DES0019097MA

DES0019097MA - Process for etching a semiconductor

Info

Publication number: DES0019097MA
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr. Heidenheim Henker; Georg Heidenheim Rosenberger
Original assignee: Siemens and Halske AG
Current assignee: Siemens and Halske AG
Publication date: 1951-04-12

Description

Verfahren zum Ätzen eines Halbleiters,, Ed Ahren for etching a semiconductor ,,

Die Herstellung von Halbleiterplättcheη zum Einbau in Dioden oder Kristallverstärker (Transistoren) erfolgt bisher im allgemeinen durch mechanisches Zerkleinern dünner Scheiben, insbesondere dünner Germanium- oder Siliziumsehaiben, die aus Rohlingen durch Zersägen hergestellt werden. Hierbei treten durch das mechanische Zerkleinern der Scheiben oder durch unregelmäßigen Bruch und den sich daraus ergebenden Abfall nicht unerheblicae Verluste des wertvollen üalbleitermaterials auf.The production of semiconductor wafers for installation in diodes or crystal amplifiers (transistors) has generally been carried out so far by mechanically crushing thin slices, in particular thin germanium or silicon slices made from Blanks are made by sawing. This occurs through the mechanical crushing of the slices or through irregular Breakage and the resulting waste, not inconsiderable losses of the valuable semiconductor material.

Die Erfindung vermeidet diese Verluste und schlägt ein Verfahren zum Ätzen eines Halbleiters, insbesondere einer Germanium- oder Siliziumscheibe vor, bei dem die Oberfläche des Halbleiters zunächst mit einem dünnen überzug eines gegen das Ätzmittel beständigen Werkstoffes wie Wachs, Paraffin, Lack oder dergl. versehen wird, der die zu ätzenden Stellen der Halbleiteroberflächen freiläßt, wobei dann diese freigelassenen Stellen dem Ätzmittel, z.b, Salpeter-Fluß-Säure oder dergl. ausgesetzt werden, lim also z.B. aus einer Halbleiterscheibe in erfindungsgeüiä3er Weise die für Transistoren oder Dioden benötigten halbleiterplättcaen herzustellen, wird die Scheibe (siehe Figur l) zunächst mit einem dünnen Überzug 2, z.B. aus Wachs,oder Lack versehen. Sitzt man in diesen Überzug 2 ein StriCi-igitter 3 ein, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, und ätzt anschließend z.B, mit Salpetersäure oder elektrolytisch,The invention avoids these losses and proposes a method for etching a semiconductor, in particular a germanium or silicon wafer, in which the surface of the semiconductor is first provided with a thin coating of a material resistant to the etchant, such as wax, paraffin, lacquer or the like , which are the like exposed to the leaves free areas to be etched of the semiconductor surfaces, in which case this released points to the etchant, for example, nitric hydrofluoric acid or the like., that lim for example, from a semiconductor wafer in erfindungsgeüiä3er manner to produce the halbleiterplättcaen required for transistors or diodes, is the disk (see Figure 1) first provided with a thin coating 2, for example made of wax or lacquer. If a StriCi grid 3 is seated in this cover 2, as shown in FIG. 1, and then etched, for example, with nitric acid or electrolytically,

so tritt an den dem Atzmittel zugänglichen Halbleiterstellen eine je nach Ätzdauer mehr oder weniger tiefe Rillenbildung auf. Die Scheibe 1 läßt sich dann mühelos in die durch die Strichzeichnung gegebenen Halbleiterplättchen durch Brechen zerkleinern.Thus, depending on the duration of the etching, a more or less deep groove formation occurs at the semiconductor points accessible to the etching agent on. The disk 1 can then easily be broken into the semiconductor wafers indicated by the line drawing crush.

Bringt man außerdem bei der in der geschilderten Weise zu ätzenden Oberfläche in der Mitte oder an einer anderen Stelle der Oberfläche der gewünschten und nachher durch Brechen zu erhaltenden Plättciieh in dem Überzug punktförmige Lurclistriche 4 an, so erhält man in dem gleichen Arbeitsgang Plättchen, die an dor oder den vorher bestimmte η Stellen halbkugelförmig ge-In addition, if the surface to be etched in the manner described is brought in the middle or at another point the surface of the platelets desired and subsequently to be obtained by breaking, in the coating, punctiform Lurc lines 4, one obtains in the same work step small plates which are hemispherical at dor or at the previously determined η locations.

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ätzte Vertiefungen aufweisen, die/aufzusetzende Kontaktspitze der Diode bzw. des Transistors gegen Gleiten schützen und gegebenenfalls zur Aufnahme eines Festigungsmittels für die Spitze geeignet sind. Eine Bearbeitung der gesamten Oberfläche der Halbleiterscheibe bzw. des Plättchens durch Polieren oder Ätzen entfällt hierbei.have etched depressions that protect the contact tip of the diode or the transistor to be placed on against sliding and, if necessary are suitable for receiving a strengthening agent for the tip. A treatment of the entire surface the semiconductor wafer or the platelet by polishing or etching is omitted here.

Bs liegt im Raamen der vorliegenden Erfindung, den in Fig.l gezeigten Ätzvorgang gleichzeitig auf beiden Seiten der Halbleiterscheibe 1 vorzunehmen. Dieses beidseitige Ätzen empfiehlt Sich vor allem bei der Herstellung von Kristallverstärkern, bei denen mehr als eine Kontaktspitze auf das Halbleiterplättchen aufgesetzt werden. Bei koaxialen Transistoren setzt man ζ.B, die beiden Kontaktspitzen auf entgegengesetzten Seiten eines Halbleiterplättchens so auf, daß sie nur noch durch eine sehr dünne Halblciterwandung getrennt sind. Um dies mit dem erfindungsgemäßen Verfahren durchzuführen, werden die Halb-Ieiterplättchen auf ihren beiden Flächen an einander möglichst genau gegenüberliegenden Punkten 4 solange geätzt, bis die zwischen den beiden Ätzstellen befindliche Halbleiterschicht die für die aufzusetzenden TransistoreSpitzenkontakte notwendige geringe Dicke erhalten haben. In Pig,2 ist ein in dieser Weise hergestelltes Halbleiterplättcaen nach Entfernung der aufgebrachten Abdeckschicht gezeigt. Am Rande dieses Plättchens erkennt man die beidseitig längs der Striche 3 eingeätzten Rillenwandungen (unschraffiert dargestellt) und die danach durch Bruch entstandenen Kanten 5, die in der Fig.2 schraffiert gezeichnet sind. In die gleichzeitig eingeätzte halbkugelförmige Vertiefung 6 wird dann die eine Kpn-Bs lies within the scope of the present invention, the etching process shown in Fig.l simultaneously on both sides of the semiconductor wafer 1 to make. This double-sided etching is particularly recommended for the production of crystal amplifiers which more than one contact tip are placed on the semiconductor wafer. For coaxial transistors one uses ζ.B, the two contact tips on opposite sides of a semiconductor die in such a way that they only pass through one very thin half-liter walls are separated. In order to carry out this with the method according to the invention, the semi-conductor plates etched on their two surfaces at points 4 opposite one another as closely as possible until the Semiconductor layer located between the two etching points, the necessary for the transistor tip contacts to be placed have received a small thickness. In Pig, 2 a semiconductor wafer produced in this way is shown after removal the applied cover layer shown. At the edge of this plate you can see the lines 3 on both sides etched-in groove walls (shown not hatched) and the edges 5 resulting from breakage, which are in the Fig.2 are shown hatched. The one Kpn-

taktspitze 7 des.^.Transistors eingesetzt. Die der Vertiefung 6 gegenüber liegende Vertiefung 8 dient in gleicher Weise zur Aufnahme der zweiten Spitzenelektrode 9 Transistors.clock tip 7 of the. ^. transistor used. The recess 8 opposite the recess 6 serves in the same way for receiving the second tip electrode 9 transistor.

Auch zur herstellung sogenannter Keil-Transistoren eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren. Bei solchen keilförmigen Kristallverstärkern besteht die Aufgabe, eine einwandfreie keilförmige Kante herzustellen, gegen die dann möglichst nahe am Kantenradd von beiden Seiten je eine Kontaktspitze aufgesetzt Tiird. Einen in dieser Weise hergestollten Kristallvcrstärker zeigt Fig,3* In das keilförmig angeschliffene Halbleiterplatte^ η 10 ist beidseitig z₄B. je ein schräg zur Kante verlaufender Streifen 11 in der erfindungsgemäßeη Weise geätzt worden. Die hierbei entstehende vordere Kante 12 der Streifen 11 ist für Keiltransistor-Zwecke sehr gut geeignet, da sie scharf und spitz zuläuft. Die Kontaktspitzen 13, 14 werden in je eine der beiden auf je einer Seite des keilförmigen Plättchens eingeätzten Streifen 11 in der gezeichneten Weise nahe an der Kante 12 aufgesetzt und dort gegobenenfalls fixiert. Sie bilden in der bei Kristallverstärkern üblichen Weise das zusammenarbeitende Elektrodenpaar, von denen die eine Elektrode als Steuer- und die andere als Abnahmeelektrode zur üb nähme des verstärkten Stromes dient,The method according to the invention is also suitable for producing so-called wedge transistors. The task of such wedge-shaped crystal amplifiers is to produce a perfect wedge-shaped edge, against which a contact tip is placed on both sides as close as possible to the edge wheel. A hergestollten in this manner Kristallvcrstärker Fig, 3 * η In the wedge-shaped sharpened semiconductor disk ^ 10 on both sides such as ₄ per an obliquely extending to the edge strips have been etched in the manner erfindungsgemäßeη. 11 The resulting front edge 12 of the strips 11 is very well suited for wedge transistor purposes because it is sharp and pointed. The contact tips 13, 14 are each placed in one of the two strips 11 etched into one side of the wedge-shaped plate, in the manner shown, close to the edge 12 and possibly fixed there. In the usual way with crystal amplifiers, they form the working pair of electrodes, one of which is used as a control electrode and the other as a pick-up electrode to take over the amplified current.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispielu beschränkt. An Stelle von einem oder zwei Kontaktspitzen können natürlich auch drei oder mehr verwendet werden. Die Halbleiterplättcneη sind dann in der jeweils notwendigen oder gewünschten Weise zu ätzen. Auch das Ätzverfahren selbst ist nicht auf die mechanische Aufbringung des Strichgitters bzw. der Durchstriche beschränkt. Insbesondere kann das Strichgitter z.B. auf photo- chemischem fliege aufgebracht werden, indem auf die Halbleiterscheibe 1 ein lichtempfindlicher Überzug aufgebracht wird, auf dem die zu ätzenden bzw. nicht zu ätzenden Stellen belichtet werden, worauf dann die die zu ätzenden Stollen abdeckenden Teile des Überzugs chemisch oder elektrochemisch entfernt werden können. Auch die Ätzung selbst ist nicht auf die rein chemische Ätzung beschränkt, sondern kann auch elektrochemisch, z.B, elektrolytisch vorgenommen werden. Der Überzug braucht nicht nach der Ätzung wieder entfernt zu werden, wie dies in Pig.2Of course, the invention is not restricted to the exemplary embodiments shown. Instead of an or two contact tips, three or more can of course also be used. The semiconductor plates are then in each case necessary or desired way to etch. The etching process itself does not depend on the mechanical application of the Line grid or the strikethrough limited. In particular, the line grating can be applied to a photochemical fly, for example by applying a photosensitive coating to the semiconductor wafer 1, on which the to be etched or areas not to be etched are exposed, whereupon the parts of the coating that cover the studs to be etched can be removed chemically or electrochemically. Even the etching itself is not purely chemical Etching is limited, but can also be done electrochemically, e.g. electrolytically. The coating does not need to be removed again after the etching, as described in Pig.2

und 3 dargestellt ist, condern kann auch. z.B. als Sctiutss-6cb.ictit auf dem Plättchen bleiben.and 3 is shown, condern can also. e.g. remain on the plate as Sctiutss-6cb.ictit.

6 Pate ntaaprüchc 3 Figuren6 godparents ntaaprüchc 3 figures

Claims

1) Method for etching a semiconductor, in particular a germanium or silicon wafer for diode or crystal preamplifier, characterized in that the surface of the semiconductor is first provided with a thin coating of a material resistant to the etchant, such as wax, paraffin, lacquer or the like which leaves the lugs of the semiconductor surface to be etched free and then these exposed areas are chemically or electrochemically etched, in which case, for example, nitric acid, plus acidic acid or the like is used as the etchant.

2) Method according to claim 1, characterized in that; that for the production of a semiconductor wafer from a semiconductor wafer a line grid is scratched into the coating which initially completely covers the semiconductor surface and the semiconductor wafer is then divided into the desired platelet size along the grooves created by etching, e.g. is broken.

3) Method according to claim 1 or 2, characterized in that the coating receives a small puncture through which is used for placing the electrode on the surface of the semiconductor exposed for etching.

4) Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that a semiconductor wafer η on its two surfaces as exactly as possible opposite points are etched until the one between the two etching points Semiconductor schiciat has received the small thickness necessary for the transistor tips to be placed on (Fig. 2).

5) Method according to claim 1, 2 or 3; characterized in that a wedge-shaped semiconductor on both sides and on closely spaced areas of its wedge edge is etched until the wedge is in this place that for one Wedge transistor has received suitable Porm (Fig. 3)

6) modification of the method according to any one of claims 1-5, characterized by the use of a photosensitive Coating on which the areas to be etched (or * not to be etched) are exposed, after which the to parts of the coating that cover corrosive areas can be removed chemically or electrochemically.