DE1044286B - Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, beispielsweise Richtleiter oder Transistor - Google Patents

Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, beispielsweise Richtleiter oder Transistor

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DE1044286B
DE1044286B DES40844A DES0040844A DE1044286B DE 1044286 B DE1044286 B DE 1044286B DE S40844 A DES40844 A DE S40844A DE S0040844 A DES0040844 A DE S0040844A DE 1044286 B DE1044286 B DE 1044286B
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Description

DEUTSCHES
Es ist bekannt (J. W. THey und R. A. Williams, Proc. IRE, 41 [Dez. 1953], S. 1706 bis 1708; R. F. Schwarz und' J. F. Walsh, Proc. IRE, 41 [Dez. 1953], S. 1715 bis 1720), die Oberfläche von Halbleitern, vorzugsweise Halbileiterkristallen, im allgemeinen Einkristallen, elektrolytisch zu behandeln, insbesondere abzutragen und anschließend durch Umpolen des Elektrolytvorganges zu elektroplattieren. Man hat auf diese Weise n-p-n- bzw. p-n-p-Transistoren aus Germanium hergestellt, indem auf zwei gagenüberMegenden Seiten des Germaniium-Einkrietalls die beschriebene Behandlung der Germaniumoberfläche durchgeführt wurde. Es wurde beispielsweise auf Germanium eine Indiumplattierung angebracht, nachdem durch die vorangegangene elektrolytische Abtragung der Oberfläche eine dünne Germaniiiumschicht von genau definierter Dicke hergestellt worden war. Die Germanium-zwisichenschiclit diente als Basis, während die beiden Metalfechichten als Emitter und Kollektor dienten und mit entsprechenden Anschlüssen versehen waren.
Es ist ferner vorgeschlagen worden, die besagten Metalls chichten auch auf andere Weise, beispielsweise durch chemische Behandlung, unter Umständen durch Ionenaustausch, herzustellen und auch die Abtragung bzw. Reinigung der Oberfläche vor der Auftragung der Metallschicht durch andere Methoden, beispielsweise auf rein chemische Weise, vorzunehmen.
Die der Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen haben nunmehr gezeigt, daß es zwar notwendig ist, durch die Vorbehandlung Fretndscbichten, insbesondere Oxydschichten, z. B. poröse Oxydschichten, Anlaufschichten usw., von der Oberfläche des Halbleiterkristaills, insbesondere' Einkristalls, zu entfernen; daß es jedoch unvorteilhaft ist, die Metallschicht auf der absolut blanken Halbleiteroberfläche anzuordnen.
Die Erfindung bezieht sich daher auf ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, beispielsweise Richtleiter oder Transistor, mit einer zwischen einer Metallschicht und der Oberfläche des Halblei terkristalls erzeugten Randschicht. Erfindungsgemäß wird eine verbesserte Sperrwirkung, insbesondere eine sehr scharf geknickte und steile Stromspannungscharakteristik, der Halbleiteranordnung dadurch erzielt, daß die zwischen dem Halbleiterkristalil und der Metallschicht befindliche Halbleiteroberfläche zunächst extrem gereinigt und auf der von jeder Fremdschicht befreiten Halbleiteroberfläche durch entsprechende weitere Oberflächenbehandlung eine in sich reine, homogene, zusammenhängende, im Vergleich zur Randschicht sehr dünne, beispielsweise Vioo μ Dicke aufweisende Oxydschicht erzeugt wird, auf der dann die Metallschicht aufgebracht wird.
Verfahren, zum Herstellen
einer Halbleiteranordnung,
beispielsweise Rictitleiter oder Transistor
Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2
Dr. Alfred Politycki, Karlsruhe,
ist als Erfinder genannt worden
Beim Silicium wird bei spiels weise eine Siliciutnoxydschiicht erzeugt, wobei es sich um Monoxyd, SiiMciumdioxyd oder eine Kombination beider handeln kann. Wichtig ist, daß diese Schicht in sich rein, homogen und! möglichst zusammenhängend ist. Außerdem ist es zweckmäßig, wenn die Oxydschicht dünn, gegebenenfalls 'etwa Vioo μ, oder sogar nur eine oder einige Molekülschichten stark ist.
Gemäß einer besonderen. Ausbildung des Erfindungsgedankens wird diese Fremdschicht dadurch erzeugt, daß zunächst durch ein an sich bekanntes oder vorgeschlagenes Behandlungsverfahren die Halbleiteroberfläche extrem gereinigt und von jeglicher Fremdschicht befreit wird, worauf dann in gezielter Waise eine Fremdschicht von gewünschter geringer Stärke vor der Metallplattierung auf der Oberfläche wieder erzeugt wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Halbleiteroberfläche nach der Vorbehandlung kurzzeitig ·—■ gegebenenfalls für einige Minuten oder auch nur einige Sekunden ·— einem flüssigen oder gasförmigen Medium und/oder einer geeigneten Bestrahlung ausgesetzt wird, wobei die Flüssigkeit oder die Atmosphäre bzw. die Strahlung derart ausgewählt sind, daß sich eine dünne Fremdschicht, beispielsweise Oxydschicht, auf der Halbleiteroberfläche ausbildet. Es bat sich beispielsweise als. ausreichend erwiesen, den Halbleiterkristall nach- der Vorbehandlung kurzzeitig der Luft und/oder der Einwirkung einer etwas sauren Flüssigkeit auszusetzen; auch eine Bestrahlung mit ultraviolettem Licht oder mit Röntgenstrahlen, zweckmäßig in einer sauerstofrhaltigen Atmosphäre, beispielsweise in Luft, hat sich als geeignet erwiesen.
809 679/277
Anschließend an diese Behandlung erfolgt dann die Metallisierung der Oberfläche nach, einem "der in der Einleitung angedeuteten bekannten oder·-· vorgeschlagenen Verfahren. ·
Gemäß einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgedänkens hängt die Wirkungsweise der Oxydschieht und damit die Frage, welche Art Oxydschieht aufgebracht werden soll, sowohl vom. Leitungstypus· des Halbleiters —ρ öder η — als auch vom Plattierungsmaterial ab. Zum Beis'piel hat sich auf n-leitenidem Silicium eine Oxydschieht vom Kupfer und eine Goldplattierung bewährt.

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum· Herstellen einer Halbleiteranordnung, beispielsweise Richtleiter oder Transistor, mit einer zwischen einer Metallschicht und der Oberfläche des Halbledterkristalls erzeugten Randschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Halbleiterkristall· und der Metallschicht befindliche Halbleiteroberfläche zunächst extrem gereinigt und auf der von jeder Fremdschicht befreiten Halbleiteroberfläche durch entsprechende weitere Oberflächenbehandlung eine in sich reine, homogene, zusammenhängende, im Vergleich zur Randschicht sehr dünne, beispielsweise Vioo μ Dicke aufweisende Oxydschieht erzeugt wird, auf der dann die Metallschicht aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxydschieht mit einer Dicke einer oder einiger Molekülschichten erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiteroberfläche zur Erzeugung der dünnen Oxydschieht einem flüssigen' und/oder gasförmigen Medium ausgesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch- 3, dadurch, gekennzeichnet, daß die Oberflächenbehandlung — vorzugsweise bei .nj-leitendem Silicium — auf saurem Wege durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis· 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiteroberfläche zur Erzeugung der dünnen Oxydschieht mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird.
6. Verfahren nach eineüTäer Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung zur Erzeugung der Oxydschieht kurzzeitig, insbe-. sondere einige Minuten öder Sekunden, durchr geführt wird. / 4* -."".
7. Verfahren nach1 einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,: ~\ daß ein Halbleiter-Einkristall unld als Halbleitermaterial Germanium, - Silicium oder eine Legierung; der III. und V. oder II. und VI. Gruppe des Periodischen Systems verwendet wird. .-. '---
8. Verfahren nach einem- der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallschicht Kupfer, Silber und/oder GaH verwendet wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 823 468;
USA-Patentschrift Nr. .2 497 770;
G. J 00 s, Physik der festen Körper, Bd. 9, Teil II, 1948, S. 108, 109.
© SOS 679/277 11.58.
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