DE974593C

DE974593C - Verfahren zur anodischen AEtzung von halbleitenden Koerpern und Anordnung zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE974593C
Application number: DET10330A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl-Ing Fried Dehmelt
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1954-12-11
Filing date: 1954-12-11
Publication date: 1961-02-23

Description

Verfahren zur anodischen Ätzung von halbleitenden Körpern und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens Zur Oberflächenätzung von Halbleitern oder metallisch leitenden Körpern bedient man sich vielfach des Verfahrens der anodischen Ätzung. Dabei wird grundsätzlich der zu ätzende Körper als Anode in einen geeigneten Elektrolyt getaucht und als Gegenelektrode ein vom Elektrolyt nicht angreifbares Material, beispielsweise ein Platinblech, verwendet.
Bei diesem bekannten Verfahren hat sich gezeigt, daß in der Regel die dem Anodenanschluß weiter abgelegenen Teile des zu ätzenden Körpers mehr oder weniger stark abgetragen werden als die dem Anodenanschluß näher gelegenen Teile. Dies ist für viele Zwecke jedoch unerwünscht, da hierdurch die geometrische Form des zu ätzenden Körpers verändert wird. Der Grund für dieses nachteilige Verhalten ist darin zu suchen, daß an verschiedenen Stellen der Oberfläche des zu ätzenden Körpers eine unterschiedliche Stromdichte herrscht.
Es. ist auch ein anderes Verfahren bekanntgeworden, bei dem eine Ätzabtragung im Halbleiter-1cörper dadurch erfolgt, daß ein- oder beidseitig auf den Halbleiterkörper Ätzstrahlen gerichtet werden, die vom Ätzstrom durchflossen- sind. Die gleichmäßige Abtragung im mittleren Teil der ,an und für sich konvex gekrümmten Ätzfläche hängt jedoch bei dem bekannten Spritzverfahren nicht von der Leitfähigkeit des Elektrolyten ab, sondern nur von der Kontaktierung des Halbleiterkörpers. Dieses bekannte Verfahren würde auch nicht eine gleichmäßige Ätzabtragung des gesamten Halbleiterkörpers herbeiführen.
Gemäß dem Vorschlag der Erfindung soll bei einem Verfahren zur anodischen Ätzung von halbleitenden Körpern durch Eintauchen des zu ätzenden Körpers in ein elektrolytisches Bad eine gleichmäßige Ätzung dadurch erzielt werden, daß ein Elektrolyt verwendet wird, dessen spezifischer Widerstand gleich dem spezifischen Widerstand des zu ätzenden Körpers gewählt wird. Bei Einhaltung dieser Bedingung ist eine gleichmäßige Abtragung des Materials an den geätzten Flächen des Körpers gewährleistet, da der elektrische Widerstand für sämtliche an der geätzten Fläche endenden Strombahnen den gleichen Wert besitzt und somit einheitliche Stromdichte herrscht.
An einem Ausführungsbeispiel sei das erfinaungsgemäße Verfahren im folgenden näher erläutert.
In der Figur ist mit I ein elektrolytischer Trog bezeichnet, der beispielsweise mit verdünnter Kalilauge als Elektrolyt gefüllt ist. In diesen ist der zu ätzende Germaniumkörper 2 ganz eingetaucht und als Anode geschaltet. Die Gegenelektrode 3, die beispielsweise aus Platin besteht, stellt gleichzeitig den Boden des Gefäßes dar. Als Halterung des Halbleiterkörpers dient zweckmäßig eine Platinklemme 4, welche den Vorteil hat, daß sie in den Elektrolyt völlig eingetaucht werden kann, ohne einer chemischen Beeinflussung zu unterliegen. Mittels eines nicht gezeichneten Widerstandes wird der Stromfluß durch den Elektrolyt je nach. Größe des zu ätzenden Körpers auf etwa Ioo bis Iooo mA begrenzt.
Bei dem in der Figur dargestellten Beispiel ist die relative Anordnung der Elektroden derart getroffen, daß der anodische Anschluß an der von der Kathode am weitesten entfernten Seite des zu ätzenden Körpers befestigt ist. Dies stellt eine besonders vorteilhafte Elektrodenanordnung dar, da auf diese Weise eine gleichmäßige Abtragung auf der gesamten Oberfläche des zu ätzenden Körpers erzielt wird.
Würde die durch die Erfindung vorgeschlagene Bedingung nicht eingehalten werden, so würde die Abätzung des Halbleiterkörpers 2 sich etwa entsprechend der gestrichelten Linie 5 vollziehen (nur für die linke Körperhälfte dargestellt), vorausgesetzt, daß der spezifische Widerstand des zu ätzenden Halbleiterkörpers größer ist als der des Elektrolyts. Wäre dagegen der spezifische Widerstand des Halbleiterkörpers kleiner als der des Elektrolyts, so wäre umgekehrt die Abätzung an den der Kathode zugekehrten Stellen stärker als an den weiter entfernt liegenden. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt somit darin, daß ein ursprünglich planparallel geschliffener Körper, wie er für Halbleiterzwecke häufig benötigt wird, nach erfolgter Ätzung keine planparallelen Flächen mehr besitzt.
Demgegenüber kommt bei Ätzung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Abtragung des Materials zustande, wie sie durch die strichpunktiert ausgeführte Linie 6 gegeben ist (nur für rechte Körperhälfte dargestellt). Dies ist dadurch bedingt, daß der elektrische Widerstand für sämtliche Strombahnen und damit die Ätzstromdichte für alle Oberflächenpunkte des Körpers nicht mehr verschiedene Werte besitzt, sondern überall gleich groß ist. Die Planparallelität der Oberfläche des zu ätzenden Körpers bleibt somit bei dem angegebenen Beispiel erhalten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur anodischen Atzung von halbleitenden Körpern durch Eintauchen des zu ätzenden Körpers in ein elektrolytisches Bad, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektrolyt verwendet wird, dessen spezifischer Widerstand gleich dem spezifischen Widerstand des zu ätzenden Körpers gewählt wird.
2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, gekennzeichnet durch eine,derartige Anordnung der Elektroden, daß der anodische Anschluß an der von der Kathode am weitesten entfernten Stelle des zu ätzenden Körpers befestigt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: » Galvanotechnik (früher P f a n h a u s e r) «, 1949, S<294 und 295; Zeitschrift »Proceedings of the IRE«, Dezember 1953 S. 17o6 bis 17o8.