aktivteile abzudecken und zwischen sich und den Halbleiteraktivteilen einen Zwischenraum zu bilden, in dem das Aetzmittel eindringen kann, um die freibleibenden Oberflächenbereiche der Aktivteile zu ät zen.
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Ein aus Distanzscheiben und Halbleiteraktivteilen aufgebauter Stapel wird an der Oberseite mit einer Distanzscheibe 8 abgeschlossen und durch Anziehen der Druckschraube 4 zwischen der oberen und der unteren Druckplatte fixiert. Damit keine Aetzflüssigkeit an die durch die Distanzscheiben abgedeckten Oberflächenbereiche der Aktivteile gelangt, muss der Druck mindestens 18 kp/cra2 betragen. Vorzugsweise sollten die Distanzscheiben an den Stellen, die zur Abdeckung der Aktivteile dienen, eine Rauhigkeit von ^. 10 yum und eine Planparallelität von ebenfalls^ 10 um besitzen.
Nach Entfernung der Zentrierschablone 6 werden die eingespannten Halbleiterscheiben 9 an den freibleibenden Oberflächenbereichen, beispielsweise im Tauch- oder Sprühverfahren mit fluorwasserstoffhaltiger Aetzflüssigkeit, geätzt und dann einer Wasserspülung und Trocknung unterzogen.
Fig. 2a zeigt einen Querschnitt durch ein zwischen Distanz-
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scheiben 8 gelagertes PNF Halbleiterelement 9 mit zu ätzenden doppelseitig angeschrägten Seitenwänden 12, wobei die strichlie r ten Linien die offenliegenden PN-Uebergänge andeuten. Zur gleichmässigen Aetzung sowohl der Ober- als auch der Unterseite dieses PNP - Elementes ist es zweckmässig, den aus
Distanzscheiben 8 und PNP-Elementen 9 aufgebauten Stapel in
freiner schrägen, etwas geneigten Position zu halten, um die Grasblasenentwicklung zu beschleunigen.
Das angegebene Verfahren ist aber nicht nur auf Halbleiterscheiben mit doppelt negativ angeschrägtem Winkel beschränkt. Es ist wie den Figuren 2b und 2c zu entnehmen ist, ebenfalls zur Aetzung der freiliegenden PN-Uebergänge von Halbleiter-
1 scheiben mit einfach negativ - einfach positiv (Fig. 2b) und
doppelt positiv (Fig. 2c) angeschrägtem Winkel anwendbar.
Als Werkstoffe für sämtliche Bauteile, die mit den Aetzmitteln in Berührung kommen, haben sich besonders Polyvinylchlorid und Polytetrafluoräthylen bewährt. Für die Distanzscheiben wurde vorzugsweise Polytetrafluoräthylen wegen seiner chemischen Beständigkeit, seiner antiadhäsiven und seiner Eigenschaft keine Feuchtigkeit aufzunehmen, verwendet.
Die geometrischen Abmessungen und Gestaltungen der Halbleiterscheiben sind -für die Durchführung des Verfahrens ohne Bedeutung,

Claims (5)

I I ) I lit - 7 - 75m Schutzansprüche
1. Vorrichtung zur Aetsung von Halbleiteraktivteilen, gekennzeichnet dursh Distanzscheiben (8) aus Polytetraf/luoräthylen und einem Spannrahmen (1), dessen Grundplatte (11) eine untere Druckplatte (10) aufnimmt und in dessen Deckplatte (2) eine Druckschraube (4) angeordnet ist, die mit einer oberen Druckplatte (5) in Wirkverbindung steht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an den Spannrahmen (1) ansetzbare Z*entrierschablone (6).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Spannrahmen (1), Druckschraube (4) und Druckplatten (5,10) aus Polytetrafluoräthylen oder Polyvinylchlorid bestehen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der über die Druckplatten (5,10) und Distanzscheiben (8) von der Druckschraube (4) auf die Halbleiteraktivteile (9) ausgeübte Druck mindestens 18 kp/cm beträgt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
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die Distanzscheiben eine Rauhigkeit von-ei 10 pm und eine Planparallelit&t von ebenfalls-cl 10 um aufweisen.
BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.
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