Раствор для активации полупроводниковых структур Советский патент 1985 года по МПК H01L21/306 

00 00

Изобретение относится к полупроводниковой технике, в частности к обработке полупроводниковых структур перед металлизацией (осаждением омических контактов), Известны растворы для активации полупроводниковых структур перед осаждением омических контактов, например растворы, содержащие хлористое олово .и хлористый палладий, применяемые последовательно О J. В качестве активатора в данной системе выступает палладий, частично восстанавливаемый двухвалентным оловом. Применение палладиевого активатора резко интенсифицирует процесс осаждения на полупроводник металлизированного покрытия. Однако описываемая активация протекает в две взаимозависимые стадии, растворы недостаточно стабильны во времени и непригодны.для селективной металлизации. Наиболее близок к предлагаемому paijTBOp для активации полупроводниковых структур перед металлизацие содержащий ионы золота, кислоту и воду 2J. В данном растворе после активации металлическое покрытие осаждается равномерно с одинаковой скоростью по всей поверхности, вне зависимости от степени легирования и типа проводимости областей полупроводниковой структуры. Оно более прочно сцепляется подложкой. Однако довольно высокая концентраiXHH плавиковой кислоты ограничивает в ряде случаев использование данного активационного раствора изза его воздействия на тонкие маскирующие окисные слои и особенно на некоторые виды защитных стекол. Кроме того, постепенное накапливание в растворе продуктов травления окислов (фтористых соединений) ухудшает качество активации поверх ности. В то же время уменьщение концен рации кислоты при использовании раствора в промьшшенных масштабах приводит к нестабильности активирующих свойств раствора вследствие некомпенсируемого расхода плавикоВ.ОЙ кислоты. В связи с указанными недостатка ми (при малой концентрации HF - не стабильность раствора, а при повы72, шенных - интенсивное растворение окисного рельефа полупроводника) использование раствора на основе плавиковой кислоты нецелесообразно. Цель изобретения - ограничение интенсивности растворения поверхностного рельефа полупроводниковой структуры и обеспечение длительной стабильности свойств раствора. Цель достигается тем, что в раствор введены карбононая или неорганические кислоты с рН 1-6, инертные к полупроводниковым материалам и их окислам, и фтористый аммоний при следующем соотношении ингредиентов, мае. %: 1 -1СГ Ионы золота От 0,5 до Фтористый аммонийнасьпцения Вода деиониОстальноезованная В растворе отсутствует свободная плавиковая кислота, благодаря чему степень воздействия его на защитные окислы незначительна. Скорость снятия атмосферного окисла с поверхности полупроводников легко регулируется количеством добавляемой кислоты. Поскольку каталитически активные центры на поверхности полупроводникового материала в процессе активации возникают при непосредственном (контактном) восстановлении ионов золота атомами полупроводника, использование окисляющих кислот нежелательно. Кислоты должны быть инертны по отнощению к полупроводниковым материалам. Концентрация же фторионов в растворе в течение всего времени использования активатора поддерживается постоянной за счет диссоциации молекул фтористого аммония. В то же время полностью сохраняются достоинства активирующего .раствора прототипа. Граничные концентрации компонентов раствора выбраны из следующих соображений. При применении активационных растворов с концентрацией ионов золота ниже 1-10 мас.% необходимо нерационально длительное время для заметной активации полупроводниковой структуры. Для активации могут быть использованы растворы с большей концентрацией ионов золота, чем предлагаемый верхний предел, но при этом даже при кратковременной активации, учитывая дальнейшие термообработки металлопокрытия, могут изменяться электрические параметры полупроводниковой структуры. При использовании концентрации фтористого аммония ниже 0,5 мас.% эффективность активации ухудшается изза недостаточно быстрого стравливания атмосферного окисла с поверхности полупроводника. Кроме того, становится заметным истощение фторионов в процессе активации.

Пример реализации раствора. В объемах деионизованной воды в количестве 0,75-0,8 от заданного объема активатора растворяют четыре смеси ингредиентов, каждая из которых в пересчете на заданный объем активатора содержит соответственно:

08877

ионов золота в виде растворимой в воде золотосодержащей соли (AuClg)

в количестве, мас.%: 1-10; 1-10

5-10 и 5-10- фтористого аммония, 5 мае. %: 0,5; 35; 50 и 35; кислоты соляной до значения кислотности 6, 4, 3 и кислоты лимонной до кислотности 5..

После растворения всех компонентов объем раствора корректируют водой до заданного.

Составы растворов известного и . предлагаемых, а также их свойства ts приведены в таблице.

Таким образом, раствор для активации полупроводниковых структур перед металлизацией позволяет уменьшить скорость растворения защит20 ного окисла и обеспечивает более

равномерное осаждение слоев металла.

РАСТВОР ДЛЯ АКТИВАЦИИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР перед металлизацией, содержащий ионы золота, кислоту и воду деионизованную, отличающийся , тем, что,.,с целью ограничения интенсивности растворения поверхностного рельефа полупроводниковой структуры и S обеспечения длительной стабильности свойств, в него введены карбоновая или неорганические кислоты с рН 1-6, инертные к полупроводниковым материалам и их окислам, и фтористый аммоний при следующем соотношении ингредиентов, мае. %:Ионы золота ' Фтористый аммонийВода деионизо- ванная1-10"^-5-10'^ от 0,5 до насыщенияОстальное(Л

Ионы золота Плавиковая кислота10

Ионы золота 1 -10 Соляная кислота до рН 6 Аммоний фтористый 0,5 Вода Остальное

0,5

0,02

2,2

10

3 Ионы золота 1-10 Соляная кислота до рН 4 Аммоний фтористый 35 Вода Остальное

Ионы золота 5 -lU

4 Соляная кислота до рН 3 Аммоний фтористый 50 Вода Остальное

-3

5 Ионы золота 5-10 Кислота лимонная рН 5 Аммоний фтористый 35 Вода Остальное

Продолжение таблицы

0,07

0,74

0,09

0,52

0,06

0,79