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 SiliziumsubstanzInfo
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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,
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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)
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.
Deutsche Patentschrift Nr. 823 470;
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