AT226781B - Ätzflüssigkeit für Halbleiterelemente - Google Patents

Description

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  Ätzflüssigkeit für Halbleiterelemente 
Bei bekannten Herstellungsverfahren von Halbleiteranordnungen, wie Gleichrichtern, Transistoren,
Photodioden, Vierschichtenanordnungen u. dgl. werden sowohl die   unlegierten   Halbleiterkörper als auch die halbfertigen Halbleiteranordnungen Ätzungen unterzogen. Dies dient vornehmlich der Reinigung von auf   der Oberfläche haftenden Fremdstoffen   sowie der Abtragung von Unregelmässigkeiten der Kristallober- fläche. Insbesondere die äusseren pn-Grenzen,   d. h.   die Stellen, an denen die durch Diffusion oder Legie- rung erzeugten pn-Übergänge an die Oberfläche treten, müssen einer Ätzung unterworfen werden, damit eine möglichst hohe Sperrspannung erzielt wird. 



   Nach dem Grundmaterial, das zur Herstellung der Halbleiteranordnung verwendet wird, z. B. Ger- manium, Silizium oder eine intermetallische Verbindung der III. und V. bzw. der   H.   und VI. Gruppe des Periodischen Systems, richtet sich die Ätzflüssigkeit, die angewendet wird. Für Silizium hat sich beispielsweise eine Mischung aus   40-% iger Flusssäure   und rauchender Salpetersäure im Verhältnis   1 : 1   bewährt. 



   Die Erfindung betrifft eine Ätzflüssigkeit für Halbleiterelemente. Sie ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass sie ein ungelöstes Salz in kolloidaler Form enthält. Geeignete Zusätze sind beispielsweise Magnesiumfluorid oder Aluminiumoxyd. 



   Die erfindungsgemässe Ätzflüssigkeit hat erhebliche Vorzüge gegenüber den bekannten   Ätzflüssig-   keiten. So verhalten sich beispielsweise die Gasblasen, die auf der Oberfläche von Halbleiterkörpern entstehen, wenn diese nach dem Tauchverfahren geätzt, d. h. in die Ätzflüssigkeit eingetaucht werden, je nach der Viskosität der Ätzflüssigkeit ganz unterschiedlich. Bei einer ölartigen oder leimartigen Beschaffenheit der Flüssigkeit steigen die Gasblasen beispielsweise praktisch senkrecht auf und lösen sich in er-   wünschter   Weise verhältnismässig leicht von dem Halbleitermaterial. Der Ätzangriff wird hiedurch sehr gleichmässig. 



   Je nach der Menge des zugegebenen Mittels kann die Beschaffenheit der Ätzflüssigkeit von einer leichten Erhöhung der Viskosität über eine leimartige Beschaffenheit bis zu einer gallertartigen gesteigert werden. Gegebenenfalls kann in dieser Weise eine pastenartige Ätzmasse erzeugt werden, die dann mit einem Spatel auf die betreffende Stelle, die geätzt werden soll, aufgetragen werden kann. Hiebei kann mit Nutzen davon Gebrauch gemacht werden, dass der Ätzangriff nach kurzer Zeit infolge örtlicher Erschöpfung der Ätzmasse von selbst beendet wird. 



   Es ist bereits eine sogenannte Ätzschleuder bekanntgeworden, mit der runde scheibenförmige Halbleiterkörper in Drehung um ihre Rotationsachse versetzt werden. Auf die Oberfläche der Halbleiterkörper wird die Atzflüssigkeit in dünnem strahl geleitet, u. zw. so, dass sie nach ihrem Auftretfen gleich wieder von der Oberfläche abgeschleudert wird. Hiedurch wird das Halbleitermaterial ständig   vor-frischer Ätz-   flüssigkeit getroffen. Entstehende Gasblasen werden sofort abgerissen. 



   Wie sich nun zeigte, können bei der Anwendung dieser Ätzschleuder auf der Oberfläche des Halbleitermaterials radial verlaufende Riefen entstehen. Dies ist vermutlich auf eine Wirbelbildung der Ätzflüssigkeit zurückzuführen. Ausserdem können unter gewissen Umständen die Ränder von auflegierten Elektroden,   z. B.   aus einer Goldlegierung, unterätzt werden. Bei nachfolgenden Arbeiten kann dieser Rand dann rein mechanisch durch Druck oder   z. B.   bei Erwärmung infolge Weichwerdens zumindest an einer Stelle herunterklappen und einen hier an die Oberfläche tretenden pn-Übergang überbrücken. 

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   Bereits eine leichte Erhöhung der Viskosität der   Ätzflüssigkeit   schafft hier Abhilfe. Die Entstehung von Wirbeln wird vermindert, und es bilden sich keine Riefen mehr. Auch die Unterätzung der Ränder von auflegierten Elektroden wird stark vermindert. 



   Zweckmässigerweise wird die Viskosität der Ätzflüssigkeit durch den Zusatz eines neutralen Mittels erhöht. Man könnte auch beispielsweise daran danken, durch eine Temperaturerniedrigung die Viskosität der Flüssigkeit zu erhöhen. Dies erfordert aber einen merklichen Aufwand und führt zu dem unerwünschten Nebenergebnis, dass auch die chemische Wirkung der Ätzflüssigkeit verändert wird. Ausserdem lässt sich die Viskosität auf diese Weise nur in begrenztem Ausmass erhöhen. Demgegenüber kann durch den Zusatz eines neutralen Mittels die Viskosität in weiten Grenzen ohne schädliche Nebenergebnisse eingestellt werden. 



   Man kann beispielsweise der fertigen   Ätzflüssigkeit,   z. B. der vorgenannten Mischung aus Flusssäure und Salpetersäure, kolloidales Aluminiumoxyd'in handelsüblicher Form zugeben. Besonders bewährt hat sich auch folgende Arbeitsweise : Vor dem Mischen wird der Salpetersäure ein in ihr lösliches Magnesiumsalz, z. B. Magnesiumnitrat oder Magnesiumazetat, zugesetzt. Beim Zusammengiessen der beiden Säuren fällt dann ein unlösliches Magnesiumfluorid kolloidal aus. Durch die Menge des zugesetzten Magnesiumsalzes hat man es in der Hand, die innere Reibung der   Ätzflüssigkeit   in jedem gewünschten Mass hinaufzusetzen. Die zur Ausfällung des Magnesiumfluorids benötigte Menge Flusssäure muss in diesem Fall zusätzlich vorhanden sein. Magnesiumazetat kann z. B. hergestellt werden, indem man Magnesiumoxydpulver in Eisessig löst.

   Ein geringer Überschuss an Essigsäure erweist sich als   unschädlich,   wenn das Ma-   gneswmazetat   anschliessend der Salpetersäure, wie beschrieben, zugesetzt wird. 



   Es lassen sich geeignete neutrale Zusätze für alle bekannten sauren und basischen   Ätzflüssigkeiten   finden. Gegebenenfalls kann auch ein nichtneutraler Stoff verwendet werden, dessen chemische Wirkung genau wie seine erfindungsgemäss ausgenutzte mechanische Wirkung eingesetzt werden kann. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Ätzflüssigkeit für Halbleiterelemente, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein ungelöstes Salz in kolloidaler Form enthält.

Claims (1)

1. 2. Ätzflüssigkeit nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass sie Magnesiumfluorid enthält.