NL8202009A - Werkwijze voor de vervaardiging van fijn-gestructureerde metaalpatronen op metaal- of halfgeleider oppervlak. - Google Patents

Werkwijze voor de vervaardiging van fijn-gestructureerde metaalpatronen op metaal- of halfgeleider oppervlak. Download PDF

Info

Publication number
NL8202009A
NL8202009A NL8202009A NL8202009A NL8202009A NL 8202009 A NL8202009 A NL 8202009A NL 8202009 A NL8202009 A NL 8202009A NL 8202009 A NL8202009 A NL 8202009A NL 8202009 A NL8202009 A NL 8202009A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
metal
substrate
metallization
solution
mask
Prior art date
Application number
NL8202009A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Philips Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Nv filed Critical Philips Nv
Priority to NL8202009A priority Critical patent/NL8202009A/nl
Priority to DE8383200653T priority patent/DE3366541D1/de
Priority to EP19830200653 priority patent/EP0094711B1/en
Priority to JP58081066A priority patent/JPH0614517B2/ja
Publication of NL8202009A publication Critical patent/NL8202009A/nl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601Process or apparatus
    • C23C18/1603Process or apparatus coating on selected surface areas
    • C23C18/1605Process or apparatus coating on selected surface areas by masking
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/288Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Weting (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Description

sï ,» ♦ r . .......... _...... .
PHA 10.358 1 N,V. Philips' Gloeilampenfabrieken, te Eindhoven "Werkwijze voor de vervaardiging van fijn-gestructureerde metaal-patronen qp metaal- of halfgeleider oppervlak."
De uitvinding heeft betrekking óp een verkwijze voor de vervaardiging van f ijngestructureerde metaalpatronen in of op een. metaal- of een half geleideroppervlakv
Tot nu toe werden metaalpatronen in of op metaal- of half-5 geleiderappervlakken door middel van fotoetstechnieken vervaardigd (bijvoorbeeld GB-PS 1.163.463). Ook het zgn. "droog etsen", d.i. sputteretsen, of "ion-etching" werden vaak toegepast. Wanneer men echter fijne structuren wil vervaardigen, dan schieten deze technieken door het daarmede optredende verlies aan oplossend vermogen tekort.
10. Dit wordt onder andere veroorzaakt door het optredende onderetsen.
Fotolakken vertonen bovendien het nadeel, dat zij bij de metallisering ook een metaalbedekking krijgen. De doorgeharde fotolak moet dus met de daarop af gezette metaallaag worden verwijderd ("lift-off" technieken).
Ook dit brengt weer verlies aan scheidend vermogen met zich mede. Daar-15 bij komt nog, dat vele substraatmaterialen een voorbehandeling met een alkalihydroxide-oplossing nodig hebben, teneinde een goede hechting van het metaalpatroon en een goede contactovergang te verkrijgen. Deze behandeling vindt vaak met sterke alkalihydroxyde-oplossingen bij verhoogde temperatuur en gedurende langere tijd plaats. Bovendien zijn veel 20 stroomloos verkende baden zoals koper-, goud- en gqud-koperlegerings-baden, die voor het maken van de patronen worden gebruikt, sterk alkalisch en worden daarbij bij verhoogde temperaturen tot 80 a 90°C toegepast. De gebruikelijke positieve lichtgevoelige lakken zijn tegen contact met sterke alkalische vloeistoffen echter weinig bestand.
25 Negatieve fotolakken zijn beter tegen contact met alkalische vloeistoffen bestand, doch zij zijn veer minder geschikt voor het maken van fijn-gestructureerde patronen met de gebruikelijk u.v. belichtings-werkwtjzen.
De werkwijze voor de vervaardiging van metaalpatronen op het 30 oppervlak van een uit een metaal of een halfgeleidende verbinding bestaand substraat door middel van een stroomloos verkende metalliserings-qplossing onder toepassing van een metalliseringsmasker is volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt, dat op het substraatoppervlak allereerst 8202009 « PHN 10.358 2 via de dampfase een uniforme laag van een verbinding gekozen uit SiC>2 en Si^ wordt af gezet, die desgewenst door een temperatuur-behandeling wordt verdicht en dat hieruit door middel van een foto-. etstechniek het gewenste netalliseringsmaskerpatroon wordt vervaardigd, 5 het gemaskeerde substraat zo nodig in aanraking wordt gebracht met een bekiemingsvloeistof en vervolgens met een stroomloos verkende metalli-seringsvloeistof.
Met behulp van deze verkwijze is het mogelijk, zeer fijne patronen ( ^ 2^um) op metalen en half geleidende metaalverbindingen te 10 vervaardigen.
Bij de experimenten, die leidden tot het doen van de uitvinding bleek, dat Al^, via de dampfase op een substraat opgebracht, waaruit vervolgens door middel van een fotoets techniek een masker werd vervaardigd, bij metallisering na bekieming even snel met metaal werd 15 bedekt als het vrije substraat. Van selectiviteit is bij gebruik van A12C>2 dus in het geheel geen sprake. Verrassend was, dat het Si02 en Si^, op dezelfde wijze toegepast in tegenstelling tot het Al^ een uitstekende selectiviteit bij de metaalafzetting vertoonden: op het maskermateriaal werden geen kiemen afgezet, hetzij uit de stroomloos 2q werkende metalliseringsoplossing, hetzij uit een edelmetaalbekiemings-oplossing. Welke factoren een rol spelen bij het al dan niet gemetalliseerd worden van het maskermateriaal, is volstrekt onduidelijk gebleven.
In vergelijk tot de gebruikelijke organische fotolakken zijn Si02 en Si^ als roastennaterlaal veel beter bestand tegen contact met 25 geconcentreerde alkalihydroxide bij verhoogde temperatuur dan de gebruikelijke organische fotolakken en eveneens zijn ze bestand tegen zure edelmetaaloplossingen (HC1, azijnzuur), die voor de bekieming worden gebruikt, tegen zure stroomloos verkende vernikkeloplossingen en ook tegen de alkalische stroomloze metalliseringsoploss ingen voor het afzetten van 3Q goud, koper en goud-koper-legeringen.
Het maskeringsoppervlak wordt bij toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding niet van kiemen voorzien en blijft vrij van metaalaf zetting. Doordat op het masker oppervlak geen metaalaf zetting plaatsvindt behoeft geen sluierbestrijdingsmiddel toegepast te warden. Boven-35 dien behoeft geen "lift-off" methode te worden gebruikt waardoor verlies aan scheidend vermogen op zou kunnen treden. In tegendeel heeft het laten zitten van de maskeringslaag soms het voordeel van een extra bescherming tegen atmosferische aantasting. In andere gevallen kan het juist van voordeel zijn, dat de maskeringslaag door etsen verwijderd 8202009 * * PHN 10.358 3 kan worden, zonder dat de iretaallaag aangetast wordt.
Cpgemerkt wordt, dat siliciumdioxide in de halfgeleider-techniek als maskering bekend is en veel wordt toegepast. Tot nu toe werd dit echter altijd in combinatie net niet-selectieve opdamptech-5 nièken toegepast. Hierbij wordt het SiC^, zoals trouwens ook bij de werkwijze volgens de uitvinding aan een temperatuurbehandeling gedurende 1/4 - 1 uur bij ca. 600 °C + 20OC gedurende een half uur onderworpen, waardoor verdichting van het materiaal bereikt wordt.
Een dergelijk siliciumdioxide-masker kan in het kader van de 10 uitvinding eerst gebruikt worden als etsmasker voor het profileren van het ondergelegen substraatmateriaal en vervolgens als masker voor de selectieve metallisering van het substraatoppervlak.
Een in het kader van de uitvinding interessante uitvoeringsvorm betreft het aanbrengen van een lijnenpatroon uit goud, koper of 15 een goud-kpperlegering op een oppervlak, dat uit p-GaAs bestaat. Het is essentieel, dat dit oppervlak vóór de metallisering gereinigd wordt met behulp van een sterk alkalische vloeistof (b.v. 20 gew. % KOH-oplossing in water). Een extra voordeel van deze metallisering is, dat de verkregen contacten op P-GaAs een Ohms gedrag vertonen. Met soort-' 2o gelijke werkwijzen kunnen ook op p-AlGaAs oppervlakken goed hechtende goud-patronen worden aangebracht.
Ter illustratie van de uitvinding volgen thans enige uitvoer ingsvoor beelden .
Voorbeeld 1 25 Een p-GaAs-plak, die door middel van een extra diffusie van zink p+-geleidend was gemaakt, werd door middel van pyrolyse van sili-ciumhydride aan het p-GaAs oppervlak bij een temperatuur van 400°C in aanwezigheid van zuurstof voorzien van een 150 nm dikke siliciumdioxide ("Silox,,)-laag. Hierna werd het geheel gedurende 30 minuten bij 625°C 30 verwarmd en vervolgens tot omgevingstemperatuur afgekoeld. Met behulp van een in de handel verkrijgbare fotolak en een etsvloeistof bestaande uit 1 vol deel NH^F-HF oplossing en 3 delen water werd een lijnenpatroon in de Siloxlaag uitgeëtst ter verkrijging van het gewenste Silox-masker. De NH^F-HF oplossing werd verkregen door mengen van 7 vol delen NH^F-35 oplossing (200 g NH^F en 300 g water) en 1 vol deel HF-oplossing (49% in water).
Door contact met een oplossing van 25°C bestaande uit 1 vól deel H202 (30 gew.%), 1 vol deel aitmoniaoplossing (25 gew.%) en 10 vol 8202009 PHN 10.358 4
X
delen water ward een wigvormige groef van 4 urn breed en 2 ^,um diep in het GaAs uitgeëtst.
De GaAs-plak met het Silox-lijnenpatroon werd gedurende ca.
4 minuten bij 70°C ondergedompeld gehouden in een oplossing van 20 gew,% g kaliumhydroxide in water. Na gedurende ca. ¼ minuut spoelen in gede-ioniseerd water werd de GaAs-plak ondergedompeld gehouden in een oplossing die werd bereid door 0,3 g palladiuirchloride in 9 ml geconcentreerde zoutzuuroplossing op te lossen en met 9 ml water te verdunnen. Vervolgens werd hieraan 864 ml ijsazijn toegevoegd en daarna nog eens 10 22,6 ml fluorwaterstofzuur-oplossing (40 gew.%), zoals beschreven door L.A. d'Asaro c.s. in J. Electrochem. Soc. 127, Sept. 1980, p. 1935-1939.
Na spoelen gedurende enkele minuten in stromend gedeioniseerd water werd de Ga-As plak gedurende 1½ uur ondergedompeld gehouden in 15 een qp 50°C verwarmde oplossing die per liter bevatte: 0,04 mol. kopersulfaat 0,014 mol. kaliumgoud(I) cyanide 0,072 mol. tetra Na-zout van ethyleendiamine-tetra-azijnzuur 20 0,12 mol. natriumhydroxide 0,10 mol. formaldehyde
De wigvormige spleet was hierna geheel gevuld met een goudlegering, die ca. 1 gew.% Cu bevatte. Op het Silox had zich in het geheel geen metaal af gezet. De goudlegeringslaag gedroeg zich als Ohm’s contact 25 en bleek bondbaar te zijn. Na een ternperatuurbehandeling gedurende 20 minuten qp 325°C in argonatmosfeer was de contactweerstand —5 2 1,4 x 10 Λ/cm , hetgeen b.v. voor toepassing in de lasertechnologie alleszins goed genoemd kan worden.
Overeenkomstige resultaten kunnen worden verkregen, door in 30 plaats van Silox Si3N4 als masker toe te passen. Dit wordt door pyrolyse qp het GaAs-oppervlak af gezet uit een gasstroom, die airmoniak, stikstof en siliciumhydride (Siïï4) bevat.
Voorbeeld 2
Een p-GaAs-plak ward op de wijze zoals in Voorbeeld 1 be-35 schreven van een Silox-masker voorzien, waarbij door chemisch etsen het patroon ward aangebracht. Het GaAs werd niet geëtst. Na het aanbrengen van kiemen, eveneens op de wijze van Voorbeeld 1, werd de GaAs-plak selectief gemetalliseerd door de plak gedurende 10 minuten onderge- 8202009 PHN 10.358 5 * dompeld te houden in een op 92°C verwarmde oplossing die per liter oplossing in water bevatte: 30 g glycine 10 g natriumhypofosfiet en 5 30 g nikkelchloride
Op het GaAs was nikkel hechtend neergeslagen, terwijl het Silox-masker niet was gemetalliseerd.
Voorbeeld 3
Een p-AlGaAs-plak werd van een Silox-masker voorzien, zoals 10 in Voorbeeld 1 beschreven. Na een ireermalige voorbehandeling volgens Voorbeeld 1 werd gedurende 1 uur gemetalliseerd in een oplossing, zoals eveneens in Voorbeeld 1 beschreven. Er werd een selectieve goudafzetting volgens het patroon en met een goede hechting verkregen.
Voorbeeld 4 15 Een goudpatroon zoals bij de metallisering van Voorbeeld 1 werd verkregen, werd ook vervaardigd op een metallische koperlaag met daarop een Silox-masker in plaats van (¾) het p-GaAs. Dezelfde stroomloos werkende goudlegeringsoplossing werd daartoe gebruikt.
20 25 » 30 35 8202009

Claims (5)

1. Werkwijze voor de vervaardiging van metaalpatronen op het oppervlak van een uit een metaal of een halfgeleidende verbinding bestaand substraat door middel van een stroomloos werkende metalliserings-oplossing onder toepassing van een metalliseringsmasker, met het kenmerk, 5 dat qp het substraatqppervlak allereerst via de dampfase een uniforme laag van een verbinding, gekozen uit SiOj en Si^N^ wordt af gezet en hieruit door middel van een fotoetstechniek het gewenste metalliserings-maskerpatroon wordt vervaardigd, het gemaskeerde substraat zo nodig in aanraking wordt gebracht met een bekiemingsvloeistof en vervolgens met 10 een stroomloos verkende metalliseringsvloeistof.
2. Werkwijze volgens conclusie 1 voor het selectief aanbrengen van metaalpatronen in het oppervlak van een uit een metaal of een halfgeleidende verbinding bestaand substraat, met het kenmerk, dat na het aanbrengen van het uit SiCL, of Si^ gevormde maskerpatroon allereerst 15 het substraat door etsen geprofileerd wordt.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2 voor de vervaardiging van metaalpatronen op het oppervlak van een uit GaAs of AlGaAs bestaand substraat, met het kenmerk, dat qp het met behulp van SiC^ of Si^N^ gemaskeerde substraat na een behandeling met een alkalihydroxideoplossing 20 en na het aanbrengen van kiemen selectief door middel van een stroomloos •werkende oplossing Au of een Au-Cu-legering wordt afgezet.
4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat op het substraatoppervlak SiC^ door middel van chemische afzetting via de dampfase wordt aangebracht en de verkregen laag wordt verdicht door het 2g substraat met de laag gedurende een tijd van 1/4 - 1 uur qp een temperatuur van 610¾ + 20°C te verhitten.
5. Produkten bestaande uit een fij ngestructureerd metaalpatroon op een substraat van metaal of van een halfgeleidende metaalverbinding, verkregen volgens een van de voorgaande conclusies. 30 35 8202009
NL8202009A 1982-05-14 1982-05-14 Werkwijze voor de vervaardiging van fijn-gestructureerde metaalpatronen op metaal- of halfgeleider oppervlak. NL8202009A (nl)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8202009A NL8202009A (nl) 1982-05-14 1982-05-14 Werkwijze voor de vervaardiging van fijn-gestructureerde metaalpatronen op metaal- of halfgeleider oppervlak.
DE8383200653T DE3366541D1 (en) 1982-05-14 1983-05-06 Method of manufacturing finely structured metal patterns on metal or semiconductor surfaces
EP19830200653 EP0094711B1 (en) 1982-05-14 1983-05-06 Method of manufacturing finely structured metal patterns on metal or semiconductor surfaces
JP58081066A JPH0614517B2 (ja) 1982-05-14 1983-05-11 金属パターンを製造する方法及び金属パターンから成る製品

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8202009A NL8202009A (nl) 1982-05-14 1982-05-14 Werkwijze voor de vervaardiging van fijn-gestructureerde metaalpatronen op metaal- of halfgeleider oppervlak.
NL8202009 1982-05-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8202009A true NL8202009A (nl) 1983-12-01

Family

ID=19839743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8202009A NL8202009A (nl) 1982-05-14 1982-05-14 Werkwijze voor de vervaardiging van fijn-gestructureerde metaalpatronen op metaal- of halfgeleider oppervlak.

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0094711B1 (nl)
JP (1) JPH0614517B2 (nl)
DE (1) DE3366541D1 (nl)
NL (1) NL8202009A (nl)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9105943D0 (en) * 1991-03-20 1991-05-08 Philips Nv A method of manufacturing a semiconductor device
US5527586A (en) * 1992-03-18 1996-06-18 Printron, Inc. Apparatus and method for depositing metal particles on a dielectric substrate

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1286641B (de) * 1966-08-26 1969-01-09 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Kontaktierung einer Halbleiteranordnung
JPS5221768A (en) * 1975-08-13 1977-02-18 Hitachi Ltd Producing system of semiconductor element
JPS5254369A (en) * 1975-10-29 1977-05-02 Mitsubishi Electric Corp Schottky barrier semiconductor device
US4201998A (en) * 1977-02-18 1980-05-06 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Devices with Schottky metal contacts filling a depression in a semi-conductor body
JPS5588325A (en) * 1978-12-27 1980-07-04 Nippon Denso Co Ltd Manufacture of semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
EP0094711B1 (en) 1986-10-01
JPS58209122A (ja) 1983-12-06
JPH0614517B2 (ja) 1994-02-23
DE3366541D1 (en) 1986-11-06
EP0094711A1 (en) 1983-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5380560A (en) Palladium sulfate solution for the selective seeding of the metal interconnections on polyimide dielectrics for electroless metal deposition
EP0510711B1 (en) Processes and compositions for electroless metallization
US6486055B1 (en) Method for forming copper interconnections in semiconductor component using electroless plating system
JP4713290B2 (ja) 金バンプ又は金配線の形成方法
EP0687136A1 (en) Method for selectively metallizing a substrate
IE922078A1 (en) Improved method of applying metal coatings on diamond and¹articles made therefrom
EP0570432A1 (en) Selective process for printed circuit board manufacturing
US9932676B2 (en) Pretreatment solution for electroless plating and electroless plating method
EP0518422B1 (en) Method of selectively metallizing a pattern of a material other than glass on a glass substrate by electroless metallization
US5527566A (en) Conditioning of a polymeric substrate
KR100362866B1 (ko) 반도체장치의 제조방법
NL8202009A (nl) Werkwijze voor de vervaardiging van fijn-gestructureerde metaalpatronen op metaal- of halfgeleider oppervlak.
US5206055A (en) Method for enhancing the uniform electroless deposition of gold onto a palladium substrate
US7158708B2 (en) Method of metallizing non-conductive substrates and metallized non-conductive substrates formed thereby
JP2000349417A (ja) 配線基板の製造方法
EP0290577A1 (en) An improved photo-selective plating method
JPS591667A (ja) シリコンに対する白金の無電解めつき法
JPS5979550A (ja) 配線構造体の製造方法
KR100532515B1 (ko) 기판에 금속을 무전해 석출하고 패터닝하는 방법
JP2001303254A (ja) ガラス基板表面のパターンメッキ方法及びパターンメッキしたガラス基板
JP3086762B2 (ja) 無電解銅メッキ液および該メッキ液を用いた銅薄膜の形成方法
JP3376420B2 (ja) 酸化亜鉛基化合物パターン化膜の製造方法
KR20150126705A (ko) 금속 부품의 제조 방법 그리고 그것에 사용되는 주형 및 이형막
JP3726126B2 (ja) 酸化物セラミックスパターン化膜の製造方法
FR2523952A1 (fr) Procede de formation d'une electrode sur une piece de ceramique dielectrique pour des applications en haute frequence

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed