DD277602A3 - Method for producing a soft solderable multilayer contact system for semiconductor devices - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines mit Weichlot kontaktierfaehigen Mehrschichtkontaktsystems fuer Halbleiterbauelemente. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass zwei Metallschichten, von denen die eine die Barrieremetallschicht bildet und die andere eine Kontaktmetallschicht darstellt, unmittelbar nacheinander auf die gereinigte Halbleiteroberflaeche aufgebracht werden. Das Kontaktmetall ist zur Bildung einer intermetallischen Verbindung mit dem Barrieremetall und dem Halbleitermaterial geeignet. Nach Aufbringen dieser beiden Metallschichten werden eine oder mehrere Metallschichten zur Gewaehrleistung der Weichloetfaehigkeit des Schichtsystems aufgebracht, und anschliessend wird das gesamte Schichtsystem getempert. Die Temperatur waehrend der Temperung liegt erfindungsgemaess in einem definierten Bereich, der durch die Reaktionstemperaturen der aufgebrachten Schichten bestimmt wird.The invention relates to a method for producing a soft solder kontaktierfaehigen multi-layer contact system for semiconductor devices. According to the invention, the object is achieved in that two metal layers, one of which forms the barrier metal layer and the other represents a contact metal layer, are applied directly one after the other onto the cleaned semiconductor surface. The contact metal is suitable for forming an intermetallic compound with the barrier metal and the semiconductor material. After application of these two metal layers, one or more metal layers are applied to ensure the soft solderability of the layer system, and then the entire layer system is tempered. The temperature during the tempering according to the invention is in a defined range which is determined by the reaction temperatures of the applied layers.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines mit Weichlot kontaktierfähigen Mehrschichtkontaktsystems für Halbleiterbauelemente, insbesondere für eine haftfeste Kontaktierung von Silizium-Leistungsbauelementen.The invention relates to a method for producing a soft solder contactable multi-layer contact system for semiconductor devices, in particular for a stick-resistant contacting of silicon power devices.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Aus der Patentschrift GB 2132412 sino die Schwierigkeiten bei der Herstellung eines gut haftenden Metallisierungssystems für Silizium-Leistungsbauelemente bekannt. Zur Beseitigung von Restschichten, insbesondere von Oxidschichten auf den zu metallisierenden Halbleiter-Prozeßscheiben, welche die Ausbildung einer für die gute Haftung des Metallisierungssystems verantwortlichen Metall-Halbleiterverbindung stören, wird ein Ätzabtrag der hochdotierten Halbleiterkontaktflächen im Bereich von 1 bis 3/im vorgeschlagen, dem die Abscheidung der ersten Metallschicht folgt, die bei der während der Abscheidung auftretenden Substraterwärmung zu der Metall-Halbleiterverbindung reagiert. Es wird hierzu Nickel verwendet, das bei relativ niedriger Temperatur zu Nickolsilizid reagiert. Auf die Nickelsilizidschicht wird eine als Barrierenschicht wirkende Schicht aus Chrom abgeschieden, welcher eine weitere Nickelschicht und eine Silberschicht folgen Die Anwendung höherer Temperaturen wurdo boi cliesom Vorfahron aus Gründon nicht erwünschtor zu starker Haftung des Metallisierungssystems auf Siliziumoxidschichten ausgeschlossen.The patent GB 2132412 sino the difficulties in the production of a well-adherent metallization system for silicon power devices known. To eliminate residual layers, in particular of oxide layers on the semiconductor process disks to be metallized, which disturb the formation of a responsible for the good adhesion of the metallization metal-semiconductor compound, a Ätzabtrag the highly doped semiconductor contact surfaces in the range of 1 to 3 / im proposed in the Deposition of the first metal layer follows that reacts in the occurring during the deposition of substrate heating to the metal-semiconductor compound. For this purpose, nickel is used, which reacts at relatively low temperature to Nickolsilizid. On the nickel silicide layer is deposited a barrier layer of chromium which is followed by another layer of nickel and a layer of silver. The use of higher temperatures was excluded from the cladding of green clay not desirable for excessive adhesion of the metallization system to silicon oxide layers.

Das Aufbringen homogonor und sohr dünner orstor Motallschichton, wolche für die Ausbildung der ebenfalls sehr dünnen und homogonon Motall-Halbloitorvorbindungsschichton orfordorlich sind (Nickolsilizid in oinor Dicke von 20nm wird angegeben), boroitot in dor Praxis großo Schwiorigkoiton. Nachteilig ist boi dem angogebonon Vorfahron dio Tatsache, daß sich durch die Atzbohandlung dor im ollgonioinon hochdotierten Halbloitorschicht wiodor Rostschichten auf der zu kontaktiorenden Flächo bilden könnon, wolcho dio homogono Ausbildung dor Motall-Halbleitervorbindung unmöglich machon. Die Reproduzierbarkeit der At/abtragung dünnor, hochdotiortor Halbloitorschichton ist aufwendig. Andererseits könnon bereits geringe Beträge abgotragonor Schichtdickon zu Kontaktwidorstandsänderungon führen.The application homogonor and so thin orstor Motallschichton, wolche for the education of also very thin and homogonon Motall Halbloitorvorbindungsschichton orfordorlich are (Nickolsilizid in oinor thickness of 20nm is specified), boroitot in the practice großo Schwiorigkoiton. The drawback is the angigebonon ancestor dio fact that can form by the Atzbohandlung dor in ollgonioinon highly doped Halbloitorschicht wiodor rust layers on the zukontaktiorenden Flächo, wolcho dio homogono training dor Motall semiconductor bonding impossible machon. The reproducibility of at / erosion thinor, hochdotiortor Halbloitorschichton is consuming. On the other hand, even small amounts of abgotragonor Schichtdickon can lead to Kontaktwidorstandsänderungon.

Eine bossoro Haftung oinos Motallisiorungssystoms zur Kontaktierung von Silizium-Bauelementen wird gemäß Patentschrift US 4480261 dadurch orroieht, daß als orste Molallschicht eino Chromschicht aufgebracht wird. Da keino Temperaturbehandlung zum Vorfahron gohört, kommt os nicht zur Ausbildung oinor Motall-Halbloitorverbindungsschicht.A bossoro adhesion oinos Motallisiorungssystoms for contacting silicon devices is orroieht in accordance with patent US 4480261 oroieht that as orste molallschicht eino chromium layer is applied. Since no thermal treatment goes to the ancestor, os does not form an ointor Motall halo litor junction layer.

Derartige Systeme sind erfahrungsgemäß nicht langzeitstabil. In der DE-OS 3301666 ist ein Mehrschicht-Kontaktsystem für hochdotierte Oberflächen von Silizium-Halbleiterbauelementen beschrieben, welches beinhaltet, daß als erste Schicht ein Metall aufgebracht wird, das mit Silizium leicht ein Silizid bildet, daß als zweite Schicht ein Metall aufgebracht wird, dessen Silizidbildung wesentlich langsamer verläuft als in der ersten Metallschicht und eine Diffusionsbarriere bildet. Als dritte Schicht wird ein Metall aufgebracht, das nur wenig von Weichloten angelöst wird und daß als letzte Schicht eine Schutzschicht aus einem Edelmetall aufgebracht wild. In der Patentschrift wird angegeben, daß ein direktes Aufbringen einer Chromschicht auf eine hochdotierte und mechanisch nicht aufgerauhte Silizumf lache nicht immer zu einer verläßlichen Haftung nach Temperaturbehandlung führt. Das in der DE-OS 3301666 beschriebene Verfahren ist mit den gleichen Nachteilen behaftet wie das in der Patentschrift GB 2132412 offenbarte, was die reproduzierbare Herstellung homogener, sehr dünner erster Metallschichten anbetrifft.Such systems are not long-term stable according to experience. DE-OS 3301666 describes a multilayer contact system for highly doped surfaces of silicon semiconductor devices, which comprises applying as the first layer a metal which readily forms a silicide with silicon, in that a metal is deposited as the second layer Silicide formation is much slower than in the first metal layer and forms a diffusion barrier. As a third layer, a metal is applied, which is solubilized only slightly by soft solders and that applied as the last layer, a protective layer of a precious metal wild. In the patent it is stated that a direct application of a chromium layer on a highly doped and mechanically not roughened Silizumf pool does not always lead to a reliable adhesion after temperature treatment. The process described in DE-OS 3301666 suffers from the same disadvantages as disclosed in GB 2132412, which relates to the reproducible production of homogeneous, very thin first metal layers.

Durch einen zusätzlich nach der Herstellung der ersten Metallschicht eingefügten Temperschritt zur Silizidbildung wird das Verfahren pufwendig, und es entsteht hierdurch wieder die Gefahr einer Oberflächenverschmutzung, nämlich der Silizidschicht, welche die Haftung der folgenden Metallschichten negativ beeinflußt.An additional tempering step for the formation of silicides, which is additionally introduced after the production of the first metal layer, paves the way for the process, and the danger of surface contamination arises again, namely the silicide layer, which adversely affects the adhesion of the following metal layers.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung hat das Ziel, Mehrschichtkontaktsystemf.- mit verbesserter Haftfestigkeit rationell herzustellen und damit den Aufwand zu senken und die Ausbeute und Qualität der Halbleiterbauelemente zu verbessern.The invention has the goal of rationally producing Mehrschichtkontaktsystemf.- with improved adhesion and thus reduce the effort and improve the yield and quality of the semiconductor devices.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die störende Wirkung von Oberflächenrestschichten auf den Halbleiterbauelementeoberflächen bei der Ausbildung der Metall-Halbleiterverbindung ohne Oberflächenabti ag von den hochdotierten Kontaktflächen weitestgehend auszuschließen und die Entstehung einer sehr dünnen und homogenen Metall-Halbleiterverbindungsschicht, einer Diffusionsbarriereschicht sowie einer weichlötfähigen Schicht reproduzierbar zu gewährleisten.The invention is based on the object, the disturbing effect of surface residual layers on the Halbleiterbauelementeoberflächen in the formation of the metal-semiconductor compound without Oberflächenabti ag largely excluded from the highly doped contact surfaces and the formation of a very thin and homogeneous metal-semiconductor compound layer, a diffusion barrier layer and a weichlötfähigen layer reproducible to ensure.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei Metallschichten, von denen die eine die Barrieremetallschicht und die andere eine Kontaktmetallschicht bildet, unmittelbar nacheinander auf die gereinigte Halbleiteroberfläche aufgebracht werden. Das Kontaktmntall ist u.a. zur Bildung einer intermetallischen Verbindung mit dem Barrieremetall unridem Halbleitermaterial geeignet. Nach der Deposition dieser beiden Metallschichten werden eine oder mehrere Metallschichten zur Gewährleistung der Weichlötfähigkeit des Schichtsystems aufgebracht, und anschließend wird das gesamte Schichtsystem getempert. Die beiden nacheinander zuerst aufgebrachten Metallschichten erfüllen nach dem Temperprozeß die Funktionen einer Barrieremetall- bzw. einer Kontaktmetallschicht. Die Temperatur der Temperung liegt hierbei oberhalb der Reaktionstemperaturen Kontaktmetall/Halbleitermaterial, Kontaktmetall/Barrieremetall und unterhalb der Reaktionstemperaturen Barrieremetall/Halbleitermaterial, Bameremetall/die Weichlötfähigkeit sichernde Metalle, Kontaktmetall/die Weichlötfähigkeit sichernde Metalle sowie tlie Weichlötfähigkeit sichernden Metalle untereinander. In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung werden das Barrieremetall als erstes und das Kontaktmetall als zweites aufgebracht. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Temperbehandlung bereits nach dem Aufbringen der als Barrierenmetallschicht dienenden Metallschicht und des eine Verbindung mit dem Halbleiter bildenden Kontaktmetalls durchgeführt wird. Die Temperatur der Temperbehandlung liegt unterhalb der Reaktionstemperatur des zuerst aufgebrachten Barrieremetalls mit dem Halbleitermaterial und oberhalb der Reaktionstemperatur des als zweites aufgebrachten Kontaktmetalls mit dem Halbleitermaterial und dem Barrieremetall. Anschließend an die Temperbehandlung werden eine oder mehrere Metallschichten zur Gewährleistung der Weichlötfähigkeit des Schichtsystems aufgebracht.According to the invention, the object is achieved in that two metal layers, one of which forms the barrier metal layer and the other a contact metal layer, are applied directly successively to the cleaned semiconductor surface. The contactant is u.a. suitable for forming an intermetallic compound with the barrier metal unridem semiconductor material. After the deposition of these two metal layers, one or more metal layers are applied to ensure the solderability of the layer system, and then the entire layer system is tempered. The two successive first applied metal layers fulfill the functions of a barrier metal or a contact metal layer after the annealing process. The temperature of the annealing is in this case above the reaction temperatures contact metal / semiconductor material, contact metal / barrier metal and below the reaction temperatures barrier metal / semiconductor material, Bameremetall / the Weichlötfähigkeit securing metals, contact metal / the Weichlötfähigkeit securing metals and tlie Weichlötfähigkeit securing metals to each other. In one embodiment according to the invention, the barrier metal is applied as the first and the contact metal as the second. According to the invention, it is provided that the tempering treatment is carried out already after the application of the metal layer serving as barrier metal layer and of the contact metal forming a compound with the semiconductor. The temperature of the annealing treatment is below the reaction temperature of the first-applied barrier metal with the semiconductor material and above the reaction temperature of the second applied contact metal with the semiconductor material and the barrier metal. Subsequent to the tempering treatment, one or more metal layers are applied to ensure the solderability of the layer system.

Die Dicke der sich ausbildenden Metall-Halbleiterverbindungsschicht wird erfindungsgemäß über die Schichtdicke des zuerst aufgebrachten Barrieremetalls, die Temperatur und/oder die Temperzeit eingestellt.The thickness of the forming metal-semiconductor compound layer is adjusted according to the invention via the layer thickness of the first applied barrier metal, the temperature and / or the annealing time.

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Verfahren bildet sich eine homogene, sehr dünne, in ihrer Dicke steuerbare Metall-Halbleiterverbindungsschicht des als zweite Schicht aufgetragenen Kontaktmetalls an der Grenze zur Halbleiteroberfläche unter Zurücklassung der ursprünglich auf der Halbleiteroberfläche befindlichen Restschichten aus, wodurch ein sehr guter Kontaktwiderstand und eine sehr gute Haftung des Kontaktschichtsystems erreicht wird. In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird das Kontaktmetall als erstes und das Barrieremetall als zweites aufgebracht.In this embodiment of the method according to the invention, a homogeneous, very thin, controllable in their thickness metal-semiconductor compound layer of the deposited as a second layer contact metal forms at the boundary to the semiconductor surface leaving the original on the semiconductor surface residual layers, creating a very good contact resistance and a very good adhesion of the contact layer system is achieved. In a further embodiment according to the invention, the contact metal is applied as the first and the barrier metal as the second.

Die Dicke der sich ausbildenden intermetallischen Verbindungsschicht wird mit der Dicke des Barrieremetalls, der Temperatur und/oder der Temperzeit eingestellt.The thickness of the forming intermetallic compound layer is adjusted with the thickness of the barrier metal, the temperature and / or the annealing time.

Bei dieser erfindungsgomäßen Ausgestaltung des Vorfahrons bildet die zuerst aufgebrachte Metallschicht mit dem Halbleitermaterial oino Vorbindung, die einen guten Kontakt zum Halbleiter sichert und mit dem als zweite Schicht aufgebrachten Motall oino intormotallischo Vorbindung, die Interdiffusionsvorgänge verhindort.In this erfindungsgomäßen embodiment of the ancestor forms the first applied metal layer with the semiconductor material oino Vorbindung, which ensures good contact with the semiconductor and with the applied as a second layer Motall oino intormotallischo Vorbindung, the interdiffusion processes verhindort.

Das Aufbringen dor Schichten orfolgt mittels Katodonzorstäubung, einos physikalischen Aufdampfverfahrens in einem Vaktiumzyklus odor Illinois chomischor Vorfahron.The application of these layers is by means of cathodic sputtering, a physical vapor deposition process in a Vaktiumzyklus or Illinois chomischor ancestor.

Das orfiiulungsgomäßo Vorfahron ist oinfach und birgt koino besoncloron Anforderungen in sich, die über die bisherigen VorfahronsvoraussQtzungon hinausgohon, außordom gewährleistet os dio Hcrstollung langzoitstabilor Mohrschichtkontaktsystomo mit vorbossortor Haftfostigkoit.The orfiiulungsgomäßo ancestor is oinfach and koino special requirements in itself, which in addition to the previous Vorfahronsvorausszungzungon gohon, outside of it ensures the distor tion langzoitstabilor Mohrschichtkontaktsystomo with vorbossortor Haftfostigkoit.

Ausführungsbeispieleembodiments

1. Ausführungsbeispiel1st embodiment

Beschrieben wird ein spezielles Kontaktschichtsystem, welches den Anforderungen an ein weichlötfähiges Kontaktsystem für Silizium-Halbleiterbauelemente genügt. Dabei gilt besonderes Augenmerk einer maximal zulässigen Temperaturbelastung von < 450X, 30min für die Siliziumscheibe bei diesem und allen weiteren Bearbeitungsschritten.A special contact layer system is described, which meets the requirements of a soft solderable contact system for silicon semiconductor devices. Particular attention is paid to a maximum permissible temperature load of <450X, 30min for the silicon wafer in this and all other processing steps.

Als Verfahren der Schichtherstellung eignen sich sowohl physikalische als auch chemische Verfahren, wobei eine in-Folge-Deposition anzustreben ist. Erfindungsgemäß können die Schichten ohne technisch aufwendige Temperierung der Silizium-Scheiben vor oder während der einzelnen Schichtabscheidungen aufgebracht werden.As a method of layer production, both physical and chemical processes are suitable, wherein a sequential deposition is desirable. According to the invention, the layers can be applied without technically complex tempering of the silicon wafers before or during the individual layer depositions.

Zuerst wird eine 50 bis 100nm dicke Schicht eines Metalls (Barrieremetall) aus der Gruppe Titan, Tantal, Wolfram, Molybdän, Niobium, Vanadium, Zirkonium, Hafnium oder Mangan auf die gereinigte Silizium-Scheibe abgeschieden, vorzugsweise Titan mit einer Dicke von 60nm. Unmittelbar danach erfolgt die Abscheidung eines Metalls (Kontaktmetall) aus der Gruppe Nickel, Cobalt, Platin oder Palladium, welche bereits bei Temperaturen <450°C mit Silizium eine Verbindung bilden. Bevorzugiwird Nickel, weil dieses Metall auch sehr gute Weichlöteigenschaften hat und somit auch als weichlötfähige Schicht im Kontaktsystem dient. Die Schichtdicke beträgt 300 bis 1200nm, vorzugsweise 500ηm. Nach unten ist die Schichtdicke eingeschränkt, um zu verhindern, daß sich die Ni-Sn-Phasen, welche sich beim Weichlötprozeß bilden, über die gesamte Ni-Schichtdicke ausbreiten. Dadurch werden die elektrischen und mechanischen Eigenschaften des Kontaktsystems beeinträchtigt. Zu dicke Ni-Schichten mindern ebenfalls die mechanische Beanspruchbarkeit des Systems. Die Ni-Schicht sollte mit einer Edelmetallschicht (40 bis 10OOnm), z. B. Silber oder Gold vor Korrosion geschützt werden. Nickel überzieht sich schon nach kurzer Zeit mit einer dichten Oxidschicht die eine Benetzung mit Weichloten verhindert. Daher wird auf die Ni-Schicht eine, vorzugsweise 200nm dicke, Ag-Schicht abgeschieden. Nickel und Silber haben die Eigenschaften, daß sie im intressierenden Temperaturbereich bis 500⁰C nur in bedeutender Weise intermetallische Verbindungen bilden bzw. zur Interdiffusion neigen. Damit bleibt der Nickel-Silber-Schichtaufbau auch während der nachfolgend durchgeführten Temperung, vo> zugsweise 30min bei 450⁰C in wasserstoffhaltiger Atmosphäre, erhalten. Die Temperung bewirkt die Verbin Jungsbildung zwischen dem Silizium und dem Nickel in einer Dicke von etwa 30nm sowie einer aus Titan und Nickel bestehenden Übergangsschicht.First, a 50 to 100 nm thick layer of a metal (barrier metal) from the group titanium, tantalum, tungsten, molybdenum, niobium, vanadium, zirconium, hafnium or manganese is deposited on the cleaned silicon wafer, preferably titanium with a thickness of 60 nm. Immediately thereafter, the deposition of a metal (contact metal) from the group nickel, cobalt, platinum or palladium, which form a compound with silicon even at temperatures <450 ° C takes place. Ni is preferred because this metal also has very good soft soldering properties and thus also serves as a soft solderable layer in the contact system. The layer thickness is 300 to 1200 nm, preferably 500 μm. At the bottom, the layer thickness is restricted to prevent the Ni-Sn phases, which form during the soldering process, from spreading over the entire Ni layer thickness. This affects the electrical and mechanical properties of the contact system. Too thick Ni layers also reduce the mechanical strength of the system. The Ni layer should be coated with a noble metal layer (40 to 1000nm), e.g. As silver or gold to be protected from corrosion. Nickel soon becomes covered with a dense oxide layer which prevents it from being wetted with soft solders. Therefore, a, preferably 200 nm thick, Ag layer is deposited on the Ni layer. Nickel and silver have the properties that they form in the interesting temperature range up to 500 ⁰ C only significantly intermetallic compounds or prone to interdiffusion. Thus, the nickel-silver layer structure also during the following heat treatment, vo> preferably 30min at 450 ⁰ C in a hydrogen-containing atmosphere, is obtained. The tempering causes the bonding between the silicon and the nickel in a thickness of about 30 nm as well as a transition layer consisting of titanium and nickel.

2. Ausführungsbeispiel .2nd embodiment.

Auch in diesem Ausführungsbeispiel werden die einzelnen Schichten durch physikalische oder chemrche Dampfphasenabscheidung sequentiell mit der gleichen Verfahrenstechnik ohne Unteibrechung des Zyklus aufgebracht. Dabei ist es ebenso nicht erforderlich, die Siliziumscheiben, auf die die Schichten aufgebracht werden, vor oder während der Beschichtung mit gesonderten technischen Einrichtungen zu temperierenAlso in this embodiment, the individual layers are deposited by physical or chemical vapor deposition sequentially by the same process technique without undermining the cycle. It is also not necessary to temper the silicon wafers to which the layers are applied before or during the coating with separate technical devices

Beschrieben wird ein spezielles Schottky-Kuntaktschichtsysteni. A special Schottky Kuntaktschichtsysteni is described.

Als erste Schicht mit einer Dicke von 20 bis 100nm wird ein Metall (Kontaktmetall) abgeschieden, welches bereits bei Temperaturen <450°C mit Silizium eine Verbindung bildet. Dazu gehören die Metalle Pt, Pd, Ni und Co. Für Schottky-Kontaktsysteme wird Platin mit einer Schichtdicke von 60 nm bis 70 nm aufgebracht. Unmittelbar danach erfolgt das Abscheiden einer 20nm bis 50nm dicken Al- oder Ti-Schicht (Barrieremetall), vorzugsweise Titan mit einer Dicke von 30 bis 40nm. Anschließend werden eine 500ηm dicke Nickelschicht und eine 200nm dicke Silberschicht aufgebracht, um die flußmittelfreie Weichlötfähigkeit des Kontaktsystems in nichtreduzierender Atmosphäre zu gewährleisten. Die Silizium-Scheibe mit den so aufgebrachten Schichten wird danach getempert, vorzugsweise 30min bei 45O⁰C in wasserstoffhaltiger Atmosphäre. Dabei bildet die zuerst aufgebrachte Metallschicht mit dem Silizium eine Verbindung, welche einen guten Kontakt zum Halbleiter sichert, und dem als zweite Schicht aufgebrachten Metall eine intermetallische Verbindung, welche Interdiffusionsvorgänge verhindert.As the first layer with a thickness of 20 to 100 nm, a metal (contact metal) is deposited, which already forms a compound with silicon at temperatures <450 ° C. These include the metals Pt, Pd, Ni and Co. For Schottky contact systems platinum is applied with a layer thickness of 60 nm to 70 nm. Immediately thereafter, the deposition of a 20nm to 50nm thick Al or Ti layer (barrier metal), preferably titanium with a thickness of 30 to 40nm takes place. Subsequently, a 500ηm thick nickel layer and a 200nm thick silver layer are applied to ensure the flux-free solderability of the contact system in a non-reducing atmosphere. The silicon wafer with the layers thus applied is then tempered, preferably for 30 minutes at 45O ⁰ C in a hydrogen-containing atmosphere. In this case, the metal layer applied first forms with the silicon a compound which ensures good contact with the semiconductor, and the metal applied as the second layer forms an intermetallic compound which prevents interdiffusion processes.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung eines weichlötfähigen Mehrschichtkontaktsystems für Halbleiterbauelemente, bestehend aus einer den unmittelbaren Kontakt zum Halbleiter bildenden Schicht einer Metall-Halbleiter-Verbindung, einor die Interdiffusion behindernden Barrieremetailschicht und mindestens einer die Lötfähigkeit sichernden Schicht, gekennzeichnet dadurch, daß zwei Metallschichten, von denen die eine die Barrieremetailschicht und die andere eine Kontaktmetallschicht bildet, wobei die Kontaktmetallschicht zur Bildung einer intermetallischen Verbindung mit dem Barrieremetall und dem Halbleitermaterial geeignet ist, unmittelbar nacheinander auf die gereinigte Halbleiteroberfläche aufgebracht werden und daß anschließend eine ο 'er mehrere Metaüschichten zur Gewährleistung df,r Weichlötfähigkeit des Schichtsystems aufgebracht werden und daß danach das gesamte Schichtsystem bei einer Temperatur behandelt wird, die oberhalb der Reaktionstemperaturen Kontaktmetall/ Halbleitermaterial, Kontaktmetall/Barrieremetall und unterhalb der Reaktionstemperaturen Barrieremetall/Halbleitermaterial, Barrieremetall/die Weichlötfähigkeit sichernde Metalle, Kontaktmetall/die Weichlötfähigkeit sichernde Metalle sowie der die Weichlötfähigkeit sichernden Metalle untereinander.Anspruch [en] A method for producing a soft solderable multilayer contact system for semiconductor devices, comprising a layer of a metal-semiconductor compound forming direct contact with the semiconductor, a barrier metal barrier layer obstructing the interdiffusion and at least one solderability-securing layer, characterized in that two metal layers, of which one forming the barrier metal layer and the other a contact metal layer, wherein the contact metal layer is adapted to form an intermetallic compound with the barrier metal and the semiconductor material, are applied one after the other to the cleaned semiconductor surface, and then one or more of the metal layers to ensure df, r Weichlötfähigkeit of the layer system are applied and that thereafter, the entire layer system is treated at a temperature above the reaction temperatures Kontaktmetall / Halbleiterm aterial, contact metal / barrier metal and, below the reaction temperatures, barrier metal / semiconductor material, barrier metal / metals which assure solderability, contact metal / metals securing the solderability, and the metals securing the solderability to one another. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Barrieremetall als erste und das Kontaktmetall als zweite Schicht aufgebracht werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the barrier metal is applied as the first and the contact metal as a second layer. 3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Temperbehandlung bereits nach dem Aufbringen des als Barrieremetailschicht dienenden Metalls und des eine Verbindung mit dem Halbleiter bildenden Kontaktmetalls durchgeführt wird, daß die Temperatur der Temperbehandlung unterhalb der Reaktionstemperatur des zuerst aufgebrachten Barrieremetalls/ Halbleitermaterial und oberhalb der Reaktionstemperatur des als zweites aufgebrachten Kontaktmetalls/Halbleitermaterial und Kontakimetalls/Barrieremetall liegt und daß anschließend eine oder mehrere Metallschichten zur Gewährleistung der Weichlötfähigkeit des Schichtsystems aufgebracht werden.3. The method according to claim 2, characterized in that the annealing is carried out already after the application of serving as barrier metal layer metal and a compound with the semiconductor forming contact metal, that the temperature of the annealing below the reaction temperature of the first applied barrier metal / semiconductor material and above the reaction temperature of the second applied contact metal / semiconductor material and Kontakimetalls / barrier metal and that subsequently one or more metal layers are applied to ensure the Weichlötfähigkeit the layer system. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Dicke der sich ausbildenden Metall-Haibleiter-Verbindungsschicht über die Schichtdicke des zuerst aufgebrachten Barrieremetalls, die Temperatur und/oder die Temperzeit eingestellt wird.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the thickness of the forming metal-semiconductor compound layer on the layer thickness of the first-applied barrier metal, the temperature and / or the annealing time is set. 5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Kontaktmetall als erste und das Barrieremetall als zweite Schicht aufgebracht werden.5. The method according to claim 1, characterized in that the contact metal as the first and the barrier metal are applied as a second layer.