AT218571B - Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Halbleiterelementen mit einem strömenden Ätzmittel - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Halbleiterelementen mit einem strömenden Ätzmittel 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Halbleiterelementen mit einem aus einer Düse frei ausströmenden Ätzmittel, dessen Strömungsgeschwindigkeit auf der von ihm beaufschlagten Fläche des Halbleiterelements durch eine zusätzliche Fremdkraft erhöht wird. Bekannt ist ein solches Verfahren beispielsweise aus der franz.

   Patentschrift Nr.   1. 153. 749.   Es handelt sich hier um ein elektrolytisches Ätzverfahren, bei welchem die aus einer Düse frei ausströmende Elektrolytflüssigkeit, sobald sie auf die Oberfläche des Halbleiterelements gelangt ist, unter dem Einfluss von in verschiedenen seitlichen Richtungen wirksamen Saugkräften gezwungen wird, sich wie ein   Tischtuch   als gleichmässig dünner Film von der Auftreffstelle nach allen Seiten auszubreiten und abzufliessen. Damit soll erreicht werden, dass der elektrische Strom zwischen Elektrolyt und Halbleiter in der Mitte des Auftreffbereiches des Flüssigkeitsstrahles eine höhere Dichte hat als an den weiter entfernten Stellen der Halbleiteroberfläche. Auf diese Weise werden in der Mitte einer Halbleiterscheibe Vertiefungen erzeugt, in denen später Metallelektroden angebracht   werden.

   Solche Sonderaufgaben treten aber   gewöhnlich beim Ätzen von Halbleiterelementen mit einem einkristallinen Grundkörper aus Germanium oder Silizium oder aus einer intermetallischen Verbindung von Elementen der III. und V. Gruppe bzw. der   II.   und IV. Gruppe des Periodischen Systems nicht auf. Dagegen ist es in jedem Falle erwünscht, Rückstände von verbrauchtem Ätzmittel schleunigst 
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 einen verhältnismässig einfachen Weg, der einen geringeren Aufwand erfordert und bequemer ist als das bekannte Verfahren. 



   Erfindungsgemäss wird das Halbleiterelement in so rasche Umdrehung um eine zur behandelten Fläche senkrechte Achse versetzt, dass das Ätzmittel durch Fliehkraft vom Halbleiterelement weggeschleudert wird. Das neue Verfahren ist vorzugsweise zur Verwendung für Halbleiteranordnungen mit einlegierten Elektroden und mit einem oder mehreren   pn-Übergängen   geeignet. Es dient insbesondere zur Beseitigung leitender Brücken an der äusseren pn-Grenze, das ist die Linie, an welcher die pn-Übergangsfläche an die Halbleiteroberfläche tritt. Mit besonderem Vorteil kann das neue Verfahren bei solchen Halbleiterelementen angewendet werden, die bereits auf einer Metallunterlage durch Schweissung oder Lötung befestigt sind.. 



   Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung erläutert werden, die in Fig. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens und in Fig. 2 einen Teildieser Vorrichtung in vergrössertem Massstabe zeigt. 



   Zwecks Erzeugung der Fliehkraft ist ein Halbleiterelement 45, das über eine Metallunterlage 4 am Boden eines beispielsweise aus Kupfer bestehenden Gehäuseunterteiles 5 durch Lötung   od. dgl.   befestigt sein möge, mittels eines zentral angebrachten Gewindebolzens 6 und eines Zwischenstückes 35 mit dem freien Wellenende 36 eines schnellaufenden Elektromotors 37   gekuppelt. Der Gehäuseunterteil   5 ist vorteilhaft als Sechskant ausgebildet und besitzt einen hochgezogenen Rand 7, welcher die Seitenwandung des Gehäuses bildet. Auf letztere kann später ein scheibenförmiger Deckel aufgelötet werden. durch welchen hier nicht dargestellte Zuleitungen für den elektrischen Strom isoliert und gasdicht hindurchgeführt sind. 



  Eine andere Stromzuleitung kann durch den Gewindebolzen 6 und den Gehäuseunterteil 5 gebildet werden. 

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   Auf dem Zwischenstück 35 wird vorteilhaft eine Spritzscheibe 38,   z. B.   aus Polytetrafluoräthylen (=Teflon) angeordnet gegen deren Stirnseite sich der festgeschraubte Gehäuseunterteil 5 legt. Ein Auffangraum wird gebildet von einer Platte 39, z. B. aus Teflon, in welcher eine ringförmige Rille 40 und eine Ablaufbohrung 41 ausgespart sind, und einer Kappe 42,   z. B.   aus Polymethylmethacrylat (Plexiglas), deren Stirnseite eine zentrale Öffnung 43 aufweist.

   Die Platte 39 ruht auf einem Grundgestell 44, welches auch den Motor 37   trägt, Durch   die Öffnung 43 hindurch können Rohre mit düsenförmigen   Ausflussöffnungen   auf das zu behandelnde Halbleiterelement 2 gerichtet werden, durch welche ein strömendes   Ätzmittel,   insbesondere eine Ätzflüssigkeit oder auch ein Spillmittel, strahlförmig zur Wirkung gebracht werden kann. 



  Die Anordnung ermöglicht es, nicht nur das ganze Halbleiterelement gleichmässig zu ätzen, sondern die Ätzwirkung auf eine bestimmte Zone zu begrenzen, indem das Ätzmittel an einer zur Drehachse exzen- 
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 geführt werden. 



   Das Halbleiterelement 45 sei in diesem Falle ein Transistor mit einem Grundkörper aus mangelleitendem   Silizium, auf dessen Unterseite durch Einlegieren   einer antimonhaltigen Goldfolie ein Kollektor 46 geschaffen ist, welcher auch den Scheibenrand bedeckt, so dass sich die äussere pn-Grenze zwischen dem Kollektorbereich und der Basiszone auf der Oberseite des Halbleiterelements befindet. Ein ringförmiger Emitter 47 ist auf der Oberseite durch Einlegieren einer ringförmigen antimonhaltigen Goldfolie herge-   stellt, SperrfreieBasiskontakte48und49,   von denen der erstere kreisförmig und der letztere ringförmig ist, sind durch Einlegieren entsprechend geformter Aluminiumfolien geschaffen.

   Zwischen dem Emitterring 47 und den beiden Basiskontakten 48 und 49 treten die äusseren Grenzen des   pn-Überganges   von der Basiszone zum Emitterbereich in Gestalt von Kreislinien an die   Halbleiteroberfläche.   In der Zeichnung sind ferner an verschiedenen Stellen bei 50,51, 52 und 53 einige Düsen für die   Zufuhr von Ätzf1üssigkeit bzw. Spiil-   flüssigkeit schematisch dargestellt. 



   Führt man Ätzflüssigkeit   durch eine Düse in   der Stellung 50 zu, so bleibt die mittlere Kreisfläche und damit der Basiskontakt 48 vom Angriff durch Ätzflüssigkeit verschont. Die Ätzwirkung erstreckt sich nur auf eine äussere Ringzone, beginnend im Zwischenraum zwischen 47 und 48. Falls auch der Basisring 49 von der Ätzwirkung verschont bleiben soll, wird durch eine zweite Düse in der Stellung 51 destilliertes Wasser zugeführt, durch welches die bei 50 zugeführte Ätzflüssigkeit, sobald sie den Basisring 49 erreicht, soweit verdünnt wird, dass eine nennenswerte Ätzwirkung von hier ab nach aussen hin nicht mehr eintritt. 



  Nach beendetem Ätzvorgang wird durch eine Düse in der Stellung 50 destilliertes Wasser zugeführt, so dass etwaige Reste der Ätzflüssigkeit   fortgespf1lt   werden. Anschliessend kann die äussere   pn-Grenze   des Kollektors 46 mit Hilfe einer Düse in der Stellung 52 geätzt und nachgespült werden. Falls die   Gehäuse-   wandung 7 aus einem Material besteht, welches von der Ätzlösung angegriffen wird, kann sie besonder. geschützt werden, indem durch eine Düse in der Stellung 53 Spülmittel,   z. B.   destilliertes Wasser, zugeführt wird, welches infolge der Fliehkraft eine zusammenhängende Schutzschicht 55 an der Innenseite der Wandung 7   bildet.

   Die zugeführte Ätzflüssigkeit   und   Spülflüssigkeit   gelangt über den oberen Rand der Gehäusewandung 7 hinaus, wie durch die Pfeile 54 angedeutet in den Auffangraum. 



   Wenn auf eine radial nach aussen gerichtete   Strömungskomponente kein   besonderer Wert gelegt wird, 
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 Kolophonium erfolgen. Wird der Ätzmittelstrom in Form eines Strahles auf die sich drehende Scheibe gerichtet, so ist die von der Fliehkraft verursachte Strömung parallel zu der behandelten Fläche gerichtet. 



  Man kann auch eine walzenförmige Unterlage, auf welcher die Halbleiterelemente befestigt sind, um die Walzenachse drehen. In diesem Falle wird die Ätzflüssigkeit von der behandelten Oberfläche etwa senkrecht weggeschleudert. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Halbleiterelementen mit einem aus einer Düse frei ausströmenden Ätzmittel, dessen Strömungsgeschwindigkeit auf der von ihm beaufschlagten Fläche des Halbleiterelements durch eine zusätzliche Fremdkraft   erhöht wird, dadurch gekennzeichnet,   dass das Halbleiterelement (45) in so rasche Drehung um eine zu der behandelten Fläche senkrechte Achse versetzt wird, dass das Ätzmittel durch Fliehkraft vom Halbleiterelement (45) weggeschleudert wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ätzmittel an einer zur Drehachse exzentrisch gelegenen Stelle zugeführt wird. <Desc/Clms Page number 3>

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein neutrales oder das Ätzmittel neutralisierendes Spülmittel, z. B. Alkohol oder hochdestilliertes Wasser, der Oberfläche des Halbleiterelements (45) am Umfang eines grösseren Kreises um die Drehachse als das Ätzmittel zugeführt und zusammen mit letzterem durch die Fliehkraft entfernt wird.

   , 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenflächen eines mit erhöhtem Rand (7) ausgeführten Gehäuseunterteiles (5), auf dessen Bodenfläche das Halbleiterelement (45) befestigt ist, durch eine Spülmittelschicht vor dem Angriff des Ätzmittels bewahrt werden.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Halbleiterelemente auf einer scheibenförmigen Unterlage befestigt werden, die in Drehung versetzt wird.