DE1271838B - Method for doping semiconductor bodies - Google Patents
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.:Int. Cl .:
HOIlHOIl
Deutsche Kl.: 21 g -11/02 German class: 21 g - 11/02
Nummer: 1271838Number: 1271838
Aktenzeichen: P 12 71 838.6-33 (S 61298)File number: P 12 71 838.6-33 (S 61298)
Anmeldetag: 12. Januar 1959 Filing date: January 12, 1959
Auslegetag: 4. Juli 1968Open date: 4th July 1968
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Dotierung von Halbleiterkörpern mit einem Dotierungsstoff zur Erzeugung einer Zone im Halbleiterkörper vom elektrischen n- oder p-Leitungstyp und dadurch eines Übergangs von ohmschem oder mit pn-Charakter, indem der in die Halbleiterschicht einzudiffundierende oder einzulegierende Stoff durch einen elektrischen Niederschlagsprozeß auf den Halbleiterkörper aufgebracht wird. Dieses Verfahren kann insbesondere bei der Herstellung von Flächengleichrichtern bzw. Flächentransistoren angewendet werden und ist auch zum Anbringen von Kontaktelektroden an Halbleiterkörpern geeignet.The invention relates to a method for doping semiconductor bodies with a dopant for generating a zone in the semiconductor body of the electrical n- or p-conductivity type and thereby a transition of ohmic or pn-character, in that the into the semiconductor layer Substance to be diffused or inlaid by an electrical deposition process on the semiconductor body is applied. This method can be used in particular in the manufacture of surface rectifiers or area transistors are used and is also used for attaching contact electrodes suitable on semiconductor bodies.
Bei den üblichen Verfahren zur Dotierung von Halbleiterkörpern mit Störstellen bestimmten Leitungscharakters wird im allgemeinen von einei Diffusion oder von einem Legierungsvorgang Gebrauch gemacht. Hierbei ist es meist üblich gewesen, das Dotierungsmaterial in Form einer Folie auf den Halbleiterkörper aufzubringen und anschließend dann den Diffusions- bzw. Legierungsprozeß durch thermische Behandlung durchzuführen. Auch ist es bekannt (bekanntgemachte Unterlagen zum deutschen Patent 976 348), das Dotierungsmaterial vor dem Diffusionsprozeß durch Aufstreichen, Aufdampfen oder durch elektrischen Niederschlag auf die Oberfläche des Halbleiterkörpers aufzubringen. Bei der Durchführung eines solchen Verfahrens hat sich aber gezeigt, daß der im Halbleiterkörper gebildete Übergang eine sehr unregelmäßige Grenzfläche annehmen kann, wodurch dann die Durchschlagsfestigkeit einer auf diese Weise hergestellten Halbleiteranordnung, wie eines Flächengleichrichters mit pn-übergang, ζ. B. auf der Basis eines Halbleiters aus Germanium oder Silizium, wesentlich gegenüber den erwarteten Werten herabgesetzt werden kann.With the usual methods for doping semiconductor bodies with impurities of a certain conduction character generally use is made of diffusion or an alloying process made. It has mostly been customary to apply the doping material in the form of a film to the Apply semiconductor body and then then through the diffusion or alloying process perform thermal treatment. It is also known (published documents on the German Patent 976 348), the doping material before the diffusion process by painting, vapor deposition or to be applied to the surface of the semiconductor body by electrical deposition. In the Carrying out such a method, however, has shown that the transition formed in the semiconductor body can assume a very irregular interface, which then reduces the dielectric strength of a semiconductor device manufactured in this way, such as a surface rectifier with pn junction, ζ. B. on the basis of a semiconductor made of germanium or silicon, significantly compared to the expected Values can be reduced.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß diese nachteiligen Erscheinungen vermutlich darauf zurückzuführen sind, daß die die Oberfläche des Halbleiters berührende Oberfläche der aufgebrachten Folie aus Dotierungsmaterial sich nicht in dem erwünschten reinen Zustand befindet und gegebenenfalls eine Oxydhaut trägt, die bei der Durchführung des Diffusions- bzw. Legierungsprozesses im Rahmen einer thermischen Behandlung dann dazu Anlaß geben kann, daß das Material in dieser Oxydschicht seine ihm vorher zueigene Oberflächenspannung verliert. Es kann dann zur Bildung von Nestern an der Grenzfläche zwischen dem schmelzflüssig werdenden Dotierungsmaterial und dem Halbleitermaterial kommen. Der Eindiffusionsprozeß bzw. Legierungsprozeß schreitet dadurch Verfahren zur Dotierung von HalbleiterkörpernThe present invention is based on the knowledge that these disadvantageous phenomena presumably due to the fact that the surface in contact with the surface of the semiconductor the applied film of doping material is not in the desired pure state and optionally carries an oxide skin, which when the diffusion or alloying process is carried out as part of a thermal treatment can then give rise to the fact that the material in this oxide layer has its own surface tension before loses. It can then lead to the formation of nests at the interface between the molten doping material and come from the semiconductor material. The diffusion process or alloying process proceeds through it Method for doping semiconductor bodies
Anmelder:Applicant:
Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, 8520 Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Siemens Aktiengesellschaft, Berlin and Munich, 8520 Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Dr. rer. nat. Herbert Sandmann, 8000 München; Dr. phil. nat. Richard Dötzer, 8500 Nürnberg --Dr. rer. nat. Herbert Sandmann, 8000 Munich; Dr. phil. nat. Richard Dötzer, 8500 Nuremberg -
derart unregelmäßig in dem Halbleiter fort, daß es in diesem zu einer nicht der gewünschten Form entsprechenden Grenzflächenbildung an dem Übergang kommt, die entgegen der angestrebten möglichst glatten Form Spitzen, mindestens aber Erhöhungen aufweist. Es ist dann die erwartete Dicke des nicht durch den Diffusionsvorgang bzw. Legierungsprozeß behandelten Teiles zwischen den Übergangsstellen der beiden dotierten Zonen des Halbleitermaterials nicht gewährleistet.so irregularly in the semiconductor that it does not have the desired shape corresponding interface formation at the transition comes, which is contrary to the desired as possible smooth shape peaks, but at least has elevations. It is then not the expected thickness of the part treated by the diffusion process or alloying process between the transition points of the two doped zones of the semiconductor material is not guaranteed.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun weiterhin die Erkenntnis zugrunde, daß sich diese Mangelerscheinungen dadurch vermeiden lassen, daß das Dotierungsmaterial auf den Halbleiterkörper durch einen elektrolytischen Niederschlagsprozeß in reinem Zustand aufgebracht wird und somit schädliche Oberflächenschichten zwischen dem Dotierungsmaterial und dem Halbleitermaterial nicht entstehen können.The present invention is now also based on the knowledge that these deficiency symptoms thereby avoid that the doping material on the semiconductor body through an electrolytic deposition process is applied in the pure state and thus harmful Surface layers between the doping material and the semiconductor material do not arise can.
Nach der weiteren Erkenntnis kann es dabei auch zweckmäßig sein, gleichzeitig vorzubeugen, daß nicht nur nachteilige Oberflächenschichten beseitigt werden, die eventuell an dem aufgetragenen Dotierungsmaterial vorhanden sein könnten, sondern auch solche, die an der Oberfläche des Halbleitermaterials selbst gebildet sein können.According to further knowledge, it can also be useful to prevent that not happening at the same time only disadvantageous surface layers are eliminated, which may be on the applied doping material could be present, but also those on the surface of the semiconductor material can be formed themselves.
Zur Lösung der sich hieraus ergebenden Aufgabe wird erfindungsgemäß der Dotierungsstoff auf den Halbleiterkörper elektrolytisch aus einer den Dotierungsstoff in einer chemischen sauerstofffreien Komplexverbindung enthaltenden Verbindung niedergeschlagen. Anschließend wird ein Diffusions- oder ein Legierungsprozeß durchgeführt, um die dotierten Zonen mit der erwünschten Dicke in dem Halbleiterkörper zu bilden. Dem Niederschlagsprozeß kann dabei zur Reinigung der Oberfläche des Halbleiterkörpers ein entsprechender Behandlungsprozeß dei Halbleiteroberfläche vorausgehen. Diese BehandlungTo achieve the object resulting from this, according to the invention, the dopant is applied to the Semiconductor body electrolytically from a dopant in a chemical, oxygen-free complex compound containing compound. Then a diffusion or an alloying process is carried out to form the doped zones with the desired thickness in the semiconductor body to build. The precipitation process can be used to clean the surface of the semiconductor body a corresponding treatment process of the semiconductor surface precede. This treatment
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könnte entweder mechanischen oder chemischen Charakters sein, was aber im ersteren Fall eine nachfolgende Ätzbehandlung gegebenenfalls bedingen würde. Vorzugsweise wird daher vielmehr für die Behandlung der Halbleiteroberfläche ein Behandlungsprozeß mittels eines flüssigen Mittels vorgenommen. Diese Behandlung kann gegebenenfalls unmittelbar mittels der Lösung bzw. Flüssigkeit erfolgen, aus welchem der Dotierungsstoff in reinster Form auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers elektrolytisch niedergeschlagen wird.could be either mechanical or chemical in character, but in the former case a subsequent one Etching treatment would require if necessary. It is therefore preferable for the Treatment of the semiconductor surface made a treatment process by means of a liquid agent. This treatment can optionally take place directly by means of the solution or liquid which the dopant is electrolytically in its purest form on the surface of the semiconductor body being knocked down.
Der Niederschlagsprozeß kann dabei derart gestaltet werden, daß nur bestimmte Oberflächenteile des Halbleiterkörpers mit dem betreffenden Dotierungsstoff versehen werden. Zu diesem Zweck können die anderen Oberflächenteile des Halbleiterkörpers bei dem Niederschlagsprozeß maskiert bzw. entsprechend abgedeckt oder abgeschirmt werden. Dieses Abdecken kann auch durch eine solche Schablone erfolgen, welche dem Dotierungsstoff odei dem Elektrolyten überhaupt nur Zutritt zu dem entsprechenden Oberflächenteil erlaubt. Der Halbleiterkörper kann hierfür z. B. mit seinem entsprechenden Oberflächenteil in der Aussparung einer Wand des Gefäßes liegen, in welchem der Elektrolyt sich befindet.The precipitation process can be designed in such a way that only certain surface parts of the semiconductor body are provided with the dopant in question. To this end you can the other surface parts of the semiconductor body masked or correspondingly during the deposition process covered or shielded. This covering can also be done by such a template, which odei the dopant the electrolyte only allows access to the corresponding surface part. The semiconductor body can do this for. B. with its corresponding surface part in the recess of a Wall of the vessel in which the electrolyte is located.
Der Erfindung liegt weiterhin die Erkenntnis zugrunde, daß bei der Behandlung solcher Halbleiterstoffe im Wege eines Legierungs- bzw. Diffusionsprozesses eine Oberflächenschicht an dem Halbleiterkörper nachteilig sein kann, die sich unmittelbar nach einer an diesem Körper vorgenommenen Reinigung durch einen Ätzprozeß in Form einer dünnen Wasserhaut gebildet haben kann. Es kann daher im Rahmen der Erfindung vorteilhaft sein, einen solchen Elektrolyten, der den Dotierungsstoff enthält, zu benutzen, daß sich bei dem Zusammenkommen des Elektrolyten mit der Wasserhaut ein chemischer Reaktionsprozeß vollzieht, in dessen Verlauf das eventuell als Haut vorhandene Wasser verbraucht ond beseitigt wird.The invention is also based on the knowledge that in the treatment of such semiconductor materials a surface layer on the semiconductor body by way of an alloying or diffusion process which can be disadvantageous immediately after a cleansing carried out on this body may have formed by an etching process in the form of a thin water layer. It can therefore be used in the Within the scope of the invention it may be advantageous to use such an electrolyte which contains the dopant use that when the electrolyte comes into contact with the water skin, a chemical Reaction process takes place, in the course of which any water present as skin is consumed ond is eliminated.
Aus Proc. IRE, Dezember 1953, S. 1706 bis 1708, ist zwar die Herstellung von metallischen Kontaktelektroden durch Elektroplattieren von Halbleiterkörpern in einem aus einem wasserhaltigen Elektrolyten bestehenden Strahl bekannt, in dem die Halbleiterkörper zuvor bei entgegengesetzter Polung geätzt wurden. Dieses Verfahren ist jedoch wegen des Wassergehaltes des Elektrolyten zum Aufbringen von Dotierungsmaterial ohne Ausbildung von schädlichen, aus Oxyden oder Wasser bestehenden Oberflächenschichten zwischen dem Dotierungsmaterial und dem Halbleitermaterial nicht geeignet.From Proc. IRE, December 1953, pp. 1706 to 1708, is the production of metallic contact electrodes by electroplating semiconductor bodies in one of a water-containing electrolyte known beam in which the semiconductor body is previously etched with opposite polarity became. However, this method is for application because of the water content of the electrolyte of doping material without the formation of harmful surface layers consisting of oxides or water not suitable between the doping material and the semiconductor material.
Auch ist bereits vorgeschlagen worden (deutsche Auslegeschrift 1052575), Halbleiterkörper durch Schmelzflußelektrolyse zu metallisieren. Dieses Verfahren kann jedoch in manchen Fällen zum Auftragen von Dotierungsmaterial auf Halbleiterkörper nicht geeignet sein, da die hohen zur Anwendung gelangenden Temperaturen unter Umständen bewirken, daß unerwünschte Verunreinigungen aus dem Material des Schmelzgefäßes in die Halbleiterkörper gelangen und elektrische Eigenschaften des aus dem Halbleiterkörper hergestellten Bauelementes in nicht vorhersehbarer Weise verändern.It has also already been proposed (German Auslegeschrift 1052575) to carry out semiconductor bodies To metallize fused-salt electrolysis. However, in some cases this method can be used for application of doping material on semiconductor bodies should not be suitable, as the high levels of application reaching temperatures under certain circumstances cause unwanted impurities from the Material of the melting vessel get into the semiconductor body and the electrical properties of the Semiconductor body produced component change in an unpredictable manner.
Schließlich sind auch Ionenaustausch- bzw. Zementierungsprozesse zum Herstellen von Metallkontakten auf Halbleiterkörpern bekanntgeworden (deutsche Auslegeschrift 1000533) oder vorgeschlagen Worden (deutsche Auslegeschrift 1100178). Gewisse Dotierungsmaterialien können jedoch wegen ihres stark negativen Abscheidungspotentials nicht durch Zementätion auf Halbleitermaterial abgeschieden werden. Ein Beispiel ist Aluminium, das nicht durch Ionenaustausch auf Silizium ablagerbar ist. Hinzu kommt, daß die Metallschichten nach dem bekannten und dem vorgeschlagenen Verfahren in wäßrigen Lösungen auf dem Halbleiterkörper abgeschieden werden, d. h., es kann die Ablagerung von beim Eindiffundieren von Dotierungsmaterial schädlichen Wasserteilchen zwischen dem abgeschiedenen Metall und dem Halbleitermaterial nicht verhindert werden.Finally, there are also ion exchange or cementation processes for producing metal contacts Has become known on semiconductor bodies (German Auslegeschrift 1000533) or has been proposed (German publication 1100178). Certain doping materials However, due to their strongly negative deposition potential, they cannot be deposited by cementation be deposited on semiconductor material. An example is aluminum, which is not ion-exchanged can be deposited on silicon. In addition, the metal layers according to the known and are deposited on the semiconductor body in aqueous solutions using the proposed method, d. That is, there can be the deposition of water particles which are harmful when doping material diffuses in between the deposited metal and the semiconductor material cannot be prevented.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist insbesondere gedacht, um z. B. Silizium mit Aluminium zu dotieren und dabei gegebenenfalls gleichzeitig eine entsprechende Elektrode für den elektrischen Anschluß an der behandelten Zone desThe application of the method according to the invention is intended in particular to, for. B. silicon with Doping aluminum and possibly at the same time a corresponding electrode for the electrical connection to the treated area of the
ao Halbleiterkörpers zu bilden. Gerade Aluminium ist bekanntermaßen ein Stoff, der leicht zu einer Oxydhautbildung an seiner Oberfläche Anlaß gibt, die relativ stabil ist und sich im allgemeinen schwer beseitigen läßt. Für das Niederschlagen von Aluminium in reinster Form auf elektrolytischem Wege wurde es als vorteilhaft erkannt, eine nichtwäßrige, sauerstofffreie Aluminiumverbindung als Elektrolyten zu benutzen. Als besonders geeignet in dieser Hinsicht haben sich Komplexverbindungen des Aluminiums ergeben, die gegebenenfalls organischen Charakters sein können. Eine solche kann z. B. den Charakter einer Alkalifluor-Aluminiumtrialkyl-Verbindung haben. Ein beispielsweise in dieser Hinsicht geeigneter Stoff würde das auf S. 269 von »Metalto form ao semiconductor body. Just aluminum is is known to be a substance which easily gives rise to oxide skin formation on its surface is relatively stable and is generally difficult to remove. For depositing aluminum in its purest form by electrolytic means it was recognized as advantageous to use a non-aqueous, to use oxygen-free aluminum compound as an electrolyte. As particularly suitable in this With regard to this, complex compounds of aluminum have emerged, which may be organic Can be of character. Such can be, for. B. the character of an alkali fluorine-aluminum trialkyl compound to have. For example, a suitable material in this regard would be that on page 269 of “Metal
Industry«, April 1956, als Elektrolyt zur kathodischen Abscheidung von Aluminium auf Metall angegebene NaF · 2Al(C2H5) sein. Dieser Stoff hat gleichzeitig die Eigenart, daß er im Fall der Anwesenheit von Wasser bzw. einer Wasserhaut zu einer Reaktion Anlaß gibt, die exothermen Charakters ist, so daß auf jeden Fall also das Wasser unmittelbar durch eine chemische Reaktion verbraucht bzw. beseitigt wird.Industry ”, April 1956, should be NaF · 2Al (C 2 H 5 ) specified as an electrolyte for the cathodic deposition of aluminum on metal. This substance also has the peculiarity that, in the presence of water or a water skin, it gives rise to a reaction which is exothermic, so that in any case the water is consumed or removed directly by a chemical reaction.
Je nach der Art des Halbleiterkörpers empfiehlt sich die Benutzung verschiedener Dotierungsstoffe. So kann sich z. B. im Fall von Germanium als Halbleiterkörper für die Dotierung Indium oder Gallium eignen. Diese beiden Stoffe als Vertreter der Elemente der Hauptgruppe IH des Periodischen Systems können dann einzeln in der als Elektrolyt verwendeten Komplexverbindung an die Stelle des Aluminiums treten.Depending on the type of semiconductor body, the use of different dopants is recommended. So can z. B. in the case of germanium as a semiconductor body for doping indium or gallium suitable. These two substances can represent the elements of the main group IH of the periodic table then individually in the complex compound used as the electrolyte in place of the aluminum step.
Um die Elektrolyse in wirksamer Weise durchführen zu können, ist es erwünscht, daß der als Kathode in den Elektrolyten eingebrachte Halbleiterkörper einen möglichst geringen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist. Dieser Widerstand bei normaler Zimmertemperatur ist an sich durch den reinen bzw. dotierten oder vordotierten Halbleiterkörper, der für die Herstellung der betreffenden Halbleiteranordnung als Ausgangsprodukt benutzt wird, vorgegeben. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung läßt sich aber der erwünschte technische Effekt der Herabsetzung des Widerstandes des Halbleiterkörpers bei der Durchführung des elektrolytischen Prozesses des Halbleiterkörpers dadurch erreichen, daß der elektrolytische Prozeß unter Ausnutzung des Temperaturganges des spezifischen elektrischen Widerstandes desIn order to effectively conduct electrolysis, it is desirable that the cathode Semiconductor bodies introduced into the electrolyte have the lowest possible specific electrical power Has resistance. This resistance at normal room temperature is in itself due to the pure or doped or predoped semiconductor body, which is used for the production of the semiconductor arrangement in question is used as the starting product. In the method according to the invention leaves but the desired technical effect of lowering the resistance of the semiconductor body occurs achieve the implementation of the electrolytic process of the semiconductor body in that the electrolytic Process using the temperature curve of the specific electrical resistance of the
Halbleitermaterials bei einer bestimmten gesteigerten Temperatur des Halbleiterkörpers durchgeführt wird. Hierfür kann entweder der Elektrolyt auf eine entsprechende Temperatur gebracht werden, oder es kann der Halbleiterkörper unmittelbar eine entsprechende Beheizung erfahren. Ein weiteres Verfahren kann darin bestehen, daß der Halbleiterkörper von einer außerhalb des Gefäßes angeordneten Strahlungsquelle derart beeinflußt wird, daß eine Aktivierung seiner oberflächennahen Zone stattfindet, so daß an dieser seine spezifische elektrische Leitfähigkeit dadurch gesteigert wird. Eine geeignete Strahlung hierfür würde beispielsweise eine Wärmestrahlung sein, etwa mit einer Wellenlänge in dem Intervall von 1 bis 500 μ. Die Strahlung kann jedoch auch solchen Charakters sein, daß sie nur zur Bildung eines Fotoeffektes an der Oberfläche des Halbleiterkörpers Anlaß gibt, durch den aber die elektrische Leitfähigkeit in einer oberflächennahen Zone des Halbleiterkörpers gesteigert wird. Es kann sieh in Verbindung mit der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens als zweckmäßig erweisen, auch die Elektrolyse in einem sauerstofffreien Medium durchzuführen, d. h. die Elektrolyseanordnung in einer besonderen Schutzgasatmosphäre, wie z. B. aus Stickstoff oder einem Edelgas, anzuordnen.Semiconductor material is carried out at a certain increased temperature of the semiconductor body. For this, either the electrolyte can be brought to an appropriate temperature, or it the semiconductor body can directly experience a corresponding heating. Another procedure can consist in that the semiconductor body comes from a radiation source arranged outside the vessel is influenced in such a way that an activation of its near-surface zone takes place, so that this increases its specific electrical conductivity. Appropriate radiation this would be, for example, thermal radiation, for example with a wavelength in the interval of 1 to 500 μ. However, the radiation can also be of such a character that it only serves to create a photo effect on the surface of the semiconductor body gives rise, but through which the electrical conductivity is increased in a near-surface zone of the semiconductor body. It can see in connection with the implementation of a method according to the invention prove to be expedient, including electrolysis to be carried out in an oxygen-free medium, d. H. the electrolysis arrangement in a special one Protective gas atmosphere, such as B. of nitrogen or a noble gas to be arranged.
Beispielsweise Anordnungen für die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens unter Anwendung eines Elektrolyseprozesses veranschaulichen die Figuren der Zeichnung.For example, arrangements for carrying out a method according to the invention using an electrolysis process illustrate the figures of the drawing.
In F i g. 1 bezeichnet 1 einen Behälter für den Elektrolyten 2, der beispieslweise ausIn Fig. 1 denotes 1 a container for the electrolyte 2, the example of
NaF-2Al(C2H5),,NaF-2Al (C 2 H 5 ) ,,
bestehen kann. In diesen Elektrolyten taucht als die eine Elektrode der Aluminiumstab 3 ein. Die andere Elektrode wird durch den Halbleiterkörper 4 gebildet, welcher in einem Träger 5 aus einem gegenüber dem Elektrolyten neutralen Stoff, z. B. Kunststoff, besteht. Innerhalb des Kunststoffstabes befindet sich eine elektrische Zuleitung 6, welche bis an die Randzone des Halbleiterkörpers herangeführt ist. Diese Zuleitung ist derart für die Kontaktgabe mit dem Rand des Halbleiterkörpers in dem Kunststoffkörper angeordnet, daß sie an dieser Stelle bei dem Niederschlagsprozeß gegen den Zutritt des Elektrolyten abgedeckt ist und sich aus dem den Dotierungsstoff in Form von Aluminium enthaltenden Elektrolyten nur in wirksamer Weise das Aluminium auf der erwünschten Oberfläche des Halbleiterkörpers 4 niederschlägt. Der Träger 5 kann dabei derart gestaltet sein, daß er unmittelbar die eine Oberfläche des Halbleiterkörpers abdeckt, so daß nur die gegenüberliegende Oberfläche für den Zutritt des niederzuschlagenden reinsten Aluminiums frei liegt. Der Trägerkörper für die zu behandelnde Siliziumplatte kann dabei zweckmäßig aus einem solchen Werkstoff bestehen, der gleichzeitig solche mechanischen Eigenschaften aufweist, daß er sich bei der Halterung der Siliziumplatte dieser an ihrem Umfang anpassen kann, so daß er gleichzeitig eine geeignete Abdichtung bildet, damit der Elektrolyt keinen Zutritt zu der elektrischen Stromführung hat, über welche die Halbleiterscheibe mit der elektrischen Spannungsquelle verbunden wird. can exist. The aluminum rod 3 is immersed in this electrolyte as one electrode. The other Electrode is formed by the semiconductor body 4, which in a carrier 5 from an opposite the electrolyte neutral substance, e.g. B. plastic. Inside the plastic rod is an electrical lead 6, which is brought up to the edge zone of the semiconductor body. These The supply line is such for making contact with the edge of the semiconductor body in the plastic body arranged that they are covered at this point in the precipitation process against the entry of the electrolyte is and consists of the electrolyte containing the dopant in the form of aluminum only effectively deposits the aluminum on the desired surface of the semiconductor body 4. The carrier 5 can be designed in such a way that it directly encompasses one surface of the semiconductor body covers so that only the opposite surface for the entry of the precipitated the purest aluminum is exposed. The carrier body for the silicon plate to be treated can expediently consist of such a material that at the same time has such mechanical properties has that it adapt to its circumference when holding the silicon plate can, so that it forms a suitable seal at the same time, so that the electrolyte does not gain access the electrical current conduction, via which the semiconductor wafer is connected to the electrical voltage source.
Von einer solchen Ausführung ist bereits in dem Ausführungsbeispiel Gebrauch gemacht, wie insbesondere auch aus der F i g. 2 hervorgeht, die einen Schnitt des Halters 5 nach der Linie H-II darstellt. Es ist zu erkennen, daß der Teil 5 α nach Art eines flachen Dosenunterteiles gestaltet ist. Dieser ist an der inneren Mantelfläche seines Randteiles mit einer Aussparung 5 & versehen, an deren Grund das Ende der elektrischen Zuleitung 6 oder ein an dieser angeschlossener elektrischer Kontaktteil gelagert bzw. befestigt ist. Die Aussparung 5 & kann zweckmäßig eine sich nach außen verjüngende Form haben, so daß derUse has already been made of such a design in the exemplary embodiment, such as in particular also from FIG. 2 is apparent, which represents a section of the holder 5 along the line H-II. It can be seen that the part 5 α is designed in the manner of a flat can lower part. This is on the inner surface of its edge part is provided with a recess 5 &, at the bottom of which the end the electrical supply line 6 or an electrical contact part connected to it is mounted or fastened is. The recess 5 & can expediently have an outwardly tapering shape, so that the
ίο Halbleiterkörper 4 nach seinem Einsetzen sicher gehaltert wird und sich mit seinen Rändern in die Wand dieser Aussparung eindrücken kann. Hierzu muß der Werkstoff, wie bereits angegeben, zweckmäßig aus einem entsprechenden nachgiebigen Material bestehen. Diese Nachgiebigkeit des Körpers 5 ist auch von Wichtigkeit, damit ein leichtes Einsetzen des Halbleiterkörpers in die für ihn an dem Halter 5 vorgesehene Fassung erfolgen kann. Aus diesem Grunde kann der Halter beispielsweise aus einem Werkstoff wie Polytetrafluoräthylen bestehen.ίο semiconductor body 4 securely held after its insertion and its edges can be pressed into the wall of this recess. To do this, the Material, as already indicated, expediently consist of a corresponding flexible material. This flexibility of the body 5 is also important so that the easy insertion of the Semiconductor body can take place in the version provided for him on the holder 5. For this Basically, the holder can for example consist of a material such as polytetrafluoroethylene.
Wie aus der Darstellung nach F i g. 1 zu entnehmen ist, ist der Behälter 1 mit dem Elektrolyten vorzugsweise nach außen gasdicht durch einen Deckel 7 abgeschlossen, so daß Oberhalb des Spiegels des Elektrolyten eine Schutzgasatmosphäre vorhanden sein kann.As can be seen from the representation according to FIG. 1 can be seen, the container 1 with the electrolyte is preferably sealed to the outside gas-tight by a cover 7, so that above the level of the Electrolyte a protective gas atmosphere can be present.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist noch eine Teildarstellung eines Trägers für eine zu behandelnde Halbleiterscheibe wiedergegeben. Der Träger besteht in diesem Fall an seinem unteren Ende aus einem rohrförmigen Teil. Der stirnseitige Rand 8 α dieses Rohres 8 ist zweckmäßig durch einen Läppprozeß sauber geschliffen. Ebenso ist bekanntermaßen auch der Halbleiterkörper 4' im allgemeinen an seiner Oberfläche durch einen Läppprozeß behandelt worden. Legen sich also Halbleiterkörper 4' und Trägerkörperrand 8 a gegeneinander, so wird dabei unmittelbar eine flüssigkeitsdichte und gegebenenfalls zugleich gasdichte Berührungsfläche geschaffen. Wird daher in dem Hohlraum des Rohres 8 eine Saugwirkung ausgeübt, so wird auf diese Weise der Halbleiterkörper sicher gegen die stirnseitige Randfläche 8 a des Rohres 8 gedrückt und dadurch getragen. Für die Zuführung des elektrischen Stromes zu der HaIbleiterplatte kann in dem stirnseitigen Rand als Anschlußkontakt ein federnder Kontaktring 9 benutzt werden, der an die Leitung 10 angeschlossen ist.In the embodiment of FIG. 3 is still a partial representation of a carrier for a semiconductor wafer to be treated reproduced. The carrier in this case consists of a tubular part at its lower end. The front edge 8 α this tube 8 is appropriately ground clean by a lapping process. Likewise is known the semiconductor body 4 'is also generally treated on its surface by a lapping process been. So if the semiconductor body 4 'and the edge of the carrier body 8a lie against one another, then it becomes directly created a liquid-tight and possibly at the same time gas-tight contact surface. Will therefore, if a suction effect is exerted in the cavity of the tube 8, the semiconductor body becomes in this way pressed securely against the front edge surface 8 a of the tube 8 and carried thereby. For the supply of the electrical current to the semiconductor plate can be in the front edge as a connection contact a resilient contact ring 9 connected to the line 10 can be used.
Claims (22)
133, 1052 575;German Auslegeschrift No. 1 000 533,
133, 1052 575;
Deutsches Patent Nr. 1100 178.Legacy Patents Considered:
German Patent No. 1100 178.
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Citations (5)
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1959
- 1959-01-12 DE DEP1271A patent/DE1271838B/en active Pending
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