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Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, bei der auf einer einem Halbleiterkörper, vorzugsweise aus Silizium, zugehörenden (z. B. p-) Schicht des einen Leitfähig- keitstyps, welche einen pn-Übergang mit dem weiteren Teil des (z. B. n-) Halbleiterkörpers bildet, eine
Gleichricht- und eine ohmsche Elektrode angebracht werden, vorzugsweise nebeneinander, in dem Mengen von Elektrodenmaterial auf die Schicht aufgeschmolzen werden.
Ein übliches Verfahren, z. B. bei einem Germaniumkörper zum Anbringen einer Gleichrichtelektrode auf einer einem Halbleiterkörper zugehörenden Schicht, wird durch die Legierungsdiffusionsverfahren gebildet. Dabei wird eine Menge von Elektrodenmaterial auf die Schicht aufgeschmolzen, wobei durch vorwiegende Diffusion einer Verunreinigung eines Leitfähigkeitstyps eine diffundierte Zone dieses Typs erhalten wird und durch vorwiegende Segregation von Verunreinigungen des andernLeitfähigkeitstyps eine rekristallisierte Zone des andern Leitfähigkeitstyps erzielt wird.
Da die diffundierte Zone durch Dif- fusion von Verunreinigungen aus der Schmelze oder aus einer bereits rekristallisierten Schicht erhalten wird, ist die Stärke und die Konzentration von Verunreinigungen in dieser diffundierten Zone genau be- stimmbar, sofern die Menge der Verunreinigungen in der Schmelze genau bestimmt sind. Die zu diffun- dierenden Verunreinigungen, wie z. B. Aluminium und Arsen, werden im Falle von Germanium bereits dem aufzuschmelzenden Material zugesetzt oder in einer späteren Stufe aus der Umgebung in das bereits auf geschmolzene Elektrodenmaterial aufgenommen.
Obgleich ein solches Verfahren im Falle von Germanium mit den erwähnten Verunreinigungen genügt, treten bei andern Halbleitermaterialien, wie z. B. Silizium, Schwierigkeiten auf, da die Löslichkeit von Verunreinigungen, welche man auf Grund ihrer günstigen Eigenschaften verwenden möchte, in dem Elektrodenmaterial so gross ist, dass eine genaue Dosierung dieser Verunreinigungen in dem Elektrodenmaterial nahezu unmöglich ist. Diese Schwierigkeiten treten z. B. auf bei Verwendung von Borverunreinigungen im Falle von Silizium infolge der grossen Löslichkeit von Bor in den üblichen Elektrodenmaterialien, während durch die Diffusion von Bor diffundierte Schichten mit dem gewünschten niedrigen spezifischen Widerstand erhalten werden können.
Weiter ist eine technologisch einfache Methode erwünscht, um die Schicht ausserdem mit einem ohmschen Kontakt, z. B. im Falle einer Transistorstruktur mit einem Basiskontakt, zu versehen.
Gemäss der Erfindung wird das eingangs erwähnte Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass eine erste und eine zweite Menge von Elektrodenmaterial der gleichen Zusammensetzung und vorzugsweise der gleichen Quantität auf die Schicht aufgeschmolzen werden und wobei die beiden aufgeschmolzenen Mengen von Elektrodenmaterial Verunreinigungen des andern (z. B. n-) Leitfähigkeitstyps enthalten, und wobei unterhalb der aufgeschmolzenen Mengen von Elektrodenmaterial diffundierte Zonen des einen (z. B. p-) Leitfähigkeitstyps durch Diffusion von Verunreinigungen dieses Typs entstehen, die im wesentlichen aus in den Mengen von Elektrodenmaterial gelösten Teilen der Schicht erhalten werden, während bei der ersten Menge von Elektrodenmaterial eine rekristallisierte Zone des andern (z.
B. n-) Leitfähigkeitstyps durch die Anwesenheit von den genannten Verunreinigungen dieses Typs im aufgeschmolzenen Elektrodenmaterial entsteht, wohingegen bei der zweiten Menge von Elektrodenmaterial eine rekristallisierte Zone des einen (z. B. p-) Leitfähigkeitstyps dadurch entsteht, dass in diese Menge von Elektrodenmaterial eine grössere Menge von Verunreinigungen des einen (z. B. p-) Leitfähigkeitstyps aufgenommen wird als in die erste Menge von Elektrodenmaterial. Es wird auf diese Weise gesichert, dass die Menge Verunreinigungen des einen Leitfähigkeitstyps, die in das aufgeschmolzene Elektrodenmaterial, insbesondere in die erste Menge, aufgenommen wird, genau durch den Gehalt dieser Verunreinigungen in der erwähnten Schicht bedingt wird. Diese Schicht kann z.
B. durch Diffusion erhalten werden, so dass der Gehalt an Verunreinigungen dieser Schicht sich genau einstellen lässt. Weiter wird auf technologisch einfache Weise vorzugsweise gleichzeitig mit der Gleichrichtelektrode eine ohmsche Elektrode auf der Schicht erhalten, wobei für die beiden Elektroden von gleichen aufzuschmelzenden Mengen Elektrodenmaterial ausgegangen werden kann.
Während des Aufschmelzens der Mengen Elektrodenmaterial dringen die erhaltenen Schmelzen durch die Schicht, so dass die zu erhaltende diffundierte Zone nicht durch einen noch vorhandenen Teil der Schicht beeinflusst wird.
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Der Unterschied zwischen den Leitfähigkeitstypen der rekristallisierten Zonen kann dadurch erzielt werden, dass die beiden Mengen Elektrodenmaterial an Stellen der Schicht aufgeschmolzen werden, an welchen der Gehalt an Verunreinigungen des einen Leitfähigkeitstyps in der Schicht verschieden ist, z. B. da die Schicht örtlich Stärkeunterschiede aufweist, welche durch örtliches Entfernen von Oberflächenteilen der Schicht oder dadurch erhalten werden können, dass die Schicht durch Diffusion von Verunreinigungen in den Halbleiterkörper hergestellt wird, wobei örtlich eine längere Zeit und tiefer diffundiert wird. Die erste Menge von Elektrodenmaterial wird auf einen dünneren Teil der Schicht als die zweite Menge auflegiert.
Obgleich ein Verfahren nach der Erfindung vorteilhaft bei einem Halbleiterkörper z. B. aus Germanium durchgeführt werden kann, wird es vorzugsweise bei einem Siliziumhalbleiterkörper verwendet. Die erwähnte Schicht ist dabei eine durch Diffusion von Bor im Halbleiterkörper erhaltene Schicht. Das aufzuschmelzende Elektrodenmaterial kann aus Zinn oder einer Zinn-Arsen-Legierung bestehen, während der zweiten Menge Elektrodenmaterial Aluminium und/oder Bor zugesetzt wird, z. B. in Form einer Suspension in einer Flüssigkeit.
Auf dem nicht zu der erwähnten Schicht gehörenden Teil des Halbleiterkörpers kann ein ohmscher Kontakt angebracht werden, so dass eine Transistorstruktur erhalten wird.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der schematischen Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
In den Fig. 1, 3 und 5 sind Querschnitte und in Fig. 6 eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung in verschiedenen Herstellungsstufen bei einer ersten Ausführungsform eines Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung dargestellt. Fig. 2 zeigt ein Diagramm, an Hand dessen das Verfahren teilweise erläutert wird und Fig. 4 zeigt, im Querschnitt, eine Vorrichtung, die zur Durchführung eines solchen Verfahrens verwendet wird. Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch eine Halbleitervorrichtung in einer Stufe bei einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung und Fig. 8-11 zeigen Schnitte durch eine Halbleitervorrichtung in verschiedenen Stufen bei einer dritten Ausführungsform des Verfahrens
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Eine n-Typ-Einkristall-Siliziumscheibe von 3 x2 x0, 15 mm hat einen bestimmten Gehalt an Phosphorverunreinigung und einen spezifischen Widerstand von 2 Ohm cm. Aus der Dampfphase wird Bor in die Scheibe eindiffundiert.
Die Scheibe wird in einen Ofen gebracht, durch den ein Strom reinen Stickstoffes, welcher über Di- äthylenglykol mit einem Wassergehalt von 4 Vol.-% bei einer Temperatur von etwa 0 C geleitet wurde, geführt wird. Der Wasserdampfgehalt des Stickstoffes wird auf diese Weise geregelt und der Stickstoff mit dem Wasserdampf strömt über ein kreisförmiges Schiffchen von 1, 5 cm2 mit käuflich erhältlichem, reinem Bor, das tatsächlich einen kleinen Gehalt an Bordioxyd enthält. Die Quelle von Bordampf und die Scheibe werden zwei Stunden auf einer Temperatur von etwa 1200 C unter einem Stickstoffstrom von 0, 5 1/min gehalten, so dass eine p-Typ-Diffusionsschicht mit einer Tiefe von etwa 6 fJ. mit einer mittleren Konzentration von etwa 5 x 1019 Boratomen pro cm3 an der Scheibenoberfläche gebildet wird.
Eine Seite der Scheibe wird z. B. durch ein Ätzmittel aus konzentrierter Salpetersäure, 40% Fluorwasserstoff und Eisessig in einem Volumsverhältnis von 20 : 12 : 24 weggeätzt, wodurch ein Körper nach Fig. 1 entsteht, der aus einem n-Typ-Teil l mit einer p-Typ-Oberflächendiffusionsschicht 2 besteht.
Fig. 2 zeigt eine graphische, logarithmische Darstellung der Konzentration an Ladungsträgern pro Kubikzentimeter (log c) gegenüber dem Abstand (S), von der Körperoberfläche her gemessen. Die Konzentration an Akzeptoren wird durch Kurve 3 und die der Donatoren durch die Linie 4 angedeutet. Der Abstand 5, d. h. die Tiefe des pn-Überganges, beträgt etwa 6 [i.
Darauf wird eine Maskierungsschicht auf dem durch die Linie 6 angegebenen Bereich in Fig. 1 angebracht und das Ganze wird in ein Ätzmittel aus konzentrierter Salpetersäure, 40% Fluorwasserstoff und Eisessig in einem Volumsverhältnis von 20 : 12 : 12 bei Zimmertemperatur während etwa 35 sec zum Entfernen von etwa 12 {JL des Körpers 1, 2 mit Ausnahme der von der Maskierungsschicht abgedeckten Stelle getaucht.
Darauf wird eine Maskierungsschicht auf dem durch die Linie 7 in Fig. 1 angedeuteten Bereich angebracht und das Ganze wird in ein Ätzbad, das aus konzentrierter Salpetersäure, 40% Fluorwasserstoff und Eisessig in einem Volumsverhältnis von 20 : 12 : 24 besteht, bei Zimmertemperatur während etwa 25 sec zum Entfernen von etwa 2 fi. des Körpers 1, 2 mit Ausnahme der von der Maskierungsschicht abgedeckten Stelle getaucht.
Ein geeignetes Material für die Maskierungsschicht ist ein Wachs, das käuflich unter dem Namen "Aprizon" (H. 230/14) erhältlich ist und in Xylol gelöst wird. Nach Anbringung der Lösung auf dem gewünschten Oberflächengebiet wird das Wachs während 10 min auf 40 C erhitzt. Nach jeder Ätzstufe wird die Maskierungsschicht in Trichloräthylen gelöst.
Auf jede der drei erwähnten Ätzbehandlungen folgt eine Waschung in deionisiertem Wasser.
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der Akzeptorverunreinigungen entspricht dem Wert bei 5=0 in Fig. 2. Bei der Ebene 10 ist die ursprüngliche Oberfläche zum Erzielen einer neuen Ebene, in welcher Donatorverunreinigungen vorherrschen, entsprechend einem Wert von S, welcher grösser ist als der mit 5 bezeichnete Abstand, weggeätzt.
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Eine Scheibe SnAs (99% Gew.-% Zinn) mit einem Durchmesser von etwa 0, 4 mm und einer Stärke von etwa 0, 1 mm ist nahezu zentral auf jeder Ebene 8, 9 und 10 angebracht, worauf das Ganze in einer Wasserstoff-Arsen-Atmosphäre erhitzt wird.
Fig. 4 zeigt eine Ofenvorrichtung, in der sich die Erhitzung bequem durchführen lässt. Diese Vorrichtung ist bereits in der brit. Patentschrift Nr. 12, 625/59 beschrieben. Die Vorrichtung enthält drei Teile 12, 13 und 14, die durch konische Zwischenstücke miteinander verbunden sind.
Ein ringförmiger Ansatz 15 auf der Pyrexglaswand des Teiles 12 ist durch einen Platinzylinder 16
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und eine Verbrennungsöffnung 20 und weist ferner eine Heizwicklung 21 auf.
Der Teil 13 besteht aus Quarz und hat eine Aussenwand 22, auf der durch einen ringförmigen Ansatz 23 ein langes Rohr 24 befestigt ist, das in Fig. 4 waagrecht gezeichnet ist und welches zwischen seinen Enden einen vertieften Teil 25 aufweist, und welches in einen offenen, zylindrischen Teil 26 ausmündet, dessen Längsachse in Fig. 4 vertikal gezeichnet ist. Ein Abfuhrrohr 27 auf der rechten Seite des Ansatzes 23 in Fig. 4 dient zur Verbindung mit einem Vakuumpumpensystem.
Der Teil 14 ist ein rohrförmiger Kolben, der an einem Ende in einen geschlossenen Teil 28 und am andern Ende in einen aufgeweiteten Teil 29 übergeht, um eine konische Verbindung mit einem entsprechenden Endteil der Wand 22 des Teiles 13 zu erzielen.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt :
Der Teil 13 ist an einer Abstützung befestigt ; es wird l g metallischen Arsens 30 in dem Rohr 24 in einem Quarzschiffchen (nicht dargestellt) angebracht, das in dem vertieften Teil 25 untergebracht ist. Die Einkristallscheibe 1, 2 mit den Ebenen 8, 9 und 10, wie vorstehend beschrieben, wird in dem Teil 26 untergebracht. Scheiben 31, 32 und 33 aus SnAs werden nahezu zentral auf jeder Ebene angeordnet.
Die Scheibe 1, 2 kann in einer Legierform (nicht dargestellt) abgestützt werden und die Legierform oder die Scheibe 1, 2, wenn keine Legierform vorhanden ist, wird von dem Rohr 24 innerhalb des Teiles 26 abgestützt. Eine Scheibe 36 aus Quarz mit einer kleinen zentralen Öffnung wird auf das offene Ende des Teiles 26 gebracht.
Das Rohr 27 wird mit einem Vakuumpumpensystem (nicht dargestellt) verbunden, das aus einer Vorvakuumpumpe, einer Quecksilberdampfpumpe und einem Quecksilberdampfauffänger besteht.
Die Teile 12 und 14 werden zum Erzielen guter Dichtheit der konischen Verschlüsse mit dem Teil 13 unter Verwendung von Abdichtungsfett zusammengefügt.
Das Rohr 19 wird mit einer Quelle käuflich erhältlichen Wasserstoffes verbunden und der aus der Verbrennungsöffnung 20 austretende Wasserstoff wird gezündet.
Die Widerstandserhitzer 34 und 35 werden rings um den Teil 14 angebracht, um das Arsen 30 und die Scheibe 1, 2 zu erhitzen.
Das Pumpensystem wird betätigt, um den Druck in den Teilen 12, 13 und 14 auf einen Wert von weniger als 2 [. Hg zu verringern, worauf ein verjüngter Teil in der Verbindung zwischen dem Rohr 27 und dem Pumpensystem angebracht wird.
Das Palladiumrohr 18 wird darauf durch die Heizwendel 21 erhitzt, wodurch geeigneter Wasserstoff
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Teile 13 und 14 und dem Rohr 27 gebildet wird. Die Vorrichtung ist derart, dass der Druck des Wasserstoffes bei der Scheibe 1, 2, wenn der verjüngte Teil angebracht ist, etwa 500 (i Hg beträgt.
Die Erhitzer 34 und 35 werden eingeschaltet und das Arsen 30 wird auf eine Temperatur von etwa 170 C erhitzt, gerade bevor die Scheibe 1, 2 eine Temperatur von etwa 1000 C erreicht. Die Temperatur der Scheibe 1, 2 wird auf etwa 1100 C erhöht und die Temperaturen von etwa 170 C und etwa 1100 C werden während etwa 22 min beibehalten, worauf die Erhitzer 34 und 35 ausgeschaltet werden und die Scheibe abkühlen kann. Der Wasserstoffstrom, der beim Durchführen durch das Rohr 18 gereinigt wird, wird während der Abkühlung aufrechterhalten.
Nach Abkühlung hört die Wasserstoffzufuhr auf. Der Teil 14 und die Scheibe 36 werden entfernt und die Scheibe 1, 2 wird aus dem Teil 26 genommen.
Fig. 5 zeigt den Zustand, welcher erreicht ist, wenn die Scheibe 1, 2 aus dem Teil 26 entfernt worden ist.
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und die Zone 37 besteht aus p-Typ-Silizium.
Nachdem die Scheibe 31 und der darunterliegende Teil der Schicht 2, auf der sie angebracht ist, flüssig geworden sind, herrscht das Bor in der Schmelze bei der Rekristallisierung vor trotz der Anwesenheit des Arsens in der Scheibe 31 und des Arsens in der Umgebung während der Erhitzung, wodurch bei der Abkühlung die Zone 37 eine p-Typ-Zone wird, welche einen ohmschen Kontakt mit der p- Typ-Schicht 2 liefert.
Nachdem die Scheibe 32 und der darunterliegende Teil der Schicht 2 flüssig geworden sind, herrscht das Arsen bei der Rekristallisation vor, da der Borgehalt des geschmolzenen Teiles der Schicht 2 in diesem Falle geringer ist. Die Zone 38 rekristallisiert in Form einer n-Typ-Zone, die einen pn-Übergang mit der p- Typ-Schicht 2 ergibt.
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Die Scheibe 33 legiert sich mit dem n-Typ Teil 1 der Scheibe 1, 2 und liefert einen ohmschen Kontakt mit dem Teil 1.
Die Temperatur und die Dauer der Legierungsbehandlung sind derart gewählt, dass die Schmelze durch die ursprüngliche Diffusionsschicht 2 unterhalb der Stellen der Scheibe 31 und 32 eindringt, während eine weitere Diffusion aus den Schmelz-Erstarrungszonen stattfindet. Die Diffusion ist vorwiegend eine Bordiffusion aus dem geschmolzenen Material des Körpers 1, 2. Das Bor diffundiert leichter als Arsen in Silizium, so dass die p- Typ-Schicht 2 sich nach der Diffusion unterhalb der auflegierten Elektroden fortsetzt. Die p-Typ-Schicht unterhalb der aufgeschmolzenen Elektroden wird somit vollständig durch die letztgenannte Diffusion bedingt.
Das Zinn in den Zinn-Arsen-Scheiben hat während der Auflegierung wenig Wirkung und ist im wesentlichen als ein Verdünnungsmittel für das Arsen wirksam. Das Arsen in der Wasserstoff-Arsen-Atmosphäre wirkt während der Erhitzung einem Verlust an Arsen im Zinnarsen entgegen.
Die ganze Oberfläche der Kristallscheibe wird darauf während etwa 5 sec bei Zimmertemperatur durch Ätzen in einem Bad gereinigt, das aus konzentrierter Salpetersäure, 40% Fluorwasserstoff und Eisessig in einem Volumsverhältnis von 20 : 12 : 24 besteht. Es wird auf diese Weise eine Schicht von etwa 0, 3 fil entfernt.
Die so erhaltene Struktur ist die eines npn-Siliziumtransistors, wobei der Teil 40 und die rekristalli-
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und die rekristallisierte Zone 39 schaffen eine Verbindung mit dem Teil 1, dem Kollektor, der einen np- Übergang mit der Basiszone 2 bildet.
Die Oberfläche zwischen den Teilen 40 und 41 wird mit einer Maskierungsschicht R auf die vorstehend beschriebene Weise überzogen, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Die Strecke des Kollektor-Basis- überganges wird durch Wegätzen desjenigen Teiles der Schicht 2 verringert, der nicht von der Schicht R und den Teilen 40 und 41 abgedeckt wird, u. zw. bei Zimmertemperatur während etwa 20 sec in einem Ätzbad, das aus konzentrierter Salpetersäure, 40% Fluorwasserstoff und Eisessig in einem Volumsverhältnis von 20 : 12 : 12 besteht. Die gestrichelte Linie (Fig. 5) deutet annähernd die Umrisse der Oberfläche
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Die Verbindungen 40 a, 41 a und 42 a aus Nickeldraht werden darauf auf den Teilen 40, 41 und 42 mittels Bleizinnlot angebracht. Der so hergestellte Transistor wird darauf auf bekannte Weise mit einer Hülle umgeben.
Es wird einleuchten, dass die Lagerungen der Scheiben 31 und 32 derart vorbereitet werden, dass die Konzentrationen von Verunreinigungen in der Schicht 2 an diesen Stellen einen hinreichenden Unterschied aufweisen, um mit Rücksicht auf die Verunreinigungen (Bor und Arsen) an jeder Lagerung und den Segregationskonstanten der Verunreinigungen rekristallisierte Zonen entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp zu erhalten. Da Bor schneller als Arsen in Silizium eindiffundiert, wird die Dauer der Wärmebehandlung derart gewählt, dass eine nicht unterbrochene Schicht 2 zwischen den rekristallisierten Zonen 37 und 38 und dem Teil 1 des Siliziumkristalles gebildet wird.
Der in Fig. 5 dargestellte Transistor, bei dem die Zone des Kollektor-Basisüberganges auf die an Hand der Fig. 6 beschriebene Weise reduziert ist, hat einen höheren Kollektor-Basiswiderstand als die Abart des Transistors nach Fig. 7, obgleich letzterer im übrigen praktisch dem der Fig. 5 und 6 ähnlich ist. Die Kollektorverbindung wird bei der Ausführungsform nach Fig. 7 auf der Seite der Scheibe gegenüber jener Seite angebracht, wo die Basis- und Emitterverbindungen angebracht sind, wobei die Ebene 10 weggelassen ist.
Nach dem Vorstehenden wird die Stelle zum Auflegieren der Scheibe 32 dadurch vorbereitet, dass Material von der Schicht 2 entfernt wird, wodurch eine Ebene erhalten wird, in welcher die Oberflächenkonzentration und der Gesamtgehalt an Bor in der Schicht hinreichend gering sind, um das Arsen als die vorwiegende Verunreinigung in der rekristallisierten Zone 38 mit n-Typ-Leitfähigkeit wirken zu lassen, während der Ort zum Auflegieren der Scheibe 33 durch Entfernung der ganzen Schicht 2 an der betreffenden Stelle vorbereitet wird. Die Stellen für die Auflegierung können auch dadurch vorbereitet werden, dass die Diffusion von Bor stufenweise durchgeführt und auf bekannte Weise ein Teil der Oberfläche der n-Typ Silizium-Einkristallscheibe durch eine Oxydschicht während jeder Stufe geschützt wird.
Die erste Stufe setzt lediglich den Oberflächenteil entsprechend der Ebene 8 der Fig. 5 der Einwirkung des borhaltigen Dampfes aus und die zweite Stufe setzt lediglich die den Ebenen 8 und 9 entsprechenden Oberflächenteile aus, so dass die Oberfläche der Scheibe keine verschiedenen Ebenen hat, während jedoch die Diffusion für jede Stelle verschieden ist, wobei die Schicht dick ist und der durch volle Linien angedeuteten Kurve nach Fig. 2 an einer Stelle entspricht, die der Ebene 8 der Fig. 5 entspricht, während eine dünnere Schicht entsprechend dem auf der rechten Seite der gestrichelten Linie 11 der Fig. 2 angedeuteten Zustand an der der Ebene 9 der Fig. 5 entsprechenden Stelle erhalten wird, während keine Diffusionsschicht an einer Stelle erhalten wird, die entweder der Ebene 10 der Fig.
5 oder der gegenüberliegenden Oberfläche des Halbleiterkörpers entspricht, was dem an Hand der Fig. 7 beschriebenen Zustand entspricht.
Es wird nachstehend eine andere Ausführungsform eines Verfahrens nach der Erfindung beschrieben.
Eine n-Typ Phosphorverunreinigungen enthaltende Einkristallsiliziumscheibe mit Abmessungen von
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3x2x0, 15 mm hat einen spezifischen Widerstand von 2 Ohm cm. Bor wird aus der Dampfphase in die Scheibe auf die an Hand der Fig. 1 beschriebene Weise eindiffundiert, wobei eine mittlere Konzentration von etwa 4 X 1018 p- Typ-Ladungsträgern pro Kubikzentimeter in einer diffundierten p-Typ-Schicht mit einer Stärke von etwa 6 ! L erhalten wird. Die Diffusionsverhältnisse des Bors sind wie folgt : Der Wassergehalt des Diäthylenglykols beträgt 1% und das Wasserglykol wird auf 00 C gehalten ; Stickstoff wird mit einer Menge von 0, 5 l/min darübergeführt ; die Oberfläche des Schiffchens beträgt 0, 6 cm2 und die Bordampfquelle und die Scheibe werden zwei Stunden auf einer Temperatur von 1200 C gehalten.
Die Scheibe wird darauf an allen Oberflächen mit Ausnahme von einer der zwei grössten Oberflächen geätzt, um die Diffusionsschicht zu entfernen und einen Körper zu erhalten, der aus einem n-Typ-Teil 43 mit einer p-Typ diffundierten Schicht 44 nach Fig. 8 besteht.
Zwei Scheiben aus Zinn mit einem Durchmesser von etwa 0, 4 mm und einer Stärke von 0, 1 mm werden mit ihren Mittellinien in einem Abstand von etwa 0, 6 mm voneinander angeordnet, nahezu zentral auf der p-Typ-Schicht 44, worauf das Ganze auf eine Temperatur von etwa 1000 C während etwa 5 min in einem Ofen des an Hand der Fig. 4 beschriebenen Typs erhitzt wird. In diesem Falle wird kein Arsen zugeführt, aber im übrigen wird der Wasserstoffstrom auf die vorstehend geschilderte Weise aufrecht erhalten.
Der nach Abkühlung erreichte Zustand ist in Fig. 9 dargestellt. Die Teile 45 und 46 sind je über die rekristallisierten Zonen 47 an der Schicht 44 angeheftet. Es ist nur eine geringe Legierung erforderlich, da Zinn leicht an der Oberfläche der Schicht 44 haftet.
Darauf werden Aluminium und Bor auf die Oberfläche des Teiles 46 z. B. durch Anstreichen mit einer Bürste mittels einer 50-50 Gew.-% Aluminium-Bor-Suspension in Toluol gebracht.
Das Ganze wird darauf wieder in den Ofen geführt, während das Arsen 30 in dem vertieften Teil 25 (Fig. 4) untergebracht und der Strom von Wasserstoff und Arsen darübergeführt wird.
Das Arsen 30 wird auf eine Temperatur von etwa 200 C erhitzt, gerade bevor der Körper 43,44 eine Temperatur von etwa 1080 C erreicht, auf welcher Temperatur der Körper während 22 min gehalten wird.
Fig. 10 zeigt die Stufe nach Abkühlung des Ganzen.
Während der Erhitzung erfolgen Legierung und Diffusion, wobei die Schmelze Arsen aus der Atmosphäre aufnimmt.
Auf der linken Seite entsteht ein geschmolzener Teil, der Zinn, Silizium, Bor und Arsen enthält. Das Arsen hat einen vorwiegenden Einfluss in einer rekristallisierten Zone 48, die beim Abkühlen entsteht, so dass die Zone 48 n-Typ-Leitfähigkeit aufweist.
Auf der rechten Seite entsteht ein geschmolzener Teil, der Zinn, Silizium, Bor, Aluminium und Arsen enthält. Die Wirkung des Bors und des Aluminiums herrschen in einer rekristallisierten Zone 50 vor, die beim Abkühlen entsteht, so dass die Zone 50 p-Typ-Leitfähigkeit hat.
Die aus erstarrtem Elektrodenmaterial bestehenden Teile 49 und 51 werden gleichzeitig bei der Abkühlung gebildet.
Während der Auflegierung dringt die Schmelze durch die Diffusionsschicht 44 und es erfolgt eine weitere Diffusion aus der Schmelz-Erstarrungsgrenzfläche oder aus einem rekristallisierten Teil. In jedem dieser Fälle ist die Diffusion der Akzeptorverunreinigungen vorwiegend, da diese schneller als Arsen in Silizium eindiffundieren. Die weitere Diffusion bildet die p-Typ-Schicht unterhalb der rekristallisierten Zonen 48 und 50 derart um, dass aufs neue eine nicht unterbrochene p-Typ-Diffusionsschicht 44 erhalten wird.
Die Diffusionsschicht unterhalb der rekristallisierten Zone 48 wird im wesentlichen durch die Diffusion von Bor gebildet, das aus dem geschmolzenen Material des Körpers 1, 2 erhalten wird.
Es wird eine Maskierungsschicht zwischen den Teilen 49 und 51 (Fig. 10) auf die an Hand der Fig. 6 beschriebene Weise angebracht und die Strecke des Kollektor-Basisüberganges wird durch Ätzen reduziert.
Ein dritter Kontakt wird entweder auf die an Hand der Fig 7 beschriebene Weise oder durch Auflegierung einer vergoldeten Nickelplatte angebracht, wobei in jedem dieser Fälle eine Verbindung mit der unteren Seite der Scheibe 43,44 hergestellt wird, wie dies in Fig 11 veranschaulicht ist, in welchem Falle eine Nickelplatte 52 mit der zugehörigen n-Typ-Legierungszone 53 dargestellt ist. Fig. 11 zeigt ausserdem das Ätzergebnis.
Es werden schliesslich Verbindungen mit den Teilen 49 und 51 durch Nickeldrähte 49 a und 51 a und ein Bleizinnlot angebracht. Der so hergestellte Transistor kann auf bekannte Weise mit einer Hülle versehen werden.
Es werden nachstehend einige allgemeine Bemerkungen in bezug auf die vorstehend geschilderten Ausführungsformen gemacht.
An erster Stelle ist es nicht nur die Stärke der vor dem Auflegieren angebrachten Diffusionsschichten, welche wichtig ist, sondern auch die Konzentration von Bor in denjenigen Teilen der Schichten, die während der Auflegierung schmelzen, da die zur Verfugung stehende (jesamtmenge Bor bei der Bestimmung des Leitfähigkeitstyps der erhaltenen rekristallisierten Zonen von Bedeutung ist.
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