DD244767A1 - Verfahren zur vergoldung von si-oberflaechen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergoldung verschieden dotierter Siliciumoberflaechen. Anwendungsgebiet der Erfindung ist vorzugsweise die Herstellung von Siliciumhalbleiterbauelementen. Ziel der Erfindung ist es, eine technologisch einfache, umweltfreundliche und im Goldverbrauch sparsame Vergoldung von verschieden dotierten Siliciumoberflaechen zu realisieren. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe geloest, indem die Siliciumsubstrate ohne vorherige Aktivierung fuer die Zeitdauer von 0,5 bis 10 min in ein an sich bekanntes ungiftiges reduktives Goldbad mit einem p H-Wert im Bereich 10 bis 13 und einer Temperatur von 355 bis 371 K bei einer Badbelastung von 1 bis 10 dm2/l eingetaucht werden.
Description
wobei die Badbelastung zwischen 1 und 10dm2/l Badflüssigkeit und die Vergoldungsdauer zwischen 0,5 und 10 min liegt und die Scheiben nach dem Vergolden in deionisiertem Wasser gespült und dann getrocknet werden.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vergoldung von Siliziumoberflächen und wird vorzugsweise bei der Herstellung von Siliziumhalbleiterbauelementen angewandt.
Für die Vergoldung von Kleinteilen sind eine große Anzahl von Vergoldungsverfahren und Vergoldungsbädern in der Literatur bekannt. Grundsätzlich unterscheidet man physikalische Verfahren zur Vergoldung und naßchemische Verfahren. Die physikalischen Verfahren (Sputtern und Aufdampfen) haben den Nachteil, daß die Abscheidung auch auf Teilen der Bauelemente oder der Ausrüstung erfolgt, wo sie störend oder zumindest nicht erforderlich sind. Ein hoher Goldverbrauch ist daher unvermeidlich. Die elektrolytische Abscheidung des Goldes ist, wenn überhaupt möglich, zwar sparsamer, sie erfordert aber zu jeder Fläche, die vergoldet werden soll, einen elektrischen Anschluß, der selbst wieder die Vergoldung stören kann. Es sind schon eine ganze Reihe von Arbeiten zur stromlosen chemischen Vergoldung veröffentlicht worden. Die bei der stromlosen Vergoldung benutzten Bänder kann man, unabhängig von ihrer Zusammensetzung, in giftige und ungiftige (zyanidfreie) Bäder unterteilen. Daneben ist für die industrielle Nutzung auch eine Unterteilung in zementations- und reduktive Bäder möglich. Ein Zementationsbad ist z. B. in der DE-OS 2803147 dargestellt. Es wird angegeben, daß mit diesem Zementationsbad auch SiliziunT" vergoldet werden kann. Jedoch sind auch bei diesem Bad die bekannten Nachteile zu berücksichtigen: Es handelt sich hier um eine Austauschreaktion, d. h. es wird bei der Goldabscheidung Silizium abgetragen, das in Lösung geht. Daher ist die herstellbare Schicht auch nur von beschränkter Dicke, da die Abscheidung dann unterbrochen ist, wenn kein Silizium mehr in Lösung geht. Ein zusätzlicher Nachteil entsteht dadurch, daß bei Dotierungsinhomogenitäten auf der Siliziumoberfläche die Vergoldung ungleichmäßig wird.
Ein weiteres Bad, das ebenfalls zyanidfrei ist, wird in dem DD-WP 150762 beschrieben. Neben seiner Ungiftigkeit zeichnet es sich durch eine relativ gute Stabilität aus. Es werden für dieses Bad — das zu den reduktiven zählt — handelsübliche Reduktionsmittel verwendet (Natriumhypophosphit, Formaldehyd und Hydrazin). Zur Stabilisierung der Lösung werden Natriumsulfit, eine Di- bzw. Triaminoyryl- und/oder eine Di- bzw. Triaminoarakylverbindung, Kaliumbromid und ein Chelatbildner eingesetzt. Nachteilig ist auch bei diesem Bad, daß es im allgemeinen für die Vergoldung von Silizium nicht einsetzbar ist, wenn die Siliziumoberfläche Dotierungsinhomogenitäten aufweist.
I»
Ziel der Erfindung ist es, eine umweltfreundliche, ungiftige und im-Materialaufwand sparsame Vergoldung von Siliziumhalbleiterbauelementen zu realisieren.
Ausgehend vom Ziel der Erfindung stellt sich die technische Aufgabe, ein Verfahren zur Vergoldung von Siliziumoberflächen zu entwickeln, das auch bei inhomogener Dotierung dünne und gleichmäßige Überzüge liefert. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, indem zunächst die auf der Siliziumoberfläche vorhandene Oxidschicht entfernt und die Scheiben für die Dauer von 10 bis 30sec in ein Bad mit 25%iger Flußsäure getaucht werden, wobei Flächenteile, die nicht vergoldet werden sollen, mit einem Schutzlack abgedeckt werden können.
Anschließend erfolgt eine Spülung in deionisiertem Wasser für die Dauer von 30sec. Danach werden die Scheiben in einem weiteren Bad aus deionisiertem· Wasser auf 800C bis 100°C vorgewärmt. Die Dauer des Aufenthaltes im Erwärmungsbad beträgt 10 bis 30see. Danach werden die Scheiben unverzüglich in das Vergoldungsbad getaucht, das folgende Zusammensetzung aufweist:
Gold ; 0,6 g/l
alsTrinatriumbisulfitoaurat(Na3Au(SO3)2)
| Formaldehyd (HCHO) | 0,9. | ..1,1 g/l |
| Natriumsulfit (NaSo3) | 7,7. | ..8,3 g/l |
| Ethylendiamin (NH2-CH2-CH2-NH2) | 0,7. | ..0,S g/l |
| Ethylendiamintetraessigsäure | ||
| Di-Natriumsalz | 0,9. | ..1,0 g/l |
| Kaliumbromid KBr | 0,8. | ..1,2g/l |
| Thalliumnitrat (TINO3) | 0,1. | ..10mg/l |
Der pH-Wert des Goldbades wird durch Zugabe von Schwefelsäure auf einen Wert im Bereich 10 bis 13 eingestellt.
Anmerkung 2:
Nur bei Einhaltung des angegebenen engen Konzentrationsbereiches der Goldbadlösung und der speziellen Vorbehandlung kann auch die Dotierungsinhomogeitäten enthaltende Siliziumoberfläche metallisiert werden.
Die Dauer der Vergoldung liegt, abhängig von der benötigten Schichtdicke, günstigerweise zwischen 0,5 und 10min. Die Abscheidungsgeschwindigkeit ist bis nahe an die Erschöpfung des Bades heran nahezu konstant. Die Badbelastung liegt zwischen 1 und 10dm2/l.
Nach Erreichen einer gewünschten Schichtdicke des Goldes werden die Scheiben aus dem Goldbad genommen, gespült und getrocknet. Es lassen sich überraschenderweise Si-Scheiben mit p-Leitung ebenso vergolden wie solche mit η-Leitung. Die Dotierungen können dabei für
p-Leitung> 1014 Atome cm~3
n-Leitung> 1014 Atome cm"3
betragen. Es können mit ein und demselben Bad gleichzeitig p- und η-leitende Bereiche vergoldet werden oder beispieltsweise solche, die p-leitend sind jedoch stellenweise an Kristallfehlern Dotierungskonzentrationen aufweisen, die um zwei Größenordnungen unterschiedlich sind. Es ist ein weiterer Vorteil des Verfahrens, daß passivierte oder abgedeckte Bereiche der im Scheibenverband erzeugten Bauelementechips nicht mitvergoldet werden.
Essollen Siliziumscheiben mit p-Leitungstyp und einer Oberflächenkonzentration von 2 · 1020 Atome/cm3 einseitig vergoldet werden. Die Scheiben werden einseitig mit einem Schutzlack abgedeckt und anschließend für die Dauer von lOsecin ein Bad aus 25%iger Flußsäure getaucht und anschließend 30see in fließendem ionisiertem Wassear gespült. Danach werden die Scheiben 60see in ein Gefäß mit deionisiertem Wasser gebracht, dessen Temperatur 90°C beträgt. Aus diesem Gefäß kommen die Scheiben unverzüglich in ein Goldbad, dessen Temperatur 82°C beträgt und das folgende Zusammensetzung aufweist:
| GoWaIsNa3Au(SO3J2 | 0,6 g/l |
| HCHO | 0,1 g/l |
| Na2SO3 | 8,0 g/l |
| NH2-CH2-CH2-NH2 | 0,75 g/l |
| Ethylendiamintetraessigsäure | |
| Di-Natriumsalz | 1,0 g/l |
| KBr | 1,0 g/l |
| TINO3 | 15mg/l |
| pH-Wert | 12,0 |
Die Badbelastung beträgt 5dm2/l. Nach einer Vergoldungsdauer von 30see werden die Scheiben dem Bad entnommen, in deionisiertem Wasser gespült und in einer Zentrifuge getrocknet Die erhaltenen Goldschichten sind sehr gleichmäßig, obwohl die Siliziumoberflächen punktförmig Dotierungsunterschiede von zwei Größenordnungen aufweisen.
Claims (1)
- Erfindungsanspruch:Verfahren zur selektiven Vergoldung von Siliziumoberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliziumscheiben für die Dauer von 5 bis 60see in ein Bad aus 25%iger Flußsäure gebracht, anschließend in deionisiertem Wasser gespült und danach in einem Gefäß mit deionisiertem Wasser auf eine Temperatur zwischen 800C und 100°C erwärmt, unverzüglich in ein Vergoldungsbad gebracht werden, das eine Temperatur zwischen 82°C und 98°C und folgende Zusammensetzung aufweist:Gold 0,6 g/lals Na3Au(So3J2HCHO 0,9... 1,1 g/l "Na2SO3 7,7... 8,3 g/lEthylendiamin 0,7... 0,8 g/lEthylendiamintetraessigsäuredi-Natriumsalz * 0,9...1,0g/lKBr 0,8... 1,2 g/lTINO3 1...10mg/lpH-Wert des Bades 10-13
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|---|---|---|---|
| DD28539085A DD244767B1 (de) | 1985-12-24 | 1985-12-24 | Verfahren zur vergoldung von si-oberflaechen |
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|---|---|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19745797A1 (de) * | 1997-10-16 | 1999-04-22 | Bosch Gmbh Robert | Stromlose Vergoldungslösung |
-
1985
- 1985-12-24 DD DD28539085A patent/DD244767B1/de not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19745797A1 (de) * | 1997-10-16 | 1999-04-22 | Bosch Gmbh Robert | Stromlose Vergoldungslösung |
| DE19745797C2 (de) * | 1997-10-16 | 2001-11-08 | Bosch Gmbh Robert | Lösung und Verfahren zum stromlosen Vergolden |
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| DD244767B1 (de) | 1990-08-08 |
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