APPARATUS AND PROCESS FOR SELECTIVE ELECTROCHEMICAL ETCHING

Abstract: 1. Method of selectively electrochemically etching workpiece surfaces of semiconductor material, where two potentials are applied to the workpiece (1, 10, 20) one of which is at least as positive as the cathode potential, and the other more positive than the cathode potential, and where a predetermined current density is set between workpiece and cathode while the potentials are setting on the basis of the current and the resistances to be overcome, characterized in that the surface exposed to the etching medium is irradiated during etching with near infra-red light to influence etching.

Description: Anordnung und Verfahren zum selektiven, elektrochemischen Ätzen Die Erfindung betrifft eine im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierte Anordnung und ein im Oberbegriff des Anspruchs 4 definiertes Verfahren. Es sind verschiedene Methoden bekannt, um Materialen selektiv, elektrochemisch zu ätzen. Im allgemeinen wird bei diesen Verfahren der Körper, dessen Oberfläche geätzt werden soll, zur Anode der Ätzanordnung gemacht und mit dem Elek trolyten, in welche die Kathode eintaucht, benetzt. Eine selektive Ätzung einer Oberfläche lässt sich beispielsweise so erreichen, dass dafür gesorgt wird, dass der Elektrolyt nur die zu ätzenden Bereiche der Oberfläche kontaktiert. Dies wird entweder dadurch erreicht, dass die Bereiche der Oberfläche, welche nicht geätzt werden sollen, mit einem geeigneten Maskenmaterial bedeckt werden, oder dass dafür gesorgt wird, dass der Elektrolyt nur die zu ätzenden Oberflächenbereiche bedeckt. Ein Verfahren, welches auf dem zuletzt genannten Prinzip beruht, ist in der deutschen Offenleyungsschrift 2 707 372 und in dem IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 20, Nr. 7, Dezember 1977, Seite 2912 beschrieben. Bei einer anderen Gruppe von Verfahren wird über eine Variation der Stromdichte entlang der zu ätzenden OberFläche erreicht, dass lokal sehr unterschiedliche Ätzgeschwindigkeiten auftreten, wodurch es unter anderem möglich ist, Vertiefungen mit einem komplexen profil in die Oberfläche eines Körpers zu ätzen. Lokal unterschiedliche Stromdichten können beispielsweise erzeugt werden, index die der Anode zugewandte Seite der Kathode mit einem Profil versehen wird, welches dem Negativ des dberflächen- pro ins entspricht welches in der zu ätzenden Oberfläche erzeugt werden soll. Ein ausführlicher Artikel über dieses Verfahren ist in Scientific American, Dezember 1974, Seite 30 erschienen. Mit den Kathoden der genannten Art lassen sich auch Vertiefungen erzeugen, deren Boden parallel-und deren Wände im wesentlichen senkrecht zur ursprünglichen Oberfläche verlaufen, oder deren Boden eine zur ursprng- lichen Oberfläche geneigte ebene Fläche bildet. Solche zur ursprünglichen Fläche geneigte Ebenen können auch mit einem Verfahren erzeugt werden, welches im IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 13, Nr. 3, August 1970, Seite 726 beschrieben ist und bei dem die für die Bildung der geneigten Ebene notwendige Änderung der tzgeschinaigelt bzw. der Stromdichte dadurch erreicht wird, dass die als Platte ausgebildete Kathode mit der zu ätzenden Fläche einen spitzen Winkel bildet. Ein weiteres Verfahren zum Ätzen von gegenüber der ursprünglichen Oberfläche geneigten Flächen ist aus dem IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 18, Nr. 4, September 1975, Seite 1223 bekannt, bei dem die zu ätzende Fläche während des Ätzens mit definierter Geschwindigkeit aus dem Elektrolyt herausgezogen wird, so dass parallel zur Ziehrichtung die Dauer des Ätzvorgangs, dem das Material unterworfen war, und damit auch die Menge des abgetragenen Materials einen Gradienten aufweisen. Die genannten Verfahren zum Ätzen von gegenüber den ursprünglichen Oberflächen geneigten Flächen haben den Nachteil, dass es mit ihnen sehr schwierig ist, einen Neigungswinkel genau und reproduzierbar zu erzeugen oder sehr kleine geneigte Flächen definiert und reproduzierbar herzustellen. Dafür besteht aber, beispielsweise in der Halbleitertechnik ein Bedürfnis. Geneigte Flächen mit einem genau definierten Neigungswinkel werden bei der Prozesskontrolle nach Verfahrensschritten, bei denen das Halbleitermaterial dotiert worden ist, benötigt. Mittels Diffusion oder Ionenimplan tation dotierte P- und N-leitende Gebiete in Halbleiterplättchen werden durch ihre Eindringtiefe sowie die Verteilung der Dotierungsatome (Dotierungsprofil) charakterisiert. Unter der Eindringtiefe versteht man dabei den Abstand des P/N-Übergangs von der Halbleiteroberfläche und unter dem Dotierungsprofil versteht man die Dotierungstoffkonzentration aufgetragen über der Entfernung von der Halbleiteroberfläche. Da die Eindringtiefe und die interessierenden Entfernungen von der Halbleiteroberfläche im pm- Bereich liegen, ist es unmittelbar einleuchtend, dass es sehr schwierig sein dürfte, eine genaue Messung der Eindringtiefe oder gar der Änderung der Dotierungskonzentration mit der Entfernung von der Halbleiteroberfläche an einem Schnitt durch den Halbleiter senkrecht zur Halbleiteroberfläche vorzunehmen. Zur Durchführung dieser Messungen wird deshalb üblicherweise zunächst ein Schrägschliff durch das dotierte Material hergestellt. Dabei werden die Eindringtiefe und die Entfernungen zur Halbleiteroberfläche um den Faktor 5i1 1 sin a gedehnt, wobei der Winkel a der spitze Winkel ist, welchen die abgeschliffene Fläche mit der Halbleiteroberfläche bildet. An der geschliffenen Fläche kann dann unter Berücksichtigung des Winkels a durch eine Anfärbemethode die Eindringtiefe und durch eine punktweise Messung des Ausbreitungswiderstandes entlang der Fallinie der angeschliffenen Fläche das Dotierungsprofil ermittelt werden. Es leuchtet ein, dass diese Messungen um so genauer gemacht werden werden können, je kleiner der Winkel a ist. Es leuchtet ausserdem ein, dass, wenn die Eindringtiefe verringert wird, d. h. wenn, was für die zunehmende Miniatursisierung in der Halbleitertechnik typisch ist, zu flacheren dotieren Bereichen übergegangen wird, die gleiche Genauigkeit der Messung wie bei dickeren Diffusionsgebieten nur dann ge währleistet ist wenn der Winkel a ensprechend kleiner gemacht wird. Man ist heute in der Lage, Winkel a von 8' herzustellen. Das Problem bei diesen sehr flachen Winkeln ist jedoch, dass Rundungen an der Kante zwischen der Halb leiteroberfläche und der angeschliffenen Fläche auftreten, die die Messung der Eindringtiefe und des Dotierungsprofils verfälschen. Es ist nämlich für die Genauigkeit der Messung nicht nur ausreichend, dass man einen hinreichend kleinen Winkel ci erzeugen kann, vielmehr muss, da der Sinus des Winkels in die Messung eingeht der Winkel genau definiert und reproduzierbar erzeugt werden können. Beim Anschleifen ist es ausserdem sehr schwierig, Oberflachen mit gleichbleibend guter Qualität herzustellen. Schwankungen in der Oberflächenqualität beeinträchtigen aber auch die Messung der Eindringtiefe und des Dotierungsprofils. Wegen der genannten Nachteilen der Anschleiftechnik wäre es vorteilhaft, zum Herstellen der geneigten Flächen ein Ätzverfahren zu verwenden. Jedoch sind die oben genannten Verfahren - wie schon gesagt - dafür zu grob. In letzter Zeit finden gegenüber der Halbleiteroberfläche geneigte Flächen in der Form von V-förmigen Kerben Eingang in die Halbleitertechnik. In diesen V-förmigen Kerben lassen sich beispielsweise Feldeffekttransistoren so unterbringen, dass sie weniger Platz beanspruchen als wenn sie parallel zur Halbleiteroberfläche, d. h., zur Schaltungsebene angeordnet sind. Bei dem zunehmenden Trend zu immer höherer Packungsdichte bei den integrierten Schaltungen sind solche platzsparenden Verfahren von grossem Interesse. Allerdings ist es so, dass der Winkel zwischen den beiden Schenkeln des V für eine bestimmte Kristallorientierung festgelegt ist und dass, was mit diesem festgelegten Winkel zusammenhängt, die maximale Tiefe der Kerbe und die maximale Schenkellänge der Kerbe durch die Dimensionierung der Kerbe an der Halbleiter oberfläche festgelegt ist. Wäre es möglich, den Winkel zwischen den Schenkeln zu variieren, mrde die Flexibllitt bei der Schaltkreisauslegung wesentlich erhöht werden. Mit den oben genannten elektrochemischen Ätzmethoden könnten zwar sehr unterschiedliche Winkel erzeugt werden, jedoch sind diese Verfahren, abgesehen von der Schwierigkeit, genau definierte Winkel reproduzierbar herzustellen, deshalb für den genannten Zweck unbrauchbar, weil die genannten Vförmigen Kerben Abmessungen im um-Bereich haben. Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, um insbesondere Halbleiteroberflächen einfach und leicht steuerbar in der Weise zu ätzen, dass eine ebene Fläche entsteht, welche kleine Abmessungen haben kann, mit der ursprünglichen Oberfläche einen genau festgelegten und reproduzierbaren Neigungswinkel zwischen 0 und nahezu 900 bildet und eine gute Oberflächenqualität aufweist. Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 und mit einem Verfahren der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 4 gelöst. Die erfindungsgemässe Anordnung in Verbindung mit dem erz in dungsgemässen Verfahren ist vielfältig einsetzbar. Auch dann, wenn - wie es beispielsweise in der Halbleitertechnik ganz allgemein der Fall ist - die Abmessungen der zu ätzenden Flächen sehr klein sind, ist es möglich, reproduzierbar Vertiefungen zu ätzen, welche sehr genau festgelegte Formen und Abmessungen haben und bei denen die Oberflächen eine sehr gute Qualität haben. Das eigentliche Atzen ist mit der erfindungsgemässen Anordnung sehr einfach. Die vorbereitenden Arbeiten, wie beispie'sweise das Aufbringen von Leiterzügen, bzw. Kontaktbereichen ist nicht ganz so einfach, jedoch ist die Komplexität des gesamten Verfahrens auf keinen Fall grösser als bei bekannten Verfahren, mit denen vergleichbare Ergebnisse erzielt werden. Darüber hinaus hat, worauf weiter unten eingangen werden wird, die Erfindung gegenüber diesen bekannten Verfahren beachtliche Vorteile. Es ist vorteilhaft, wenn eines der Potential am Werkstück auf demselben Niveau wie das Kathodenpotential liegt. Man erhält dann beim Ätzen geneigte Flächen, welche ohne eine dazwischenliegende Stufe direkt an der Oberfläche, von der beim Ätzen ausgegangen wurde, beginnt. Es ist günstig, wenn der zu ätzende Bereich auf dem Werkstück von zwei einander gegenüberliegenden gut leitenden Bereichen begrenzt ist. Ebene geneigte Flächen mit einem über die ganze Fläche konstanten Neigungswinkel gegenüber der Fläche, von der ausgegangen wird, erhält man dabei dann, wenn die von den gut leitenden Bereichen gebildeten Begrenzungen zueinander parallel sind. Es ist vorteilhaft, wenn die erfindungsgemässe Anordnung eine Lampe mit einem hohen Lichtanteil im nahen infraroten Bereich zur Bestrahlung der zu ätzenden Fläche aufweist. Eine solche Bestrahlung wirkt sich beispielsweise beim Ätzen von N-dotiertem - insbesondere von schwach N-dotiertem - Silicium vorteilhaft aus. Ohne diese Bestrahlung fehlt dem Ndotierten Silicium die Löcher-Leitfähigkeit, was zur Folge hat, dass beim Ätzen von N-dotiertem Silicium eine inhomogene Abtragung erfolgt bzw. ein poröses Material entsteht. Ausserdem lassen sich durch die Bestrahlung die Geschwindigkeiten, mit welchen P- und N-dotiertes Silicium geätzt werden, beeinflussen. Mit der erfindungsgemässen Anordnung können u.a. auch dieselben Strukturen, beispielsweise in Halbleiterplättchen, erzeugt werden, wie mit der reaktiven Ionenätzmethode. Jedoch ist die erfindungsgemässe Anordnung apparativ weit weniger aufwendig. Das erfindungsgemässe Verfahren eröffnet in vorteilhafter Weise Alternativen zu bekannten Verfahren. Solche bekannten Verfahren sind beispielsweise das Erzeugen von Schrägschliffen an mittels Diffusion oder Ionenimplantation dotierten Halbleiterplättchen, um anschliessend die Eindringtiefe und das Dotierungsprofil zu messen, und das Herstellen von Vförmigen Kerben in Halbleiterplättchen, welches dazu dient, um die Dichte von Halbleiterbauteilen in integrierten Schaltungen zu erhöhen. Darüber hinaus hat das erfindungsgemässe Verfahren gegenüber den bekannten Verfahren beachtliche Vorteile: Die geätzten geneigten Flächen haben eine bessere Qualität, was die Konstanz des Neigungswinkels anbetrifft, als die angeschliffenen Flächen. Die geneigten, mittels des erfindungsgemässen Verfahrens hergestellten, Flächen können aber vorallem viel kleinere Abmessungen haben, als die Flächen, welche durch Anschleifen erzeugt werden. Dadurch ist es möglich, beispielsweise die oben erwähnten Messungen der Eindringtiefe und des Dotierungsprofils direkt an Produktplättchen, d. h., an solchen Plättchen, in welchen integrierte Schaltungen erzeugt werden, vorzunehmen. Solche geätzten Flächen können z. B. in dem Gebiet der Halbleiterplättchen erzeugt werden, welche beim Sägen wegfallen, wenn die Halbleiterplättchen in Chips zerlegt werden. Die beschriebene Messung an den Produktplättchen hat nicht nur den Vorteil, dass af die üblicherweise mit den Produktplättchen mitprozessierten Testplättchen verzichtet werden kann, vielmehr erhält man durch die Messung am Produktplättchen genauere Aufschlüsse über die Prozessbedingungen, denen die entstehenden Halbleiterschaltungen ausgesetzt sind, als wenn man solche Messungen an Testplättchen vonimmt. Das erfindungsgemässe Verfahren ist auch flexibler als die bekannten Verfahren. Beispielsweise ist bei der bekannten V-Kerben-Technik der Winkel zwischen den Schenkeln des V durch die Kristallorientierung der HalbleIterpltt- chenoberfläche genau festgelegt. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren hingegen kann dieser Winkel in weiten Grenzen variiert werden. Es ist vorteilhaft, wenn bei dem erfindungsgemässen Verfahren eine (über die geätzte Fläche) durchschnittliche Stromdichte von < 200 mA/cm2 eingestellt wird. Oberhalb dieser Strom- dichte wird es schwierig, den Ätzvorgang zu kontrollieren. Da bei einer Änderung der Bestrahlungsstärke - anders als bei einer Änderung der anderen Paramenter - die Abtragungsgeschwindigkeiten von P- und N-dotiertem Silicium unterschiedlich beeinflusst werden, ist es über eine Änderung der Bestrahlungsstärke möglich, das Verhältnis der Abtrag gungsgeschwindigkeit von P-dotiertem Silicium zu der von Ndotiertem Silicium definiert einzustellen. Da die Bestrahlungsstärke, mit welcher die zu ätzende Fläche bestrahlt wird, von der Lampenleistung, dem Abstand der Lampe von der zu ätzenden Fläche und von der Schichtdicke des Elektrolyten zwischen der Lampe und der zu ätzenden Fläche abhängt, ist es einfach eine gewünschte Bestrahlungsstärke einzustellen. Bei der Einstellung einer bestimmten Bestrahlungsstärke geht man am besten so vor, dass man den Abstand zwischen Lampe und zu ätzende Fläche und die Schichtdicke konstant lässt und dann einen wert der Lampenleistung einstellt, welcher aus einer zuvor erstellten Kalibrierkurve entnommen wird, in welcher Bestrahlungsstärken gegen Lampenleistun,° < aufgetragen sind. Zum Bestrahlen empfiehlt sich beispielsweise eine Halogenlampe mit Goldreflektor, welche von der Firma Osram unter der Typennummer 64635 angeboten wird. Es ist vorteilhaft, wenn bei Bestrahlungsstärken im Bereich zwischen > etwa 25 und < etwa 150 mW/cm2 geätzt wird, wobei sich diese Angabe auf den Wellenlängenbereich von 720 bis 800 nm bezieht, wobei eine Lampe verwendet wird, welche mindestens im Wellenlängenbereich von 700 bis 1300 nm kontinuierlich emittiert. Die entsprechenden Verteilungstemperaturen der Lampe liegen dabei zwischen etwa 2550 und 3400 OR und die Schichtdicke des Elektolyten beträgt 25 mm. Auch alle folgenden Angaben der Bestrahlungsstärke beziehen sich auf den genannten Wellenlängenbereich. Bei Bestrahlungsstärken < ungefähr 25 mW/cm2 erhält man beim Ätzen von N-dotiertem Silicium keinen homogenen Abtrag mehr, vielmehr weist die geätzte Fläche dann Bereiche, welche praktisch nicht angegriffen worden sind, neben sehr tiefen Gräben auf. 2 Bei Bestrahlungsstärken > ungefähr 150 mW/cm ist das Ätzen von N-dotiertem Silicium nicht mehr gut reproduzierbar. Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei einer Bestrahlungs 2 stärke von ungefähr 70 mW/cm gearbeitet wird. Bei dieser Bestahlungsstärke ist der Abtrag nicht nur besonders reproduzierbar ( < + 5 %) , sondern es werden auch P- und N-dotiertes Silicium mit gleicher Geschwindigkeit abgetragen. Ein Ätzgeschwindigkeitenverhältnis von 1:1 ist nicht bei allen Anwendungen erforderlich, (oft genügt es, wenn das Verhältnis ausreichend genau definiert ist), jedoch werden fast alle Ätzanwendungen, bei denen es auf definierte Abtragungen ankommt, dadurch wesentlich vereinfacht. Ein Ätzgeschwindigkeitenverhältnis von 1:1 ist erforderlich, wenn bei spielsweise bei der Herstellung von integrierten Schaltungen in Siliciummaterial, welches nebeneinander P- und N-dotierte Bereiche aufweist, Isolationswannen geätzt werden sollen, welche alle gleich tief sind und deren Böden vollständig flach und parallel zur Oberfläche, von der ausgegangen worden ist, sind. Ein anderer Fall, in welchem es unbedingt erforderlich ist, dass P- und N-dotiertes Silicium gleich schnell geätzt werden, ist der, in welchem in ein Halbleitersubstrat, welches an seiner Oberfläche mehrere beispielsweise mittels Epitaxie aufgebrachte Schichten unterschiedlichen Leitungstyps aufweist eine geneigte, die Schichten schneidende Fläche, welche in sich eben und einheitlich steil ist, geätzt werden soll. Weitere vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemässen Anordnungen und des erfindungsgemässen Verfahrens sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Die Erfindung wird anhand von durch Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung eine im Quer schnitt gezeigte Ausführungsform der er findungsgemässen Anordnung, Fig. 2A in Aufsicht eine weitere auf einem Silicium plättchen aufgebrachte Ausführungsform der erfindungsgemässen Anordnung, Fig. 2B einen Schnitt durch die in der Fig. 2A ge zeigte Anordnung und das Siliciumplättchen, welches N- und P-dotierte Schichten aufweist, entlang der Linie A-A nach dem Abschluss des Ätzens gemäss dem erfindungsgemässen Ver fahren, Fig. 3 ein Diagramm, in welchem abgetragene Schicht dicken von 14- und P-dotiertem Silicium bei einer festgelegten Ätzdauer und einer fest gelegten Stromdichte über der Bestrahlungs stärke aufgetragen sind und, Fig. 4A in schematischer Querschnittsdarstellung einen zu ätzenden Körpers und ein auf dem Körper aufgebrachtes System von Leiterzügen und Verbindungen gemäss einer weiteren Aus führungsform der Erfindung, die dazu dient, den Körper an mehreren Stellen gleichzeitig zu ätzen, Fig. 4B im Querschnitt den in der Fig. 4A gezeigten Körper nach Abschluss des Ätzens gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren unter Anwendung des in der Fig. 4A gezeigten Systems von Leiterzügen und Verbindungen, Fig. 4C im Querschnitt den in der Fig. 4A gezeigten Körper nach Anschluss des Ätzens gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren unter Anwendung des in der Fig. 4A gezeigten Systems von Leiterzügen und Verbindungen, wobei während des Ätzens an den Leiterzügen bzw. Verbin dungen die Potentiale alternierend vertauscht werden, Fig. 5 in Aufsicht ein System von Leiterzügen und Verbindungen auf einem Halbleite,rplättchen, mit dem Zweck, das Halbleiterplättchen an sehr vielen Stellen gleichzeitig selektiv ätzen zu können, Fig. 6A einen Querschnitt durch ein verschiedene dotierte Schichten aufweisendes Halbleiter plättchen, welches gemäss dem erfindungsge mässen Verfahren geätzt worden ist, Fig. 6B denselben Querschnitt wie in der Fig. 6A, nachdem an dem Halbleiterplättchen einige weitere Verfahrensschritte durchgeführt wor den sind, bei denen ein Inverter mit Feld effektransistoren und den notwendigen Lei terzügen erzeugt worden ist, und Fig. 6C das Ersatzschaltbild des in der Fig. 6B ge zeigten Inverters Die in der Fig. 1 gezeigte Anordnung bzw. Vorrichtung dient zum selektiven Ätzen der Oberfläche eines Körpers 1. In der folgenden Beschreibung besteht der zu ätzende Körper immer aus einem Silicium- bzw. Halbleiterplättchen, jedoch sei klar gestellt, dass die Anwendung der Erfindung nicht auf das Ätzen von Silicium oder von Halbleitern beschränkt ist, sondern zum Ätzen von allen leitfähigen Stoffen, welche sich elektrochemisch ätzen lassen, benutzt werden kann. Zu der Vorrichtung gehört ein zur Aufnahme des Elektrolyten 3 bestimmter Behälter 2, welcher aus einem Material besteht, welches von dem Elektrolyten nicht angegriffen wird. Ein geeignetes Material, welches gegenüber sehr vielen Elektrolyten, beispielsweise auch gegenüber der zum Ätzen von Silicium benutzten Flusssäure, ätzbeständig ist, ist Teflon. Der Behälter 2 hat im Boden eine Öffnung 9, welche mit dem zu ätzenden Siliciumplättchen 1 verschlossen wird. Die Dichtung zwischen dem Behälter 2 und dem Siliciumplättchen 1 wird mittels eines nicht gezeigten Rings aus Viton, einem linearen Copolymer aus Vinylydenfluorid und Hexafluorpro allen gewährleistet. In den Elektrolyten taucht eine Kathode 4 ein, welche aus einem leitfähigen Material besteht, welches vom Elektrolyten nicht angegriffen wird. Ein Material, welches in den meisten Fällen dieser Anforderung gerecht wird, ist Platin. Die Kathode muss nicht in irgendeiner besonderen Weise geformt sein. Beispielsweise kann die Kathode aus einem dünnen Draht bestehen. Die Kathode ist mit einer Stromguelle 7 verbunden, mit der auch das Siliciumplättchen 1 über die Verbindungen 5 und 6 leitend verbunden ist. In der Fig. 1 ist die Stromversorgung in einem Betriebszustand gezeigt, in dem das Kathodenpotential und das an der Verbindung 5 liegende Potential dasselbe Niveau haben. Die Stromversorung 8 kann aber auch, indem der Schalter (s. Fig. 1) in der Stromversorgung umgelegt wird, betrieben werden, dass die an der Kathode 4 und an den Verbindungen 5 und 6 liegenden Potentiale voneinander verschieden sind. In jedem Fall muss sichergestellt sein, dass an der Verbindung 6 das positivste Potential liegt. Die üblicherweise rechteckige Fläche auf dem Siliciumplättchen 1, welche geätzt wird, ist begrenzt entweder durch den Viton Ring oder durch eine die nicht zu ätzenden Bereiche abdeckende Maskierung aus einem vorzugsweise isolierenden und gegenüber dem Elektrolyten resistenten Material oder - und das ist der üblichste Fall - auf zwei einander gegenüber liegenden Seiten durch sehr gut leitende und mit dem Sili ciumplättchen 1 leitend verbundene Bereiche, an denen über Leitungen zu den Verbindungen 5 und 6 je eines der Anodenpotentiale liegt, und welche auch maskierend wirkenr um im übrigen durch Bereiche aus dem vorzugsweise isolierenden, ätzresistenten Maskenmaterial. Die sehr gut leitenden Be reiche und die sehr gut leitenden Leitungen zwischen diesen Bereichen und den Stellen, an denen die Verbindungen 5 und 6 mit dem Halbleiterplättchen verbunden sind, wurden bevorzugt hergestellt, indem ganzflächig ein ätzresistentes Metall, z. B. Gold, auf das Siliciumplättchen aufgedampft wird und anschliessend mittels eines sehr unkritischen photolithographischen Verfahrens die Bereiche und die Leitungen erzeugt werden Unterscheiden sich die an der Kathode 4 und den Punkten 5 und 6 liegenden Potentiale, so erfolgt beim Ätzen auf der gesamten, dem Elektrolyt ausgesetzten Fläche eine Abtragung, wobei an der an dem positiveren Potential liegenden Seite der zu ätzenden Fläche die Abtragung am stärksten und dort, wo das andere Potential anliegt am geringten ist. Da zwischen den angelegten Potentialen innerhalb -der zu ätzenden Fläche ein Spannungsabfall stattfindet, nimmt die Abtra gungsgeschwindigkeit zwischen der Stelle mit der geringsten und der Stelle mit der stärksten Abtragungsgeschwindigkeit linear zu. Das Ergebnis der Ätzung ist deshalb eine be züglich der ursprünglichen Siliciumoberfläche linear abfallende Fläche. Liegen das Kathodenpotential und eines der an dem Silicium plättchen liegenden Potentiale auf dem gleichen Niveau, so sind die Verh & tnlsse nur insofern-anders, dass dort, wo das Potential der Kathode an der zu z ätzenden Fläche anliegt, icht einmal eine geringe, sondern überhaupt keine Abtragung sinttfindet. Auch hier erhält man also eine bezüglich der ursprünglichen Siliciumoberfläche linear abfallende Fläche, wobei eine Stufe zwischen der ursprünglichen Siliciumoberfläche und der linear abfallenden Fläche vorhanden ist, wie se der Fall ist, wenn die drei Potentiale unterschied llch sind. Liegen das Kaunodenpotential und eines der am Sill@@umplättchen liegender Potentiale auf demselben Niveau, so ist der Neigungswinkel der Linear abfallenden Fläche allein durch die Menge Lr :J± @ragenen Materials bestimmt. B Ätzen von Silicium . cd als Elektrolyt Flusssäure ver- wendet, wobei mit einer ungefahr 5 gew.%igen Flusssäure besonders gute Ergebnisse erzielt werden. Es wird bei Zimmertemperatur geätzt. Bei Silicium wurden mit durchschnittlichen Stromdichten von # 200 mA/cm2 gute Ergebnisse, d. h., riechen mit einem einheitlichen Neigungswinkel und guter Oberflächenqualität rhalten. Bei einer Stromdichte oberhalb 200 mA/cm2 was die Atzung nicht mehr gut kontrollierbar. Bei einer Stromdichte von 200 mA/cm2 und unter Bestrahlung mit einer Stärke, die im ptimalen Bereich liegt, beträgt: die Ätzgeschwindigkeit von Silicium in die Tiefe 0,064 um pro sec. Da die zu ätzenden Vertiefungen oft Tiefen in der Grossenordnung von 1 um haber h., die Ätzdauern in der össenordnung von 15 s:. liegen, leuchtet es ein dass @@gen der Abhängigkeit der Ätztiete von der Atzdauer es schwierig Ist, Vertiefungen 5t festgelegter Tiefe repro du@@@@@ar zu erz@@gen, wenn so vorgegengen wird, dass der Str@@ einmal ein und nach 15 bis 20 Sekunden wieder abge schalt@t wird. Aus diesem Grund wrd gepulst geätzt. Die Pulsdauern können bei der verwendeten Stromversoru@ng @@@ischen 0,1 und 1,5 Sekunden liegen. Durch das g@@@ste @@@en wird auch ein übermässige@ Erwäomer @es Elek@@@lyten des Ätzens vermieden. Beim Ätzen von schwach N-dotiertem Silicium ist es erforder lich, die zu ätzende Fläche mit einer Lampe mit einem grossen Lichtanteil im nahen Infrarot zu bestrahlen. Diese Bestra lung ist notwendig, da im N-dotierten Silicium - anders als im P-dotierten - zu wenig Löcher vorhanden sind, um bei einer festgelegten Stromdichte einen homogenen Abtrag sicher zustellen. Dieser Mangel wird durch die Bestrahlung behoben. Damit die Lampe die gewünschte Wirkung hat, muss in ihrem Licht, dessen Wellenlänge einer Energie entspricht, welche etwas geringer als die Bandlücke ist, hoch sein. Die Bandlücke des Siliciums liegt bei ungefähr 1,1 eV, was einer Wellenlänge von ungefähr 1,3 um entspricht. Die in der Fig. 1 gezeigte Vorrichtung lässt sich zum Herstellen vom "Schrägschlirren" an Testplattchen, d. h., an Siliciumplättchen, welche für Charakterisierungszwecke mit den integrierte Schaltungen tragenden Produktplättchen bei Dotierungscperationen mitprozessiert werden, und welche dabei ganz flächig beispielsweise einer Diffusionsbehandlung unterworfen werden, verwenden. Die mittels der erfindungsge mässen Vorrichtung und des erfindpngsgemessen Verfahrens hergestellte, geneigte Fläche, welche im Querschnitt in der Fig. 1 gezeigt und mit der Ner 8 bezeichnet ist, kann, wenn es sich bei dem in der Fig ¯1 gezeigten Siliciumplätt chen 1 um ein solches Testplättchen, welches eine Diffusion behandlung durchgemacht hat, handelt, dazu benutzt werden, um gemäss der bekannten Anfärbemethode zur Messung der Eindringtiefe und mittels der punktweisen Messung des Aus breitungswlderstandes entlang der Fallinie der geneigten Fläche zur Messung des Dotierungsprofils benutzt werden. Mit der in der Fig. 2A gezeigten Vorrichtung bzw. Anordnung ist es möglich, eine Ätzung innerhalb eines sehr kleinen Bereichs, beispielsweise in dem Gebiet eines Halbleiterplättchens, welches sich zwischen den Chips befindet und welches beim Zerschneiden des Halbleiterplättchens in Chips wegfällt, vorzunehmen. Die Fig. 2A zeigt in Aufsicht Ausschnitte aus zwei Leiterzügen 12 und 13 auf der Oberfläche 11 eines Siliciumplättchens. In dem Raum zwischen den beiden Leiterzügen 12 und 13 ist ein Tropfen wässriger Flusssäure so aufgebracht, dass er auch die beiden Leiterzüge 12 und 13 kontaktiert. In den Elektrolyttropfen taucht von oben ein Platindraht 15 ein. Werden nun die Leiterzüge 12 und 13 und der Platindraht 15 an ein Stromversorgungsgerät so angeschlossen, dass der Platindraht 15 zur Kathode wird, der Leiterzug 13 auf demselben Potential wie die Kathode und der Leiterzug 12 auf einem positiveren Potential als die Kathode liegt, so wird das Silicium zwischen den Leiterzügen 12 und 13 derart geätzt, dass die Ätzgeschwindigkeit senkrecht zu den Leiterzügen 12 und 13 linear zunimmt, wobei in unmittelbarer Nähe des Leiterzugs 13 die Ätzgeschwindigkeit Null ist. Dieses Ergebnis gibt die Fig. 2B wieder, welche einen Schnitt durch die in der Fig. 2A gezeigte Anordnung entlang der Linie A-A zeigt. Fig. 2B zeigt, dass man auch dann ein linear geneigtes Schnittprofil erhält, wenn das Siliciumplättchen aus einem P-dotiertem Substrat besteht, auf welchem, beispielsweise mittels des bekannten Epitaxieverfahrens der Reihe nach eine N-, eine P- und schliesslich noch einmal eine N-dotierte Siliciumschicht aufgebracht worden ist. Voraussetzung dafür ist, dass die zu ätzende Probe während des Ätzens mit einer festgelegten Bestrahlungsstärke bestrahlt wird. Der Einfluss der Bestrahlung auf das Ätzen soll anhand der Fig. 3 erläutert werden. Die Fig. 3 zeigt ein Diagramm, in der durch elektrochemisches Ätzen abgetragene Schichtdicken von P- und N-dotiertem Material über den Bestrahlungsstärken, denen das P- und N-dotiertes Silicium während des Ätzens ausgesetzt waren, aufgetragen sind. Beim ätzen wurde so vorgegangen, dass an dem zu ätzenden Material-jeweils nur ein Potential anlag, so dass das Material gleichmässig abgetragen wurde, d. h., dass beim Ätzen Vertiefungen mit zur Oberfläche, von der ausgegangen wurde, parallelen Böden entstanden. Zum Bestrahlen der zu ätzenden Proben wurde eine Halogenlampe mit Goldreflektor, welche von der Firma Osram unter der Typennummer 64635 vertrieben wird, verwendet. Die Lampe ist vorteilhaft, da in ihrem Licht der Anteil, dessen Wellenlänge einer Energie entspricht, welche etwas geringer als die Bandlücke ist, hoch ist. Die Bandlücke des Siliciums liegt bei ungefähr 1,1 eV, was einer Wellenlänge von ungefähr 1,3 pm entspricht. Die Lampe hatte von der zu ätzenden Probe ein Abstand von 5,0 cm und die Schichtdicke des aus 5-gew chtsprozentiger Flusssäure bestehenden Elektrolyten über der zu ätzenden Probe betrug 2,5 cm. In dem Elektrolyten wird längerwelliges Infrarotlicht stark absorbiert. 2 Geätzt wurden jeweils 0,5 mm@ grosse Flächen, indem sie bei einer Stromdichte von 100 mA/cm2 15 Sekunden lang mit dem Elektrolyten behandelt wurden. Die Lampenleistung wurde im Bereich zwischen 0 und 150 Watt (entsprechend einer Bestrahlungsstärke von 0 bis etwa 150 mW/cm2) variiert. Aus dem Diagramm ersieht man in erster Linie, dass - wie schon gesagt - die Geschwindigkeit, mit der sowohl N-dotiertes Silicium als auch P-dotiertes Silicium abgetragen wird, von der Bestrahlungsstärke abhängen, dass es eine Bestrahlungsstärke gibt, bei der N- und P-dotiertes Silicium etwa mit derselben Geschwindigkeit geätzt werden und die etwa die obere Grenze eines grösseren Bestrahlungsstärkenbereiches bildet, in welchem die Ätzgeschwindigkeiten beim Abtragen von P- und N-dotiertem Material nicht sehr voneinander verschieden sind und ausserdem relativ wenig von der Bestrahlungsstärke abhängig sind. Die genannte Bestrah lungsstärke liegt bei 70 mW/cm2 (entsprechend einer Lampenleistung von 80 Watt) . Ausserdem ist der Fig. 3 zu entnehmen, dass bei Bestrahlungsstärken W 150 mW/cm (ensprechend einer Lampenleistung von > 150 Watt), die Geschwindigkeit, mit welcher N-dotiertes Silicium geätzt wird, schlecht reproduzierbar ist, und dass bei Bestrahlungsstärken < 25 mW/cm2 (entsprechend einer Lampenleistung von ungefähr < 50 Watt) die Geschwindigkeit, mit welcher N-dotiertes Silicium abgetragen wird, sehr stark von der Bestrahlungsstärke abhängt. Wie festgestellt wurde, ist die schlechte Reproduzierbarkeit des Ätzens bei kleinen Bestrahlungsstärken darauf zurückzuführen, dass dabei kein paralleler Schichtabtrag erfolgt, sondern eine Oberfläche erhalten wird, die neben Bereichen, welche kaum angegriffen sind, sehr tiefe Gräben aufweist. Die der Fig. 3 zugrundeliegenden Messungen wurden an Proben aus P- und N-dotiertem Silicium, welche jeweils ungefähr 15 3 7 x 10 Dotierungsatome/cm enthielten, durchgeführt. Die in der Fig. 3 aufgezeigten Ergebnisse sind jedoch repräsentativ für einen grossen Bereich sowohl der N- als auch der P Dotierungskonzentration. Dies wurde anhand von Versuchen festgestellt, bei welchen 3 Proben aus P-dotiertem Silicium, deren Dotierungskonzentrationen zwischen 1 x 1015 und 1 x 1019 Dotierungsatomen/cm3 lagen und 7 Proben N-dotiertem Silicium, deren Dotierungskonzentration zwischen 1 x 1015 und 5 x 1019 3 Dotierungsatomen/cm lagen, geätzt wurden. Bei allen Ver- suchen wurde mit derselben Bestrahlungsstärke und auch sonst bei gleichen Bedingungen geätzt. Es wurde gefunden, dass bei den Proben vom gleichen Leitfähigkeitstyp innerhalb der Mess genauigkeit die Ahtrtungsgeschwindigkeit konstant, d. h. unabhängig von der Dctierungskonzentration war. Mit der erfindungsgemässen Verfahren, ist es, wie die eben besprochenen Messungen zeigen, möglich, P- und N-dotiertes Silicium elektrochemisch mit genau definierter Abtragungs geschhndigkeit zu Ätzen insbesondere ist es möglich, durch eine entsprechende E anstellung der Bestrahlungsstärke P- und N-dctiertes Material mit derselben Geschwindigkeit abzu ragen. Dadurch werden viele Anwendungen, bei denen P- und K-dotierte Siliciumbereiche entwedergleichzeitig oder nacheinander geätzt werden, wesentlich vereinfacht oder sogar erst ermöglicht Beispielsweise lässt sich so auch das in der Fic 25 gezeigte Ätzprcfil erzeugen. Auch dann, uenr das Siliciumplättchen1 dessen Ätzung anhand der Fig 2 und 2 weiter cben besprochen wurde, so selektiv geätzt werden soll, dass eine gelichmässige Abtragung, d. h. eine Abtragung parallel zur Oberfläche 11, erfolgen soll, (dies wird erreicht, Indem beim Ätzen an den Leiterzügen 12 und 18 dasselbe Potential liegt), ist es vorteilhaft, wenn die N- unn die P-dotierten Schichten einerseits mit definierter und andererseits mit derselben Geschwindigkeit abgetragen werden. Nur dann nämlich, wenn die Abtragungsgeschwindigkeit bekannt ist und für P- und N-dotiertes Silicium gleich ist, lässt sc durch einfache Versuche beispielsweise an einheitlich dotierten Testplättchen die Zeitdauer ermitteln, welche erforderlich ist, um die Epitaxiseschicht bis zum P-dotierten Substrat selektiv wegzu ätzen. Dieselbe obtracurlgsgesçhwinGigkeit beim Ätzen von P- und N Silicium oder wenigsten eine btragungsgeschwindigkeit, welche f die beider @aterialien eindeutig definiert ist, ist auch notwendig, wenn bei der Messung des vertikalen Dotierungsprofils in einem Halvleitersubstrat, in welchem Bereiche, wie z. B. der Emitter- und ein Teil des Basisbereichs in einem Bipolartransistor, übereinanderliegen, wel- che sich im Leitfähigkeitstyp unterscheiden, so vorgegangen wird, dass das Halbleitermaterial Schicht um Schicht abgetragen wird und nach jeder Abtragung einer Schicht der Schichtwiderstand (Rs) gemessen wird. Wenn dabei nicht genau bekannt ist, wie dick die bei jedem Abtragungsschritt abgetragenen Schichten sind, so ist die Ermittlung des Diffusionsprofils, d. h. die Kurve, welche erhalten wird, wenn die Dotierungskonzentration über den zugehörigen Abstand zur Subs ratoberfläche aufgetragen wird, nicht möglich. Dass die Abtragung von Silicium beim elektrochemischen Ätzen in wässriger Flusssäure, abgesehen von der Bestrahlung, nur von der überführten Ladung, aber nicht vom Leitungstyp und von der Dotierungskonzentration abhängt, wurde durch Versuche bestätigt. In der folgenden Tabelle sind von 9 Proben der Leitungstyp, die Dotierungskonzentration, die Bedingungen unter denen sie geätzt wurden und die dabei erzielten Ergebnisse aufgelistet. Die Abtragung erfolgte bei allen Proben parallel zur ursprünglichen Halbleiteroberfläche. TABELLE Versuchs- Leitungs- Dotierungs- Überführte Ladung Abgetragenens Bedingungen Bemerkungen nummer typ stoff konz. in dabei er- Volumen/A sec A sec erreichte (mm /A sec) Atom/cm Ätztiefe in m 1 N 1017 6,51#10-3 0,36 2,82#10-2 mit Beleuch- Abtrag homo tung gepul- gen ste Ätzung 2 N 2#1017 7,8 #10-3 0,48 3,14#10-2 " " 3 N 1018 2,86#10-3 0,19 3,38#10-2 " " 4 N 1018 4,03#10-3 0,23 2,91#10-2 " " 5 N 1020 8,24#10-3 0,54 3,34#10-2 " " 6 P 1017 6,08#10-3 0,39 3,27#10-2 " " 7 P 1018 10,85#10-3 0,70 3,29#10-2 " " 8 P 1020 1,97#10-3 0,12 3,10#10-2 Ohne Beleuch- Abtrag homo tung gen 9 N 1018 - - - " zernarbte Oberfläche, keine defi nierte Mes sung mögl. Geätzt wurde jeweils eine 0,5 mm2 grosse Fläche. Bei allen Versuchen lagen die Stromdichten zwischen 50 und 150 mA/cm2. Zur Beleuchtung wurde der Halogen-Infrarot-Reflektorstrahler Nr. 64 635 von der Firma Osram verwendet. Die Bestrahlungsstärke wurde bei den Versuchen 1 - 7 so eingestellt, dass Pund N-Silicium bei sonst gleichen Bedingungen etwa mit derselben Geschwindigkeit geätzt wurden. Die sich aus der Tabelle ergebenden -Schwankungen der Ätzgeschwindigkeit liegen innerhalb der v 0,03 pin liegenden Messungenauigkeit des verwendeten Dicken-Messgeräts. Anhand der Fign. 4A bis 4C soll nun erläutert werden, wie mittels der Fig. 4A gezeigten Anordnung, welche im Prinzip der in der Fig. 2A gezeigten Anordnung ähnlich ist, eine Vielzahl von Vertiefungen, welche entweder einen gegenüber der Oberfläche geneigten (Fig. 4B) oder einen zur Oberfläche parallelen Boden (Fig. 4C) aufweisen. Auf der Oberfläche 11 des Halbleiterplättchens 10, welches in der Fig. 4A im Querschnitt gezeigt ist, sind Leiterzüge 12 und 13 aufgebracht, welche mindestens an den Stellen, an welchen später geätzt werden soll, parallel zueinander verlaufen. In der Fig. 4A sind auch schematisch Verbindungen 16 und 17 gezeigt, welche die Leiterzüge 12 bzw. 13 unter einander und mit dem nicht gezeigten Stromversorgungsgerät verbinden. In der Realität können die Verbindungen 16 und 17 in der gleichen Ebene wie die Leiterzüge 12 und 13 oder auch in einer darüber liegenden Ebene liegen, welche von der die Leiterzüge 12 und 13 bildenden Ebene - abgesehen von senkrecht verlaufenden Verbindungsstücken - durch eine iso liegende Schicht getrennt ist. Die Leiterzüge bestehen aus einem Material, zienches von der Flusssäure höchstens sehr t07enig angegriffen wird; beispielsweise aus Gold und/oder sie sind rttels eIner passi;ierenden Schicht, welche aus einem Oxid, Siliciumnitrid oder Photolack besteht, vor dem Ätzangriff der Flusssäure geschützt. Zum tzen wird das Halbleiterplättchen 10 vorzugsweise in der folgenden Weise vorbereitet: Auf dem Halbleiterplättchen werden die Leiterzüge 12 und 13 und die Verbindungen 16 und 17, sofern diese auf derselben Ebene wie die Leiterzüge liegen sollen, mittels irgendwelcher bekannter Verfahren, beispielsweise mittels ganzflächigen Auf dampfens des Leiterzugmaterials und anschliessenden subtraktiven Ätzens oder mittels des Abhebeverfahrens (lift-off) erzeugt Anschliessend wird ganzflächig eine Schicht aus einem gegenüber Flusssäure resistenten, Isolierenden Material aufgebracht. Nun wird auf photolithographischem Weg, dort wo das Halbleitermaterial geätzt werden soll, das resistente Material entfernt und in dieses Material entweder je ein Kontaktloch zu den Verbindungen 16 und 17 oder, sofern diese Verbindungen noch nicht erzeugt worden sind, zu jedem. Leiterzug 12 und 13 je ein Durchführungsloch geätzt. Müssen die Verbindungen 16 und 17 noch erzeugt werden, so werden diese mittels des Abhebeverfahrens auf der Schicht aus dem resistenten Material unter Berücksichtigung der Durchführungslöcher und der freiliegenden Halbleiterflächen aus einem gegen Flusssäure resistenten leitfähigen Material hergestellt. Als resistentes isolierendes Material kommen die zum Abdecken der Leiterzüge genannten Materialien in Frage. Auf das so präparierte Halbleiterplättchen wird nun ein Gefäss gestülpt, wie es anhand der Fig. 1 besprochen worden ist. Das Gefäss hat in diesem Fall eine Öffnung am Boden, welche so gross ist, dass der Teil des Halbleiterplättchens 10, In welchem die zu ätzenden Bereiche liegen, in der Gefässöffnung freiliegt. Die Dichtung zwischen dem Gefäss und dem Halbleiterplättchen 10 erfolgt wie oben angegeben mittels eines Vitonrings. Die Verbindungen 16 und 17 sind unter dem Vitonring hindurch nach aussen geführt. Wird nun ungefähr 5 gewichtsprozentige Flusssäure in das Gefäss eingefüllt, ein Platindraht als Kathode in die Flusssäure eingetaucht und der Platindraht und die Verbindung 16 und damit auch die Leiterzüge 12 auf dasselbe und die Verbindung i7 und damit auch die Leiterzüge 13 auf ein gegenüber dem Kathodenpotential positiveres Potential gelegt, so erhält man nach einer festgelegten Anzahl von Ätzpulsen eine Struktur, welche die Fig. 4B im Querschnitt nach der Entfernung der Leiterzüge 12 und 13 und der Verbindungen 16 und 17 zeigt. Man erkennt die Vertiefungen 18 mit geneigtem Boden. Zur Herstellung der in der Fig. 4C im Querschnitt gezeigten Struktur mit einem waagrechten Boden aufweisenden Vertiefungen 19 muss die Stromversorgung anders erfolgen als bei der Herstellung der in Fig. 4B gezeigten Struktur: Entweder liegen die Verbin dingen 16 und 17 auf demselben, gegenüber der Kathode posi tieren Potential oder liegt zwar die eine der Verbindungen 16 bzw. 17 auf dem Kathodenpotential und die andere auf einem demgegenüber positiveren Potential, jedoch wechselt die auf dem Kathodenpotential liegende und entsprechend die auf dem posltiveren Potential liegende Verbindung bei jedem tzpuls. Eine Möglichkeit der Bedeckung eines Halbleiterplättchens mit Leiterzügen 12 und 13 und mit Verbindungen 16 und 17, Welche alle in einer Ebene liegen, zeigt die Fig. 5. Das Halbleiterplättchen ist dabei so maskiert, dass nur Bereiche zwischen j eRfeils bc-nachbarten Leiterzügen 12 und 13 dem .ktzangriff auicesetzt sind. Das-Halbleiterplättchen ist über die Anr c: se 5 sind 41 mit der (nicht gezeigten) Stromversorgung verbunden. Im folg@@@@ wird annand der Fign. 6A bis 6C eine beispielhafte Anvendang des orfindungsgemässen Verfahrens bei der Herstellung dicht gepackter integrierter Schaltungsbausteine beschrieben. In der Fig. 6A ist ein Ausschnitt aus einem Siliciumplättchen 20 im Querschnitt gezeigt, welches ein dotiertes Substrat 21 aufweist, in welchem ein N+-dotierter Bereich 22 beispielsweise mittels einer Diffusion erzeugt worden ist und auf welches eine P-dotierte Epitaxieschicht 23 und auf dieser eine P -dotierte Epitaxieschicht 24 aufgewachsen worden ist, wobei ein Teil des Dotierungsstoff im Bereich 22 in die aufwachsende Epitaxieschicht 23 eingebaut worden ist. Die Epitaxieschicht 24 wurde mittels eines bekannten Dotierungsverfahrens 1 beispielsweise mittels Diffusion oder lonenimplantation oberflächlich in eine dotierte Schicht 25 umgewandelt. Auf die Halbleiteroberfläche sind mittels bekannter Verfahren die Leiter züge 28 und 29 aufgebracht worden In diese Struktur wurden mittels des erfindungsgemässen Verfahrens die Vertiefungen 26 und 27 geätzt, indem - wie oben beschrieben die Siliciumoberfläche einer ungefähr 5 gewichtsprozentigen Flusssäurelösung ausgesetzt wurde und an die Leiter züge 28 dieselbe Spannung wie an die Kathode gelegt wurde und durch eine entsprechende Stromführung und Einstellung der Stromdichte erreicht wurde, dass an den Leiterzug 29 ein ur etwa 30 V positiveres Poten- tial als an der Kathode lag. Da durch eine P- und N-dotierte Schichten aufweisende Struktur hindurch geätzt werden sollte und dabei ebene, geneigte Flächen entstehen sollten, wurde ausserdem bestrahlt, wobei - wie oben angegeben - die Bestrahlungsstärke so eingestellt wurde1 dass P- und N-dotierte Schichten gleich schnell geätzt wurden Man sieht, dass in der Vertiefung 27 die geneigte Fläche in der Fallinie länger und eine geringere Neigung 5egs ber der der Halbleiterober- fläche aufweist als die geneigte Fläche in der Vertiefung 26. Dies wird einfach dadurch erreicht, dass die Leiterzüge 28 und 29 so aufgebracht werden, dass die die Vertiefung 27 begrenzenden Leiterzüge einen grösseren Abstand von einander haben als die die Vertiefung 26 begrenzenden Leiterzüge. Dadurch dass der Leiterzug 29 sowohl die Vertiefung 27 als auch die Vertiefung 26 begrenzt, ist sichergestellt, dass an beiden zu ätzenden Flächen dasselbe positive Potential anliegt und deshalb beide Vertiefungen bis in dieselbe Tiefe reichen. Wie man sieht reicht die geneigte Fläche in den Vertiefungen 26 und 27 von der N+-dotierten Schicht 25 bis in den N -dotierten Bereich 22 hinein. Nach dem Entfernen der Leiterzüge 28 und 29 wurde thermisch oxidiert, wobei die dicke Oxidschicht 30 entstand. Anschliessend wurden in die Oxidschicht 30 Fenster zu der N+-dotierten Schicht 25 und ausserdem in den Vertiefungen je eine Öffnung derart geätzt, dass die geneigten Flächen im P-dotierten Bereich freigelegt wurden. Anschliessend wurde in den Öffnungen in den Vertiefungen 26 und 27 dünne Oxidschichten 31 aufgewachsen und schliesslich wurden die Kontakte bzw. Leitungen 32, 33 und 34 mittels bekannter Verfahren hergestellt. Die dann vorliegende Struktur zeigt die Fig. 6B im Querschnitt. Das Ersatzschaltbild der erzeugten Schaltung ist in der Fig. 6C abgebildet. Es handelt sich dabei um einen Inverter. Für ein Inverter ist wesentlich, dass der eine Feldeffekttransistor einen grösseren Kanalwlderstand als der andere hat. Mit dem erfindungsgemässen Verfahren ist es ohne weiteres möglich dieser Forderung auch darm zu genügen, wenn die Kanäle entlang geneigter Flächen verlaufen, indem einfach geneigte Flächen mit unterschiedliche Neigungswinkel und dadurch unterschiedliche anallcingen erzeugt werden. Mittels der bekannten V-Kerbentechnik, auf welche in der Einleitung eingegangen worden ist, ist es nicht so leicht möglich in den )Kerben erzeugte F eldef-fekttransistoren mit unterschiedlichen 1anak derstnden zu erzeugen. Andere Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung insbesondere bei der Herstellung von miniaturisierten Bauteile sind beispielsweise das Ätzen von Tintenstrahldrucker-Düsen und die Erzeugung von Isolationswannen zur Isolation von Halbleiterbauteilen von einander, wobei das "Vogelschnabel" Problem, welches beim Füllen der Wanne mit S102 mittels thermischer Oxidation auftritt, verkleinert wird. Abschliessend ein Ausführungsbeispiel: Unter Verwendung einer Anordnung, wie sie in der Fig. 1 2 dargestellt ist, wurde eine 0,5 cm grosse Fläche eines Siliciumplättchens mittels des erfindungsgemässen Verfahrens geätzt. Das Siliciumplättchen war homogen dotiert, hatte P Leitfähigkeit und die Konzentration des Dotierungsstoffs lag bei 7-1014 Atomen/cm3. Auf das runde Siliciumplättchen war in Form zweier Segmente eine dünne Gold schicht aufgebracht worden. Die beiden Goldsegmente hatten zwei zueinander parallele Sekanten, deren Abstand voneinander gleich der Länge der zu ätzenden Fläche war. Als Elektrolyt wurde 5 gewichtsprozentige Flusssäure verwendet. An die Goldsegmente wurden unterschiedliche Spannungen gelegt, von denen die eine gleich dem Kathodenpotential und die andere positiver als das Kathodenpotential war. Es wurde gepulst, geätzt. Während der Ätzpulse wurde eine durchschnittliche (über die 2 zu ätzende Fläche) Stromdichte von 200 mA/an konstant aufrechterhalten, wobei eine Stromversorgung verwendet wurde, welche eine Spannung von bis zu 100 V zwischen Kathode und Anode aufrechtzuerhalten erlaubt. Die Ätzpulse hatten eine Dauer von 1 sec. Nach ungefähr 3300 Ätzpulsen wurde eine senkrecht zu den Sekanten der Goldsegmente linear geneigte Fläche mit einem Neigungswinkel gegenüber der ursprünglichen Oberfläche von 60 erhalten. Die geneigte Fläche hatte eine sehr gute Oberflächenqualität.

Claims: PATENTANSPRÜCHE 1. Anordnung zum selektiven, elektrochemischen Ätzen der Oberfläche eines Werkstücks, welche eine Stromversor gung, eine Kathode, Mittel um das Werkstück als Anode zu schalten und Vorkehrungen, um die zu ätzende Ober fläche mit dem Elektrolyten zu bedecken aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung (7) und die Mittel (5, 6; 12, 16, 13, 17) so ausgebildet sind, dass an dem Werkstück (1, 10, 20) zwei Potentiale liegen, von denen das eine mindestens so positiv wie das Kathodenpotential und das andere positiver als das Kathodenpotential ist. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (20) viele zu ätzende Bereiche, wel che je von zwei einander gegenüberliegenden Leiterzügen (12, 13) begrenzt sind und zwei Anschlüsse (40, 41) zum Anlegen der beiden Potentiale aufweist und dass jeder der Leiterzüge (12, 13) über Verbindungen (16, 17) derart mit einem der Anschlüsse (40, 41) verbunden ist, dass benachbarte einander gegenüberliegende Leiterzüge (12, 13) in keinem Fall am gleichen Anschluss (40, 41) liegen. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass sie eine Lampe mit einem hohen Lichtanteil im nahen Infrarotbereichzur Bestrahlung der zu ätzenden Fläche aufweist. 4. Verfahren zum selektiv, elektrochemischen Ätzen von Werkstückoberflächen, insbesondere unter Benutzung einer Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine festgelegte Stromdichte zwischen Werkstück und Kathode eingestellt wird, während sich die Potentiale aufgrund des Stroms und der zu überwindenden Wider stände einstellen. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine durchschnittliche (über die zu ätzende Fläche) Stromdichte von < 200 mA/cm2 eingestellt wird. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass gepulst geätzt wird. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an einander gegenüberliegenden Seiten des zu ätzenden Bereichs bzw. der zu ätzenden Bereiche der Werkstückoberfläche (11) je ein Potential gelegt wird und die nicht zu ätzenden Bereiche maskiert werden. 8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung von Vertiefungen (19) mit zur ur sprünglichen Oberfläche (11) parallelem Boden jeweils nach festgelegten konstanten Bruchteilen der Ätzzeit die beiden an der Anode liegenden Potentiale vertauscht werden. 9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung von Vertiefungen (19) mit zur ur sprünglichen Werkstückoberfläche (11) parallelem Boden an die gesamte zu ätzende Fläche dasselbe Potential gelegt wird. 10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Halbleitermaterial geätzt wird. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Halbleitermaterial aus der Gruppe Intrinsisches Silicium, P-dotiertes Silicium, N-dotiertes Silicium, Germanium und Galliumarsenid geätzt wird, wobei zum Ätzen von Silicium 2 bis 10 gew.%ige Flusssäure ver wendet wird. 12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Ätzmedium ausgesetzte Fläche während des Ätzens mit nahem Infrarotlicht bestrahlt wird. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeiten, mit welchen P- und N-do tiertes Silicium geätzt werden, ausser über bekannte Parameter, die die Stromdichte, zusätzlich über die Bestrahlungsstärke, mit welcher die zu ätzende Fläche bestrahlt wird, gesteuert werden. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ätzen mit einer mindestens im Wellenlängenbe reich von 700 bis 1300 rm kontinuierlich emittierenden Lampe mit einer Bestrahlungsstärke bestrahlt wird, wel che im ellenlngebereich von 720 bis 800 nm zwischen etwa 25 und etwa 150 mW/cm2 liegt, wobei die entsprechenden Verteilungstemperaturen der Lampe zwischen etwa 2550 und etwa 3400 0K liegen, und die Schichtdicke des Elektrolyten 25 mm beträgt.

Inventors: BUHNE, JOACHIM, FROSCH, ALBERT, SCHAFER, ROLF, DR., STOFFEL, AXEL, DR., Bühne, Joachim, Schäfer, Rolf, Dr.
Applicants: INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION
Application year: 1980
Main classification: H01L21
IPC codes: C25F3, H01L21