DE966879C - Verfahren zur Reinigung und/oder Abtragung von Halbleitermaterial, insbesondere von Germanium- und Siliziumsubstanz - Google Patents

Verfahren zur Reinigung und/oder Abtragung von Halbleitermaterial, insbesondere von Germanium- und Siliziumsubstanz

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DE966879C
DE966879C DES32280A DES0032280A DE966879C DE 966879 C DE966879 C DE 966879C DE S32280 A DES32280 A DE S32280A DE S0032280 A DES0032280 A DE S0032280A DE 966879 C DE966879 C DE 966879C
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Dr Phil Habil Karl Seiler
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Description

AUSGEGEBEN AM 12. SEPTEMBER 1957
S 32280 VIIIc/ 21g
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reinigung und/oder Abtragung von Halbleitermaterialien, insbesondere von Germanium und Siliciumoberflächen, die bekanntlich zur Herstellung von Dioden, Transistoren usw. Verwendung finden.
Bei der Verarbeitung von Germanium oder Silicium ist es meist nicht zu vermeiden, daß der Kristall an der Oberfläche durch Sägen, Schleifen, Polieren od. dgl. verunreinigt wird und für den Bau von Dioden, Transistoren usw. nicht mehr brauchbar ist. Um diesen Mangel zu beseitigen, ist es bereits bekannt, den Kristall nach der mechanischen Bearbeitung durch Säuren oder durch andere geeignete, den Kristall angreifende Lösungen zu ätzen. Die üblichen Ätzverfahren machen aber Schwierigkeiten, weil es erfahrungsgemäß in hohem Maße darauf ankommt, die zur Anwendung kommenden Säuren bzw. Lösungen von Störstoffen freizuhalten, die z. B. bei einer nachträglichen Temperung des Halbleiters eine Leitfähigkeitsänderung bewirken können. Solche Stoffe sind beispielsweise Kupfer, Calcium, Magnesium, Eisen usw.
Es ist ferner bekannt, gas- oder dampfförmige Ätzmittel zur Oberflächenbehandlung von Selen zu benutzen. Es soll durch eine solche Behandlung der Rückstrom des Gleichrichters herabgesetzt werden.
Durch die Erfindung werden die Nachteile der bekannten Verfahren behoben. Diese besteht darm,
709 671'27
daß bei einem Verfahren zur Reinigung und/oder Abtragung von Halbleitermaterialien, insbesondere Halbleiteroberflächen, vorzugsweise solchen von Germanium oder Silicium, durch Ätzen unter Ver-
meldung der Einwanderung von Störstoffen in den Halbleiter durch Einwirkung von flüchtige, leicht zersetzbare oder lösbare Reaktionsprodukte erzeugenden Gasen in reiner Form, d. h. ohne Störstoffgehalt, geätzt wird. Die benötigten Gase können
ίο leicht in der notwendigen Reinheit hergestellt werden. Bei der Behandlung des Halbleiters mit einem solchen Gas, insbesondere mit einem Chlorstrom, entstehen die meist leicht flüchtigen Chloride, die notfalls noch durch eine sich anschließende Wärme-
behandlung von der Halbleiteroberfläche völlig entfernt werden können. Das Verfahren nach der Erfindung führt im Ergebnis somit zu einer reinen Oberfläche des Halbleiters, die für den gedachten Zweck bestens geeignet ist.
ao Die Erfindung ist aber nicht nur für die Reinigung einer Halbleiteroberfläche geeignet, sondern kann auch benutzt werden, um z. B. an Halbleitern bestimmte Vertiefungen od. dgl. anzubringen oder deren Gestalt und Abmessungen zu verändern.
Für eine derartige Bearbeitung wärmt man zweckmäßig die Halbleiterplatte vor. In der Regel werden einige hundert Grad zu diesem Zweck ausreichend sein, und man wird dann feststellen, daß dort, wo z. B. der frische Chlorstrom auf einen
Halbleiterkörper aus Germanium auftrifft, eine Reaktion unter Bildung des leicht' flüchtigen Germaniumtetrachlorids stattfindet. Der Chlorstrom frißt sich auf diese Weise, seinem Querschnitt entsprechend, der durch geeignete Düsen festgelegt
werden kann, in das Germanium ein. Wenn man eine solche Reaktion nur kurzzeitig erfolgen läßt, so entstehen mehr oder weniger große Vertiefungen/ und es ist auch möglich, auf diesem Wege eine Germaniumplatte od. dgl. zu durchbohren. Es
liegt deshalb im Rahmen der Erfindung, das Prinzip zu einem Schneideverfahren auszubauen, wie wir es von den z. B. mit Knallgas arbeitenden Schneidbrennern her kennen.
Die Einwirkung des zur Anwendung kommen-
den Gasstromes kann erfindungsgemäß dadurch besonders gut örtlich begrenzt werden, daß das Halbleitermaterial nur an den Stellen erwärmt wird, an denen eine Reaktion zwischen dem Gas und dem Halbleitermaterial gewünscht wird. So läßt sich
z. B. das Entstehen von Vertiefungen dadurch gut lokalisieren, daß man mit Hilfe einer durch den Gasstrom nicht angreifbaren Elektrode, die mit dem Halbleiter in Kontakt gebracht wird, auf elektrischem Wege eine örtliche Erwärmung erzeugt.
Hierbei kann man so vorgehen, daß Erwärmung und Gaseinwirkung von entgegengesetzten Seiten des Halbleiterkörpers aus erfolgen. Günstiger ist es jedoch, Erwärmung und Gaseinwirkung von derselben Seite des Halbleiterkörpers aus vorzu-
nehmen, indem z. B. die für die Erwärmung dienende Elektrode gleichzeitig, z. B. mit Hilfe einer in geeigneter Weise in ihr angebrachten Durchbohrung, zur Zuführung des Gasstromes benutzt wird. Dieser greift dann den Halbleiter an der durch den Strom erwärmten Kontaktenge besonders stark an tmd erzeugt dort eine Vertiefung. Als Elektrodenmaterial ist insbesondere Graphit geeignet, das, je nachdem, ob eine Vertiefung, ein Durchbohren oder Zerschneiden des Halbleiters erzielt werden soll, in Form einer punkt- oder linienförmigen Elektrode benutzt wird.
Wie schon erwähnt worden ist, wird man bei einer Bearbeitung von Germanium oder Silicium vorzugsweise Chlor benutzen. Es kommen aber gegebenenfalls auch Halogenwasserstoffe in Frage.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern erstreckt sich auch auf andere, nicht ausdrücklich erwähnte Möglichkeiten, die auf das Prinzip der Erfindung zurückgehen..

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:
1. Verfahren zur Reinigung und/oder Abtragung von Halbleitermaterialien, insbesondere Halbleiteroberflächen, vorzugsweise solchen von Germanium oder Silicium, durch Ätzen unter Vermeidung der Einwanderung von Störstoffen in den Halbleiter, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einwirkung von flüchtige, leicht zersetzbare oder lösbare Reaktionsprodukte erzeugenden Gasen in reiner Form, d. h. ohne Störstoffgehalt, geätzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Chlorstrom verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Halogenwasserstoffe verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Einwirkung des Gases entstehenden Verbindungen des Halbleiters und/oder der Verunreinigung durch anschließende Wärmebehandlung verflüchtigt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zu reinigende bzw. abzutragende Halbleitermaterial vorgewärmt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung lokal angewendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6,. dadurch gekennzeichnet, daß die lokale Erwärmung auf elektrischem Wege vorgenommen wird.
8. Elektrode zum Erwärmen des Halbleitermaterials für das Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus Graphit besteht und dem jeweils vorliegenden Zweck entsprechend geformt ist.
9. Elektrode nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese gleichzeitig zur Zuführung des Gasstromes dient.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 823 470;
USA.-Patentschriften Nr. 2362545, 2 121 603; la5 schweizerische Patentschrift Nr. 263 775.
© 609 548/400 6.56 (7C9 "671/27 9.57)
DES32280A 1953-02-21 1953-02-21 Verfahren zur Reinigung und/oder Abtragung von Halbleitermaterial, insbesondere von Germanium- und Siliziumsubstanz Expired DE966879C (de)

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