DE1199098B - Verfahren zum AEtzen von im wesentlichen einkristallinen Halbleiterkoerpern - Google Patents
Verfahren zum AEtzen von im wesentlichen einkristallinen HalbleiterkoerpernInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. α.:
C23f
Deutsche Kl.: 48 dl-1/00
Nummer: 1199 098
Auslegetag: 19. August 1965
Bei bekannten Herstellungsverfahren von Halbleiteranordnungen,
wie Gleichrichtern, Transistoren, Fotodioden, Vierschichtanordnungen u. dgl., werden
sowohl die unlegierten Halbleiterkörper als auch die halbfertigen Halbleiteranordnungen Ätzungen unterworfen.
Dies dient vornehmlich der Reinigung von auf der Oberfläche haftenden Fremdstoffen, sowie
der Abtragung von Unregelmäßigkeiten der Halbleiteroberfläche. Nach dem Grundmaterial, das zur
Herstellung der Halbleiteranordnung verwendet wird, z. B. Germanium, Silizium oder eine intermetallische
Verbindung von Elementen der III. und V. bzw. der II. und VI. Gruppe des Periodischen Systems, richtet
sich die verwendete Ätzflüssigkeit. Unter anderem sind auch alkalische Ätzflüssigkeiten, z. B. heiße
Kalilauge, bekanntgeworden.
Der Nachteil der meisten bekannten Ätzflüssigkeiten ist die Heftigkeit des Ätzangriffs. Nach sehr
kurzer Zeit, meist nach wenigen Sekunden, muß der Ätzvorgang abgebrochen werden, wenn nicht unkontrollierte
Ätzangriffe stattfinden sollen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ätzen von im wesentlichen einkristallinen Halbleiterkörpern,
die zur Weiterverarbeitung von Halbleiteranordnungen dienen, nach einer mechanischen Bearbeitung
unter Verwendung einer alkalischen Ätzflüssigkeit. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Halbleiterkörper 10 bis 30 Stunden lang dem Ätzangriff von Kali- oder Natronlauge bei Zimmertemperatur
ausgesetzt werden. Zweckmäßigerweise wird hochkonzentrierte Kalilauge verwendet.
An Hand eines Beispieles sollen weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung erläutert werden.
Für bestimmte Halbleiteranordnungen, z. B. Gleichrichter und Transistoren, hat sich die Form einer
runden Scheibe bewährt. Derartige Scheiben werden z. B. in der Weise gewonnen, daß sie von einem
Halbleiterstab, der beispielsweise durch tiegelfreies Zonenschmelzen auf einen passenden Durchmesser
gebracht wurde, durch Schnitte senkrecht zur Stabachse abgetrennt wurden. Sie weisen beispielsweise
einen Durchmesser von 10 bis 30 mm und eine Dicke von 200 bis 300 μ auf, je nach Verwendungszweck.
Durch einen Läppvorgang wird die Halbleiterscheibe auf die gewünschte Dicke gebracht, z. B.
auf 150 bis 300 μ. Gleichzeitig damit werden die beiden Flachseiten geebnet und in Parallelität zueinander
gebracht.
Danach wird die Halbleiterscheibe geätzt, wobei die durch das Schneiden und Läppen gestörten
Oberflächenschichten abgetragen werden. Anschließend kann dann durch Einlegieren oder Eindiffun-Verfahren
zum Ätzen von im wesentlichen
einkristallinen Halbleiterkörpern
einkristallinen Halbleiterkörpern
Anmelder:
Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,
Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
xo Als Erfinder benannt:
Dr.-Ing. Reimer Emeis, Ebermannstadt
dieren von Fremdstoffen eine Dotierung bestimmter Zonen der Halbleiterscheibe bewirkt werden. Es ist
bereits bekannt, zur Ätzung von Halbleiterscheiben heiße Kalilauge (50 bis 100° C) zu verwenden. Heiße
Kalilauge ist in der Lage, z. B. Silizium und Germa-
ao nium völlig aufzulösen. Es zeigt sich hierbei der Nachteil, daß die Ätzung nach sehr kurzer Zeit, z. B.
nach wenigen Sekunden, abgebrochen werden muß, wobei diese Zeit noch zusätzlich sehr genau eingehalten
werden muß, wenn die Abätzung einer Schicht bestimmter Dicke gefordert wird. Außerdem
ergibt sich der weitere Nachteil, daß die Halbleiterscheiben hierbei schwach linsenförmig werden, weil
der Ätzangriff am Rand der Scheibe heftiger ist als in der Mitte. Dies ergibt sich aus den besonderen
Strömungsverhältnissen beim Ätzen, die durch das Abreißen der entstehenden Gasblasen bedingt sind.
Die gleichen Nachteile weisen andere bekannte Ätzflüssigkeiten, z. B. eine sogenannte CP-Ätzlösung,
die aus einer Mischung von 4O°/oiger Flußsäure und rauchender Salpetersäure im Verhältnis 1:1 besteht,
ebenfalls auf.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt nun zu besseren Ergebnissen. Es zeigte sich z. B., daß
Siliziumscheiben, die in konzentrierte Kalilauge (250 g KoH auf 300 g H2O) von Zimmertemperatur
gelegt wurden, nach etwa 24 Stunden Ätzdauer von den durch die mechanische Bearbeitung gestörten
Oberflächenschichten befreit waren, ohne daß die Planparallelität der Flachseiten darunter litt. Die
Beobachtung zeigte, daß die gestörten Schichten, die eine Dicke von etwa 5 bis 10 μ aufweisen, bevorzugt
abgetragen werden, und daß danach der Ätzangriff sehr stark verlangsamt wird. Einige Stunden Ätzdauer
mehr oder weniger spielen also keine Rolle; nach Abtragung der gestörten Kristallschicht kommt
der Ätzangriff praktisch zum Stillstand. Es wurde weiter beobachtet, daß die Halbleiterscheiben in der
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Ätzflüssigkeit unter dem Einfluß der entstehenden Gasblasen besonders am Anfang langsam umherrollen
und umhergleiten, wodurch die Abtragung sehr gleichmäßig über die gesamte Scheibenbreite
von der Mitte bis zum Rand stattfindet.
Selbstverständlich kann an Stelle von Kalilauge auch Natronlauge verwendet werden. Letztere zeigt
einen etwas langsameren Ätzangriff. Als Grenztemperaturen dürften 10 bis 30° C in Betracht kommen.
Bei sehr niedrigen Temperaturen ist der Ätzangriff derart verlangsamt, daß die Wirtschaftlichkeit
des Verfahrens darunter leidet. Bei höheren Temperaturen kann leicht eine völlige Auflösung des Halbleitermaterials
bzw. ein Ätzangriff unkontrollierbarer Tiefe eintreten.
Claims (2)
1. Verfahren zum Ätzen von im wesentlichen einkristallinen Halbleiterkörpern, die zur Weiterverarbeitung
von Halbleiteranordnungen dienen, nach einer mechanischen Bearbeitung unter Verwendung
einer alkalischen Ätzflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterkörper
10 bis 30 Stunden lang dem Ätzangriff von Kali- oder Natronlauge bei Zimmertemperatur
ausgesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterkörper etwa
24 Stunden lang in ein mit hochkonzentrierter Kalilauge gefülltes Gefäß gelegt werden.
509 657/412 8.65 © Bundesdruckerei Berlin
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