DE1621510A1 - Loesungsmittelgemisch mit Salpetersaeure und Flusssaeure zum nasschemischen AEtzen von Silizium - Google Patents

Description

Lösungsmittelgemisch mit Salpetersäure und llußsäure zum naßchemisehen Ätzen von Silizium

Bei der Herstellung von Silizium-Bauelemente, insbesondere von integrierten Schaltkreisen ist das naßchemische Ätzen des Siliziums häufig ein wesentlicher Verfahrensschritt. Die gewünschten Ätzeffekte sind unterschiedlich und erfordern entsprechend verschiedene Ätzlösungen und Ätzmethoden. Beispielsweise sind Ätzmittel bekannt, die Kristallbaufehler zu erkennen erlauben. Andere Ätzmittel dienen der formgebung von Bauelementen.

Eine grundsätzliche Aufgabe der naßchemischen Ätzungen in der Technologie vieler Silizium-Bauelemente ist die Schaffung hinreichend ebener oilizium-Oberflachen, auf denen keine von mecha-

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nischer Bearbeitung herrührende Kristallstörungen" auftreten. Es soll daher eine Atzlösung geschaffen werden, mit deren Hilfe die Oberflächenschicht gesägter oder gesägter und dann geläppter Silizium-Körper, z.B. Silizium-Scheiben in einem einfachen '/erfahren, naß chemisch abgetragen werden kann. Diese Abtragung soll die durch mechanische Bearbeitung wie Sägen oder Läppen hervorgerufenen Kristallstörungen (demage-Schicht) entfernen und eine für die weitere Bearbeitung hinreichend 'ebene und spiegelnde Überfläche liefern.

Weiterhin soll die Aufgabe gelöst werden, eine geläppte und eventuell bereits polierte Scheibe üblichen Durchmessers (z.B. 18. eis 53 mm) durch Abtragung einer Schicht von z.B. maximal 400 /U auf naßchemischem Wege nicht nur zu polieren, sondern auch plänparallel zu machen b,zw. eine schon vorhandene Planparallelität zu erhalten. ■ . . ■ "

Unter allen bekanntgewordenen sauren oder alkalischen Atzlösungen erlauben es nur Ätzmittel des Systems Salpetersäure/Flußsäure/ Verdünnungsmittel (wie Wasser oder Essigsäure), auf gesägten oder geläppten Scheiben polierte Oberflächen zu erzeugen. Diese Ats- ' mittel," die z.3.'acht Volumenteile' Salpetersäure '(konz. YJiQ-, 05'/') und.'ein Volumenteil Flußsäure "(konz. HP, 40 ^) enthalten können, runden .beim Ätzen unter üblichen Bedingungen" Silizium- ·^; scheiben erheblich'. So kann sich nach naßchemischer Abtragung' von insgesamt etwa 200 /u' in einem Salpetersäure-Flußsäuregenisch geeigneter Zusammensetzung die. Stärke einer zunächst planparallelen geläppten Scheibe mit einem Durehmesser von etwa 20 mm in der

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:,;ΐv^e und?, am Band um ca. TO bis 50 /U unterseiieiden. Stets wird ^eobuciitet, daß die Randgebiete dünner sind als; .-die. Mitte der scheibe. Itetbei nimmt die Dicke der Scheibe - sofern Silizium * ■■ rait nicht zu homogener "verteilung von Dotierstoff vorliegt - zunächst stetig von der Mitte zinn; Rand hin ab knd verringert:sich 'dnnn unmittelbar am Rand stärker" als vorher»; tfegen dieser Erscheidung kann, wenn- ebene,, polierte,störungsfreie Silizium-. uoerfxii'chcn gefordert sind_r meist nicht auf larigwifriges mechanisches Schleifen und Polieren verzichtet v/erden. Bestimmte Herst, ellungs verfahren von Bauelementen, wie z.B. "die^Epic-Technik¹¹ lassen sich jedoch nur "bei planparalleler Abtragung von etwa 200 /U starken Siliziumschichten durchführen.* ~

Der Erfindung lag aie'weitere Aufgabe;zugrunde,.in die chemische Heaktion des Ätzens von Silizium (Si) mit liNO.-HP-iaemischen so ~ einzugreifen, dai3 ζ^B. eine Rundung eines anfänglich ebenen 3ilίziumkörpers vermieden; oder doch v/enigstens: verringert wird, ohne daß die für die Herstellung"von Bauelementen nötige geringe Rauhigkeit der geätzten Silizium-Qberflache verlpren: wird.

Hierzu ist es förderlich, zunächst eine-Erklärung für die bisher auftretende Rundung, z.B.: .Scheibenrundung zu finden. In fast : allen Arbeiten über das Ätzen von Silizium mit HliO-j-HP-Gemischen jjä. 3. "II. Robbins und B. Schwartz in Jv Electrochem. Soc. 106, (1959), J. Electrochem. Soc> 10?,;108 (I960) Und' J. Electrochem. Soc. '.Oq:,- 565 (1961ij wird berichtet, daß die Reaktion- autökata-Iytisch verläuft, Oxydation von Silizium erfolgt im wesentlichen '. nicht durch Salpetersäure.-(HJfO-,) sondern - hier werden verschiedene

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Theorien gebracht - salpetrige Säure (HFOp) oder Stickoxide, aeren üxidationszahl kleiner 5 ist. Diese Oxydationsmittel entstehen in größerer Menge aus der Symproportionierung von salpetriger und Salpetersäure, sobald Spuren von HNOp durch die■ sehr langsam verlaufende Oxydation von Silizium mit HNO, gebildet worden sind. Es entsteht so über der Siliziumoberfläche eine dünne Schicht anderer Zusammensetzung als die der Restlösung. Diese "reaktive Schicht" enthält Stickoxide wie NOp bzw. IJpO₁, NpO-z, NO und mit ihnen im Gleichgewicht stehende f salpetrige Säure. Diese Verbindungen, die Stickstoff mit Oxidaticnszahlen kleiner als fünf enthalten, oxidieren Silizium rasch, ihre Reduktionsprodukte werden durch Salpetersäure der großen Löaungsmi't te !menge regeneriert.

Bei salpetersäurereichen HNO^-HF-Gemischen wird die Geschwindigkeit der Siliziumauflösung durch die Diffusion von Flußsäure durch die reaktive- Schicht, sowie durch die Bildung und Diffusion 2 —

von SiIV in das Lösungsmittel bestimmt. Obwohl über die Dicke der reaktiven Schicht über-der Siliziumoberfläche keine genauen .-.n^aoen gemacht werden können, diese Schicht also möglicherweise nur 0,1 - TO /U stark sein kann, wird man annehmen müssen, daß die Form, dieser Schicht die Form der zu ätzenden Siliziumfläche nicht wiedergibt. Die Form der reaktiven Schicht wird vielmehr nach den Strömungsverhältnissen unterschiedlich gekrümmt sein und zwar umso stärker, je dicker die Schicht ist. Es ist weiterhin anzunehmen, daß die Verringerung der Dicke, der reaktiven Schicht am Rand der Siliziumfläche, z.B. der Rand einer Slliz-ium« scheibe,'. die Diffusionszeit; von Flußsäure zur Fläche während des

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Ätzens verkürzt und so die Rundung der Fläche herbeiführt.

Die ivrfindung bezieht sich auf ein Lösungsmittelgemisch mit Salpetersäure und Flußsäure zum naßchemischen Ätzen von insbesondere planparallelen gesägten und/oder geläppten Siliziumflächen und besteht aarin, daß dem Gemisch mindestens ein Zusatz beigefügt· ist, der mit salpetriger Saure und gegebenenfalls über die chemischen Gleichgewichte von Stickoxiden mit salpetriger Säure mix Stickoxiden reagiert* .

Gemäß v/eiterer Erfindung kommen als solche Zusätze primäre oder sekundäre aliphatische und aromatische Amine*, einfach oder nicht X-substituierte Säureämide, Hydrazin und Hydroxylamin sowie ihre Derivate und Salze, und alle die S-N-Verbindungen, die NH= oder KHp-Gruppenenthalten, in Frage.

Beispielsweise können Hydrazin bzw. ein Hydrazinsalz, Harnstoff bzw. ein Harnstoffsalz wie Harnstoffnitrat, Cyelohexylamin oder Gelatine als Zusatz verwendet werden. . ■- - ■

Die Zusätze können mit Vorteil derart ausgewählt und in solcher .^enge dem Lösungsmittel beigegeben werden, daß die Abtragungsgeschv/indigkeit,zum Rande einer Scheibe und entfernt von diesem im v/esentlichen gleich groß sind. Stattdessen oder gleichzeitig kann mit Vorteil die Dicke der reaktiven Grenzschicht durch Veränderung ihrer Zusammensetzung soweit verringert werden, daß eine Krümmung dieser Grenzschicht zum Scheibenrand hin vernachiäi.sigbar klein wird. -

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.-.:>y:vj kmn es zur erfindur.gegemäßen Lösung der Aufgabe, das Äj.^vei-h.:ii ten des- Lösungsmittels Jalpe «er.3äure/?l<iiosu.:?s gc^i^- üb'er Silizium zu variieren, vorteilhaft sein, die Strömungsverhältnisse in der Ätzlösung[während des Ätzvorganges 'einzustellen, die- die Begrenzung der reaktiven Schicht zur restlichen Ätzlösung bis in die Nähe des Randes der Scheibe parallel zu dieser gestalten. Insbesondere hat es sich als günstig erwiesen, in der Ätzlösung während des Ätzens derartige Strömungsverhältnisse, insbesondere durch Relativbewegung von Ätzmittel und Siliziumscheibe einzustellen, daß die Grenze einer auf der Siliziumscheibe gebildeten, reaktiven Schicht aus Stickoxyden im Gleichgewicht mit salpetriger Säure zur restlichen Ätzlösung in der Nähe des Randes der Scheibe parallel zu dieser verläuft.

Mit dem.erfindungsgemäßen Ätzmittel wird bequemerweise bei Zimmertemperatur bzw. leicht erhöhter Zimmertemperatur, insbesondere bei 20 bis 25° C, geätzt.

Unter der Vielzahl chemischer Substanzen, die erfindungsgemäß_s als Zusatz, angewandt werden können, sind zur Erläuterung weiterer Einzelheiten der Erfindung vier Beispiele, nämlich Hydrazin,' Harnstoff,.. GyclOhexylamin und Gelatine ausgewählt worden. An Hand dieser Beispiele wird die V/irksaaikeit der erfindungsgemäßen^ Zusätze zu Salpetersäure:.Fluß.säuregemi3chen, beim Siliziumätzen angegeben.

Eine.vergleichende Betrachtung des Ätzverhaltens erfindungsgemäß modifizierter ,Lösungsmittel ist wegen des starken Einflusses der Strömungsart während des Ätzvorganges nur möglich, wenn stets

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unter vergleichbaren Bedingungen geätzt wird« Ändert man die, Probenbewegung, so erhält man auch anderes:; Atzverhalten ein und desselben;Lösungsmittels, Es: hat sich,jedoch gezeigt, daß die modifizierten Ätzmittel entsprechend ihrem Ätzverhalten;in einer Keihenfolge angeordnet werden können, die bei verschiedenen Bewegungsurten der Siliziumproben gleich bleibt. .

?ür iie; Ausführungsbeispiele wurden Ätzinittel und Proben in exiiein^:£aumier bei konstanter Leistung bewegt. Die flüssigkeit führte hierbei eine Bewegung aus,- wie sie etwa der ,einer/zum Titrieren im Erlenmeyerkolben bewegten Lösung entsρricht> Eine in die Plüssigkeix gebrachte., kreisrunde. Scheibe· rollte dann mehr oder minder schnell, aufrecht entlang der" Gefäßwand..

In eleri folgenden vier Beispielen sind die Ergebnisse zahlreicher Ätzversuche zusammengestellt.'.--■ '.---" ■ ν

l. Beispiel: Hydrazin, ifpH. ."■;_,. _{; :} "."-...".

Eydraziß bzw.. seine Salze können- in ΚδΓΰ-,-HP-Gemischen ^die chemische Lösung von Silizium sehr: verlangsamen. Bereits 2 g .(,Hr .ESO. in 100 ml ΚϊίΌ-,-KP-Gemisch beliebiger Zusammensetzung verhinderten in den Versuchen die Auflösung von-Si gänzlich, insbesondere -dann, wenn die -.Siliziumprobe im Ätzmittel bewegt •Mui'äe. Bei ruhender Probe kann es zum Aufbau einer reaktiven Schicht kommen, deren Stickoxide und salpetrige Säure von im Atzmittel gelösten Hydrazln-riur relativ langsam reduziert werden können, so; daß merkliche Lösung von Silizium unte-rbleibt.

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'Kit 0V5 g N₂K₅ HSO. in TOO ml KNO₃-HF ergab, sich bei 20° folgendes Ätzverhalten: In Ätzmitteln mit mehr als 70 Vol.7« konz. Ou-, erhielt man nahezu die gleichen Ätzraten wie mit nicht erfinaungsgemäß modifizierten" Säuregemischen. Im Gebiet zwischen 45 und 70 Vo..5» konz. HKfO-, waren die Ätzraten erniedrigt. Das Maximum der Ätzgeschwindigkeit trat in modifizierten Ätzmitteln zwischen 42 und 45 Vol.$ konz. HIiO, auf. Die Stärke einer Siliziumscheibe wurde nach 1 min Ätzzeit um etwa 230 /u vermindert. In Ätzmitteln mit weniger als 35 Vol.^l· konz. KKO, fand keine Lösung von Silizium mehr statt»

Zusätze von Hydrazin oder seiner Salze zu HNO^-HF-Gemisehen sind erfinaungsgemäß vor allem in zwei Fällen interessant:

(1) zum raschen Anhalten einer stattfindenden chemischen Ätzung, indem Hydrazin dem Säuregemisch nach gewünschter Zeit zugegeben wird j. . .

(2) zur Lösung anderer auf die Siliziumprobe- aufgebrachter Schichten (z.B. Metallen) in ΗΝΟ,-HF-Gemisehen, ohne daß Siliziura gelöst wird. Dazu kann das Hydrazin oder seine Salze bereits bei Beginn der Ätzung dem Säuregemisch beigegeben werden,

2. Beispiel; Harnstoff, OC(NH₂)₂' ^ Harnstoff, das Diamid der Kohlensäure, bildet mit Salpetersäure .ein in V/asser nur mäßig lösliches Salz 0C(NH_o)_o * HNO_v. In KNO -haltigen wässrigen Lösungen nimmt die Löslichkeit von'

Harnstoffnitrat weiter ab. . ■■■"-"

Im Beispiel waren bereits 5 g Harnstoff als Harnstoffnitrnt.

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in 176 inl'HNO, und 22 ml HP bei 25° nicht mehr vollständig löslich. Dieser beschränkten Löslichkeit wegen ließ sich die Iösungsgeschwindigkeit von, Silizium durch Harnstoff in HNO..,-HP-Gemischen nicht sehr stark erniedrigen. Durch Zusatz größerer !.!engen Harnstoff zum* Ätzmittel nahm jedoch die Ätzrate langsam ab, da der mit salpetriger Saure verbrauchte Harnstoff umso schneller nachgeliefert wurde, je mehr ungelöstes- Harnstoffnitrat vorhanden war. So sank die Ätzgeschwindigkeit" an einer geläppten Gilizium-überflache in einem Gemisch von 352 ml konz. HNO., und 44 ml konz. HP bei 24⁰G von 10 /u/rnin bis 8 /u/min, wenn dem Ätzmittel 32 g Harnstoff als OC(NHp); HNO zugegeben wurden. Dieser geringen Beeinflussung der Ätzrate stand jedoch eine Verminderung der-Scheibenrundung beim Ätzen gegenüber.

Fig. 1 zeigt.uberflächehprofiie a bis f von Siliziumscheiben, wie sie nach naßchemischer-Abtragung von etwa 120 /U gemessen wurden. Die Scheiben Waren vor dem Ätzen-mit Barton-Granat eben geschliffen worden.' Die Zahlen an den Profilen der Pig. I geoen die Menge Harnstoff in Gramm an, die in Form von Harnstoffnitrat Gemischen aus 176 ml konz. HNO, und 22 ml konz. HP zuge- geoeä. war. Die Temperatur des Ätzmittels betrug 24° Ö, die Ätzzeit um 13 min.- .-: . :

Die zunächst planparallelen, ebenen Basisflächen der zylindrischen ocheiben erschienen nach dem Ätzen mehr oder minder .konvex gewölbt. Im herkömmlichen nichtmodifizlerten Äirismittel betrug die in Pig. 1a schematisch gezeichnete Aufwölbung mehr als 50 /U, nachdem eine 120 /u starke Schicht (gemessen in der Scheibenmitte)

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abgetragen worden war. Mit erfindungsgemäß beigefügter, zunehmender Harnstoifmenge v.'urde. die Aufwölbung der geätzten Scheiben geringer (Fig.- 1b bis e); schließlich war die über-' fläche leicht.(konkav) ausgehöhlt (Pig. 1f).

Auffällend war, daß selbst bei geringen Ivlengen zugesetzten Harnstoffs der ocheibenrand erhaben, blieb. Die Differenz "der Hohe des Profils in der iviitte der Scheioe und 2 mm von ihrem l\und entfernt betrug VT, 9, 3o» 0.5, 2.5 und -2.5 /u bei ZuSätzen von Harnstoff als OC(NKg)₂ · BEO^ von 0, 12, 15,- 18, .20 und 22g zu 200 ml Ätzmittel· bei einer Aotragung von 120 /u.. In der gleichen. Reihenfolge wurde die Politur der geätzten Flächen weniger gut. Vahrend die ersten drei Proben (Fig. 1a bis Ic) spiegelnde überflächen besaßen, zeigten die anderen Proben (Fig. 1d bis Tf) nur mehr oder minder spiegelnden Glanz, sowie mikroskopische Struktur. Beim Ätzen in jedem der angegebenen ■ erfindungsgemäß modifizierten Lösungsmittelgemische wurde die Politur der Siliziumoberfläche zunächst umso besser" je mehr Silizium abgetragen wurde. Sobald jedoch von der geläppten Siliziumoberfläche eine Schicht von etwa 200 /u entfernt worden' war, veränderte sich- die Politur der Oberfläche nur hoch gering-.fügig. . ·'■.■■- - - '. ■

3. Beispiel; Cyclohexylamine HpS '"""CgH₁₁" Zusätze des primären Amins HpN ~. CgH₁₁ zu Mü--HF-Gemischen senkten die Ätzrate für Silizium erheblich bei guter Polierwirkung. Die Ätzgeschwindigkeit in 176 ml konz. H&ö-, und 22 ml' konz. HF mit Zusätzen von 10 bzw. 35 ml Cyclohexylamin bei 24°

betrug 6 bzw. 3 /u/min. V/urde in einem Ätzmittel, bestehend aus

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176 .ϋΰ;. HXO₃*: 22: ml EF; und-20 ml Ε^ίί · CgH₇₁ -eine/Schicht von VOO /U abgetragen, so-"war-.-die Politur der geätzten 3iliziumo"ber als die einer ;Pro:be_:, von der- ebenfalls:, eine

iJehichr yon TOO ^u mit Hilfe des nicht erfindungsgemaß modifislerten;_:Atzmittels (176

Sie Weliigkeit der im modifizierten Ätzer erhaltenen Probe war kleiner als 0.5 /U, -"'aie,- Rauhigkeit kleiner■■ als-,O:?.-?":/U» *■- ^> -.

Die: Profile von 3 ch ei ben, ■".', die runter Zusatz von Syclohexylamin in IßTo-.^H?-Geraisehen geätzt. \vnirde , glichen-weitgehend denen des folgenden 4. Ausführungsbeispieres:. Vie im vorangegangenen 2. Beispiel führte hoher iuninzusiatz (35 ml Köif * G^H^-. zu 176 ml £ 22 mX EP) zu ^erhöhter Rauhigkeit. Die durchs Ätzen ent-

:ind.enen Oberflächen .zeigten Glanz und mikraskopiscne Struktur..

L. 3eispiel;;;Gielatine : -'/. "■--"" .-" .-'- " "..-.- .;."-.'---_ ·.- . /' - ." Gelatine .ist: in Eu O ^-HP-Gemischen rasch, löslich." Je nach Art. ^: aoG: verv.^rendeten Produktes trat^^ schneller oder langsamer Hydrolyr« ein, ^dIe zu" kleiner en Peptidketten und den sie aiif bauenden Aminosäuren f (ihr "te. Bo ergab sich ein- reproduzierbares Ätzverhaiten, wenn die Suspension von Gelatine im Ätzmittel"etwa TO min bis zur völligen Lösung üer Gelatine gerührt wurde. In 176 ml konz. ΗΧΟ- una:22 ml konz. HP hei -24° C wurden bei Zusatz von 8, 16, 20, 24:und 28 g Gelatine Ätzgeschwindigkeiten für Silizium von 6.2-,-;^:;$.6;_r 4.8, 4.6 und; 4^2 -/U/^nin. gefunden. Gelatine ist also zurv-Verminderung der Ätzraten von Mliziüm in ΗΝΟ,-KF-Ge-: mischen geeignet. ; . . « ; :..-.- ·■'.:■■■ _: ^:;

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Die Figuren 2b bis 2f zeigten Oberflächenprofile von Siliziumproben, von denen Schichten von etwa 80 yu Stärke durch Ätzen im erfindüngsgemäß mit Gelatine modifizierten Lösungsmittel abgetragen worden sind. Die Fig. 2a entspricht der Fig. 1a. Die Zahlen an den Profilen geben 'die Menge Gelatine in Gramm an-, die zu 176 ml konz. HNO, und 22 ml konz. HF gegeben worden waren. Temperatur des Ätzbades betrug 24° C, die Ätzzeit etwa. To min. . - ■

Die Differenz der Profilhöhen in Scheibenmitte 'und 2 mm vom Rand entfernt betrug fü-r die in Fig. 2 a bis f angeführten Proben von ober, nach unten 17, 8.5, 7.0, 3.5> 3.5,· 4.0 yu. Alle Proben, die im mit Gelatine modifizierten Ätzmittel abgetragen wurden, besaßen einen erhöhten Rand. ' -- ■

Hier wie im 2. Beispiel (Hydrazin) nahm die Güte der Politur mit steigendem GeIatinezusatz ab. Sie wurde' bei allen Zusammensetzungen der Lösungsmittel im wesentlichen nicht mehr verändert, sobald Schichten von 50 Ai Stärke von geläppten (z.B. mil; Barton-Granat) Scheiben entfernt worden waren. Bei Abtragung einer Schicht von 100 /u Stärke in 176 ml HNO*, 22 ml HF, 8 g Gelatine betrug die Welligkeit der geätzten Siliziumoberfläche weniger als 0.5 /U, die Rauhigkeit war kleiner als 0.1 /u. -

.ds ergibt sich .aus diesen chemisch Weit auseinanderliegenden

Beispielen und zahlreichen Versuchen» daß das bekannte System

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Kiiü~-HF-Verdünnungsfflittel zum Ätzen von Silizium durch Zusätze in seinem Ätzverhalten erfindungsgemäß modifiziert werden kann. Die Zusätze bestehen aus Verbindüngen, die mit HNOp und.Stick- oxiden zu reagieren vermögen und stellen primäre und sekundäre Amine, Säureamide und"Aminosäuren dar, und sind sowohl der Gruppe der organischen wie der anorganischen· Verbindungen zugehörig«

Das erfiridungsgömäße Lösungsmittel bzw. das erfindungsgemäße ■/erfahren kann mit großem Vorteil bei der Hersteilung von Halblei uerbauelementen nach, der sog. Epic-fechnlk angewandt werden. ■\^Tach. dieser Technik hergestellte Bauelemente enthalten ein oder j.ehrere aktive Bereiche, die einkristallin sind und dotiert und mit pn-Üoergängen versehen sein können. Diese aktiven Bereiche sind i.a. gegeneinander und vom insbesondere polykristallinen Halbleitergrundkörper durch Oxidschichten getrennt (isoliert)·

Anhand eier schematisch gezeichneten Figuren 3 bis 5,: in denen . gleiche Teile gleich bezeichnet sind, wird die Bedeutung: deserfindungsgemäßen Lösungsmittels für die; Technik-des gleichzeitigen Herstellers einer Vielzahl der genannten Bauelemente aus einer Siliziumscheibe als Beispiel.erläutert, - .

t" wird bei einem Ausführungsbeispiel eine einkristalline ' Jlliziumscheibe 50 gemäß Fig. 3, z.B.mit einer Mä3kentechnik, mit geätzten Graben- 51 ζ.3. unter iVnwendung des.erfindungsgemäßen Lösungsmittels versehen. Die Gräben können ein beliebiges gewünscht teo Muster auf der Halbleiterfläche bilden. 3ie können als Begrenzung ganzer .Bauelemente (in der Siliziumscheibe) öder auch

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von Teilbereichen eines Bauelementes vorgesehen -sein und z.B. 10 bis 20 /α tief "sein. Nach der Herstellung, der Gräben wird die Siliziumscheibe vorzugsweise ganz oder zumindest auf der Fläche " mit den Gräben mit einer Oxidschicht 52 versehen, derart, daß auch die Gräben mit Oxid gefüllt sind. Danach wird auf die Oxidschicht der.Fläche mit den Gräben meist eine Siliziumschicht 53, z.3. polykristallin, aufgewachsen.

Daraufhin wird die so vorbereitete Halbleiterscheibe, die eine beliebige Form (rund oder eckig) haben kann, von der einkristallinen Unterseite 54 her im allgemeinen abgeätzt. Bei diesem Atz- · schritc ist das erfindungsgemäße Lösungsmittel besonders vorteilhaft. Da nämlich die einkristalline Siliziumscheibe 50 meist bis auf die Sohlen der Gräben 51 - also etwa bis zur Linie' 55 in Fig. 4 - abgeätzt werden soll, ist es sehr zweckmäßig, die Ätzung so zu führen, daß das Halbleitermaterial auf der ganzen Fläche überall gleich schnell geätzt wird. Würde beispielsweise am Scheibenrand schneller geätzt als in der.Mitte der Scheibenfläche - also etwa längs der gestrichelten Linie 56 in Fig. 3 -, so wären die Bauelemente in der Mitte der Scheibe noch gar nicht freigelegt, während die aktiven, einkristallinen Bereiche am Rand der Scheibe schon fast weggeätzt sind.

Da die - in Fig. 4- mit 57 Dezeichneten - aktiven Bereiche häufig nur etwa 10 /U dick sind, kommt es bei diesem Verfahren auf sehr große Gleichmäßigkeit der Ätzung auf der Siliziumfläche an. Die Anwendung des erfindungsgemäßen Lösungsmittels bzw. des Verfahrens hat sich dabei ausgezeichnet bewährt.

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?:.£, 5 kann als Schnitt längs der Linie V-T von Pig. 4 angesehen woraen. ^"Fig.» 5 zeigt eine schematisch gezeichnete. Aufsicht einer erfii.d-urigsgcxnjIS abgeätzten Siliziumscheibenflache, auf der durch Atzung die Sohlen der Gräben 52 und die aktiven Bereiche 57 freigelegt worden sind, ._. -."■·.- ;

Die erfindungsgemäßeModifizierung des Ätzverhaltens bekannter Ätzmittelybedeutet einen großen-Portschritt in der Teeiinologie der Siliziun-Bauelemente. Burch die Erfindung Werden wertvolle Kittel une§ Verfahren zur Verringerung oder Vermeidung" der Scheibenrundung beim Ätzen von Siliziumproben mit anfangs geläppteji oder polierten, ebenen Oberflachen,/also Oberflächen ohne Kristall-Störungen, gesckaffen.

7 Patentansprüche
5 Figuren.

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Claims (1)

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   Patentansprüche . ■ " jv$ -

   1. Lönungsmittelgemisch rait Salpetersäure und Flußsäure zum naßchemischen Ätzen von, insbesondere planparallelen, gesägten und/oder geläppten Giliziumkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch mindestens ein Zusatz beigefügt ist, der mit salpetriger Säure und gegebenenfalls über die chemischen Gleichgewichte von Stickoxiden mit salpetriger Säure mit Stickoxiden reagiert.

   2. Lösungsmittelgemisch nach" Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusätze primäre oder sekundäre aliphatische oder aromatische Amine, einfach oder nicht N-substituierte Saureamide, Hydrazin und Hydroxylamin sowie ihre Derivate und Salze und alle die S-N-Verbindungen, die NH= oder ITHp-Gruppen enthal.ten, vorgesehen sind. -

   5. Lösungsffiittelgemisch nach den Ansprüchen! und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz Harnstoff oder ein Harnstoffsalz wie Härnstoffnitrat ist. - ""

   4. Lösungsmittelgemisch nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz Cyclohexylamin ist.

   5. Lösungsmittelgemisch nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch, gekennzeichnet, daß der Zusatz Gelatine ist.

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   ο. Verfahren zum Ätzen von Sillziumsch-eiben.tfi^->irieni--..Lt)sun-gsrr.l-jrelgemlsGh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß In aer Auslösung während des Ätzens derartige StrÖmungsverhäl-cnisse, i.c3oeüonctere durch Relativbewegung von Atzmittel und Siliziumachoibe, eingestellt werden:, daß die Grenze einer auf der Scheibe gebildeten reaktiven Schicht; aus Stickoxiden im"Gleichgewicht mit salpetriger Säure zur restlichen Ätzrösurig parallel zu der SeheIbenflache verläuft. :.--■"■ \ ;

   7. Anwendung des Lösungsmittels nach einem oder mehreren der vorh-ergehendBn Ansprüche zur gleichzeitigen -Hers:tellung einer '/ielzahl von ailizlumbauelementen mit einkristalMnen gegebenenfiills dotierten, aktiven Bereichen_t die durch Oxidschlehten vom Haibleltergrundkörper des Baiielements getrennt \sind (epic-Technik), dadurch gekennzeichnet, daß .eine auf einer Fläche; mit einem Grabenmus-ter versehene und oxidierte, einkristalline oiliziumscheibe nach Aufwachsen des Grundkörpers auf die; oxidierte -Graoenflache von der dieser gegenüberliegenden Fläche her bis- auf die Graoens'ohlen abgeätzt wird* -/- ν ;v ; ■

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