DE1276824B

DE1276824B - Verfahren zum Herstellen eines ohmschen Kontaktes an einem Halbleiterkoerper

Info

Publication number: DE1276824B
Application number: DEST21634A
Authority: DE
Inventors: Cyril Francis Drake; Henley Frank Sterling
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1963-02-08
Filing date: 1964-02-01
Publication date: 1968-09-05
Also published as: NL302321A; BE643484A; GB1029982A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIl

Deutsche Kl.: 21g-11/02

Nummer: 1276 824

Aktenzeichen: P 12 76 824.0-33 (St 21634)

Anmeldetag: 1. Februar 1964

Auslegetag: 5. September 1968

Es ist bereits bekannt, ohmsche Kontakte durch Niederschlagen von Metallen aus Lösungen durch elektrochemische oder chemische Reduktion anzubringen oder nach der deutschen Patentschrift 966 906 durch Aufdampfen von Metallen im Vakuum bzw. dirch Kathodenzerstäubung. Wo Kontakte großer Fläche erforderlich sind, die verhältnismäßig starke Ströme aushalten, wurden, wie aus der deutschen Auslegeschrift 1018 557 bekannt, Molybdän- oder Wölframscheiben an den zuvor metallisierten Halbleiter angelötet, der normalerweise aus Silizium besteht. Der Ausdehnungskoeffizient dieser Metalle ist dem von Silizium unter.den meisten Bedingungen genügend ähnlich. Schwierigkeiten treten bei dem Lötvorgang auf, jedoeh'wird durch die Verwendung von Hartlot das Risiko vermindert, daß sich Legierungen zwischen der Siliziumoberfläche und dem Lot bilden, welche einen niedrigeren Schmelzpunkt als die anderen Bestandteile haben. Solche Legierungen können in das Silizium eindringen und die ao elektrischen Eigenschaften einer anschließenden

pn-Schicht beeinflussen oder diese vollkommen zer-

stören. Relativ weiche Lote haben eine schlechte mechanische Festigkeit, insbesondere nach mehreren Temperaturschleifen.

Die Verwendung von Weichlot begrenzt auch die Betriebsbedingungen der Vorrichtung auf eine Temperatur, die eindeutig unter dem Schmelzpunkt des Lotes liegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei der Lötung auftretenden Probleme zu vermindern oder ganz zu beseitigen.

Aus der deutschen Patentschrift 865 160 und der österreichischen Patentschrift 222702 ist bekannt, Halbleiterschichten durch thermische Zersetzung einer flüchtigen Verbindung des Halbleitermaterials aus der Dampfphase auf einem Trägerkörper niederzuschlagen. Aus der österreichischen Patentschrift ist ferner bekannt, auch ohmsche Kontakte in gleicher Weise herzustellen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines ohmschen Kontaktes an einem Halbleiterkörper, dessen zu kontaktierende Oberfläche durch thermische Zersetzung einer gasförmigen Verbindung des Kontaktmetalls und Niederschlagen desselben mit einer kontaktierenden Metallschicht versehen wird, wie im Prinzip aus der österreichischen Patentschrift 222 702 bekannt war. Ein ohmscher Kontakt wird erfindungsgemäß dadurch hergestellt, daß eine Metallschicht mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten entsprechend dem des Halbleiterkörpers durch thermische Zersetzung einer flüchtigen Halogen-Verfahren zum Herstellen eines ohmschen
Kontaktes an einem Halbleiterkörper

Anmelder:

Deutsche ITT Industries
Gesellschaft mit beschränkter Haftung,
7800 Freiburg, Hans-Bunte-Str. 19

Als Erfinder benannt:

Henley Frank Sterling,

Cyril Francis Drake, Harlow, Essex

(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 8. Februar 1963 (5231) - -

Verbindung oder eines flüchtigen Karbonyls der Metalle Molybdän, Wolfram, Tantal und/oder Metalle der Platingruppe aus der Dampfphase auf der Halbleiteroberfläche niedergeschlagen wird.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1109 002 ist zwar ein Verfahren zum Herstellen von Metallschichten durch thermische Zerzetzung eines flüchtigen Karbonyls auf der Dampfphase bekannt. Es werden aber Karbonyle von Nickel und Chrom verwendet und metallische Gegenstände aus Aluminium und nicht aus einem Halbleitermaterial vernickelt oder verchromt.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das an Hand der Zeichnung beschrieben werden soll, wird eine Metallschicht 1 in ohmschen Kontakt mit einem Halbleiterkörper 2 gebracht, beispielsweise mit Silizium. Molybdän oder Wolfram wird hierzu aus der Dampfphase bei einer Temperatur unter 1300° C niedergeschlagen. Das Molybdän oder Wolfram bildet eine Schicht, die beispielsweise 0,25 mm dick ist und die innig mit dem Siliziumgitter verbunden ist, so daß das zuvor erwähnte Lötproblem vollkommen wegfällt.

Das Molybdän oder Wolfram wird aus geeigneten Verbindungen erhalten, wie z. B. aus Molybdänpentachlorid oder Wolframhexachlorid, die mit Wasserstoff reduziert werden, der auch als Trägergas dienen kann. Es können auch andere Halogenverbindungen dieser Metalle oder ihre Karbonyle unter geeigneten Temperatur- und Druckbedingungen verwendet

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werden, um einen Niederschlag aus der Gasphase zu erzeugen.

Um einen exakten thermischen Ausdehnungskoeffizienten zu erhalten, können auch Legierungen von Molybdän und Wolfram und/oder ähnlichen Metallen niedergeschlagen werden. Auch Tantal kann aus der Gasphase niedergeschlagen werden, um einen ohmschen Kontakt mit einem dem Silizium ähnlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zu erhalten. Auch Legierungen und Metalle der Platingruppe, wie z. B. Osmium und Iridium, können verwendet werden.

Die Art des benötigten ohmschen Kontaktes kann in Art und Aufbau variieren, und zwar von einfachen flachen Gebieten auf beiden Seiten einer Scheibe aus Halbleitermaterial mit einem pn-übergang bis zu komplizierten Anordnungen von mehreren miteinander verbundenen Metallen oder sehr kleinen Flächen für zahlreiche einzelne Elemente. Jede geeignete Maskierung der Oberfläche des Halbleiters kann dazu verwendet werden, das benötigte Muster zu erzeugen.

Beim epitaktischen Niederschlagen von Halbleitermaterial aus der Gasphase, wie z. B. bei Silizium, wird meist ein Induktionsvorheizer verwendet, um das behandelte Siliziumblättchen zu erwärmen. Eine Metallschicht, beispielsweise aus Wolfram, welche vorher nach dem oben beschriebenen Verfahren auf einer Seite der Scheibe für einen späteren Kontakt aufgebracht wurde, kann dazu verwendet werden, die Energie aufzunehmen, um das Silizium während des epitaktischen Aufwachsprozesses zu erhitzen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines ohmschen Kontaktes an einem Halbleiterkörper, dessen zu kontaktierende Oberfläche durch thermische Zersetzung einer gasförmigen Verbindung des Kontaktmetalls und Niederschlagen desselben mit einer kontaktierenden Metallschicht versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Metallschicht mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten entsprechend dem des Halbleiterkörpers durch thermische Zersetzung einer flüchtigen Halogenverbindung oder eines flüchtigen Karbonyls der Metalle Molybdän, Wolfram, Tantal und/oder Metalle der Platingruppe aus der Dampfphase auf der Halbleiteroberfläche niedergeschlagen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Halbleiterkörpers teilweise mit einer Maske abgedeckt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halbleiterkörper aus Silizium verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als flüchtige chemische Verbindung Molybdänpentachlorid oder Wolframhexachlorid verwendet wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht zur Erwärmung des Halbleiterkörpers während eines epitaktischen Aufwachsprozesses zur Aufnahme der Energie von einem Induktionsvorheizer verwendet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 865160, 966 906;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1018 557,
002;
österreichische Patentschrift Nr. 222702.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen