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Halbleiteranordnung, insbesondere druckempfindliche Halbleiteranordnung, und Verfahren zur Herstellung derselben
Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiteranordnung mit wenigstens einem dicht unter der Oberfläche des Halbleiterkörpers liegenden flächenhaften p-n-Übergang, insbesondere auf eine druckempfindliche Halbleiteranordnung, bei der eine Spitze mit veränderbarem Auflagedruck auf diese Oberfläche aufgesetzt ist.
An p-n-Übergängen, die an ihrem Rand an die gleiche Oberfläche treten, zu der sie in ihrem wesentlichen Bereich parallel verlaufen, also z. B. legierte oder insbesondere nach der Planartechnik hergestellte, diffundierte Übergänge, werden oft Durchbruchspannungen gemessen, die beträchtlich unter den Werten liegen, die man von dem Grundmaterial entsprechend erwartet. Untersuchungen haben gezeigt, dass neben andern Ursachen, wie z. B. Oberflächeneffekten und Vordurchbrüchen, durch sogenannte pipes dafür der Einfluss der Geometrie des p-n-Überganges in Betracht kommt. Ein solcher p-n-Übergang besitzt nämlich neben dem ebenen Teil eine Randzone mit einer von der Eindringtiefe des p-n-Überganges abhängigen Krümmung. Diese Randzone besitzt wegen der veränderten Feldverteilung eine andere Durchbruchspannung als der ebene Teil.
Weitere Untersuchungen an druckempfindlichen Halbleiteranordnungen haben ergeben, dass der dicht unter der Oberfläche liegende p-n-Übergang durch die Krümmung des p-n-Überganges im Randgebiet und das damit verbundene hohe elektrische Feld an der Krümmung, am Rand besonders druckempfindlich ist. Dieser Effekt kann jedoch technisch nicht ausgenutzt werden, da der Randbereich nur eine äusserst geringe räumliche Ausdehnung aufweist. Er vermindert durch seine niedrige Durchbruchspannung dieGrösse des erreichbaren Druckeffektes in der eigentlichen Fläche des p-n-Überganges. Diese Eigenschaft macht solche druckempfindliche Halbleiteranordnungen, insbesondere für Mikrophone, nahezu unbrauchbar.
Um die Verminderung der Durchbruchspannung und die Beschränkung der Druckempfindlichkeit auf ein schmales Randgebiet infolge der Randkrümmung des p-n-Überganges zu vermeiden, wird gemäss der Erfindung eine Halbleiteranordnung vorgeschlagen, bei der der p-n-Übergang aus einem mittleren ebenen, parallel zur Oberfläche liegenden Teil und einem teilweise zur Oberfläche gekrümmten, zu beiden Seiten des ebenen Teiles liegenden Randgebiet besteht, dessen grösster Abstand von der Oberfläche grösser als der des ebenen Teiles ist.
Durch das Randgebiet, dessen grösster Abstand von der Oberfläche grösser als der des ebenen Teiles des p-n-Überganges ist, wird die Durchbruchspannung der Anordnung gegenüber einer Anordnung mit dicht unter der Oberfläche liegenden p-n-Übergang, dessen Eindringtiefe praktisch über seinen ganzen Bereich der Eindringtiefe des ebenen Teiles des p-n-Überganges gemäss der Erfindung entspricht, wesentlich erhöht. Ausserdem weist eine solche Halbleiteranordnung im Bereich des ebenen Teiles des p-n-Überganges eine vollkommen gleichmässige Druckempfindlichkeit auf, die gegenüber der bei den obengenannten bekannten Anordnungen wesentlich erhöht ist.
Der grösste Abstand des Randgebietes von der Oberfläche beträgt dabei gemäss einer besonders günstigen Ausführungsform der Erfindung ein Mehrfaches, mindestens das Vierfache des Abstandes des ebenen Teiles.
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Eine obere Grenze für den grössten Abstand des Randgebietes von der Oberfläche ist zur Beseitigung des Randkrümmungseffektes nicht gegeben, sondern hängt nur von den Abmessungen der Halbleiteranordnung ab.
Eine nähere Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand einer planaren Anordnung, wie sie in den Zeichnungen dargestellt ist, gegeben. In Fig. 1 ist eine Planardiode gemäss der Erfindung dargestellt, in Fig. 2 ist eine druckempfindliche Halbleiteranordnung mit einem p-n-Übergang gemäss der Erfindung dargestellt, Fig. 3 zeigt eine druckempfindliche Anordnung mit einem als Emitter und mit einem als Kollektor wirksamen p-n-Übergang gemäss der Erfindung, in Fig. 4 ist ein Zwischenprodukt bei der Herstellung der Halbleiteranordnung gemäss der Erfindung dargestellt, Fig. 5 zeigt ein anderes Zwischenprodukt, das bei der Herstellung der Halbleiteranordnung gemäss der Erfindung entsteht, und in den Fig. 6 und 7 sind Druckempfindlichkeitskurven für eine bekannte Halbleiteranordnung und für eine Halbleiteranordnung gemäss der Erfindung gezeigt.
Die in Fig. 1 dargestellte Diode besteht aus einem, z. B. n-leitenden, Halbleiterkörper l, der insbesondere aus Silizium hergestellt ist. Dieser scheibenförmige Halbleiterkörper weist eine, z. B. p-leitende, Zone 24 auf, die durch Diffusion erzeugt ist. Der zwischen den beiden Zonen 1 und 24 verlaufende p-n-Übergang besteht aus einem teilweise gekrümmten Randgebiet, das mit 6 bezeichnet ist, und aus einem mit 2 bezeichneten ebenen Teil. Der ebene Teil 2 liegt dicht unter der Halbleiterfläche 3. Sein Abstand soll besonders bei druckempfindlichen Halbleiteranordnungen nicht grösser als l m, insbesondere nur 0, 5 m, betragen. Der p-n-Übergang ist an der Stelle, an der er an die Oberfläche tritt, von einer Oxydschicht 5 bedeckt.
Diese Schicht kann in an sich bekannter Weise aus einem anorganischen Oxyd, insbesondere aus dem Oxyd des Halbleitermaterials, im vorliegenden Falle also aus Siliziumdioxyd bestehen. Mit der gestrichelten Linie 10 ist der weitere Verlauf des p-n-Überganges 2 angegeben, wie er einer normalen planaren Diode entspricht. Die gekrümmten, mit 61 bezeichneten Gebiete dieses p-n-Überganges wären für die Verminderurg der Durchbruchspannung verantwortlich. Durch das teilweise gekrümmte Randgebiet 6 des p-n-Überganges bei einer Halbleiteranordnung ge- mäss der Erfindung wird die Randkrümmung des p-n-Überganges gegenüber dem gestrichelt gezeichneten p-n-Übergang erniedrigt. Diese erniedrigte Krümmung hat eine Erhöhung der Durchbruchspannung zur Folge. So weist z.
B. bei gleichen Dotierungsverhälmissen eine normale Planardiode, d. h. eine Diode, deren p-n-Übergang aus dem gestrichelt gezeichneten Teil 10 und dem ebenen Teil 2 besteht, eine
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des ebenen Teiles von der Oberfläche beträgt. Bei der in den Figuren dargestellten, besonders günstigen Ausführungsform der Erfindung verläuft das Randgebiet konzentrisch zum ebenen Teil desp-n-Überganges.
Weiter ist der ebene Teil als Kreisscheibe ausgebildet, die vom Randgebiet ringförmig umschlossen wird. Statt der Kreisscheibe sind jedoch auch andere Formen für den ebenen Teil möglich. So kann er z. B. die Form eines Vielecks (z. B. Drei- oder Vierecks) oder die Form einer Ellipse aufweisen. Das den grösseren Abstand von der Oberfläche aufweisende Randgebiet umschliesst dann das Vieleck (z. B. Drei- oder Viereck) bzw. die Ellipse entsprechend der bei der Kreisscheibe angegebenen Weise.
Bei dem in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Randgebiet ausserdem die Form eines Grabens auf, dessen einer Rand sich an den ebenen Teil des p-n-Überganges anschliesst, während der andere Rand an die Oberfläche des Halbleiterkörpers tritt. Der sich an den ebenen Teil 2 des p-n-Überganges anschliessende Rand des Grabens ist in Fig. 1 mit 9 bezeichnet. Der andere mit 8 bezeichnete Rand tritt an die Oberfläche 3 des insbesondere scheibenförmigen Halbleiterkörpers 1, die von einer Oxydschicht 5 bedeckt ist.
Um die gewünschte Erhöhung der Durchbruchsspannung zu erzielen, ist es jedoch nicht unbedingt notwendig, dass der p-n-Übergang wieder an die gleiche Oberfläche tritt. Es ist z. B. auch möglich, die Halbleiteranordnung durch einen senkrecht zur Oberfläche 3 verlaufenden Schnitt, der innerhalb des mit 6 bezeichneten teilweise gekrümmten Randgebietes verläuft, zu verkleinern. Der p-n-Übergang tritt an den Stirnflächen der Anordnung an die Oberfläche. Diese Oberflächenbereichemüssen dann jedoch gegebenenfalls mit einer Schutzschicht versehen werden.
Zur Vervollständigung der Diode ist die Anordnung gemäss Fig. 1 an der der Oberfläche 3 gegen- überliegenden Oberfläche 11 mit einem elektrischen Kontakt 19 und einer Zuführung 12 versehen. Ausserdem ist in der Öffnung 4 der Oxydschicht 5 ein mit einer Zuführung 18 versehener elektrischer Kontakt 17 angebracht.
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In Fig. 2 ist eine druckempfindliche Halbleiteranordnung dargestellt, bei der gemäss der Erfindung die
Spitze mit veränderbarem Auflagedruck innerhalb des ebenen Teiles des p-n-Überganges auf die Ober- fläche aufgesetzt ist. Der Halbleiterkörper 1 besteht z. B. wieder aus n-leitendem Silizium, während die Zone 24 aus p-leitendem Silizium besteht. Bei der Anordnung gemäss Fig. 2 sitzt die Spitze z. B. in der Mitte des ebenen Teiles des p-n-Überganges 2 auf der Oberfläche auf und ist mit 16 be- zeichnet. Als Material für die Spitze wird beispielsweise Saphir verwendet. Die druckempfindliche Halb- leiteranordnung ist innerhalb der Öffnung 4 der Oxydschicht 5 auf der Halbleiteroberfläche 3 mit einem Anschluss 14, der die Zone 24 sperrfrei kontaktiert, und mit einer Zuleitung 15 versehen.
Die der Oberfläche 3 gegenüberliegende Oberfläche 11 ist insbesondere auf ihrer ganzen Fläche mit einem Anschluss 7 versehen. Dieser Anschluss weist eine Zuleitung 13 auf.
Die durch eine Membran verursachten Druckschwankungen, z. B. bei Verwendung als Mikrophon, wer- den über die Spitze 16 auf die Halbleiteroberfläche übertragen. Der aus dem ebenen Teil 2 und dem im wesentlichen gekrümmten Randgebiet 6 bestehende p-n-Übergang ist bei einer Halbleiteran- ordnung, deren Druckempfindlichkeit ausgenutzt werden soll, in Sperrichtung vorgespannt. Durch den veränderten Auflagedruck wird eine Veränderung des Sperrstromes am Übergang bewirkt. Dabei ist für die Druckempfindlichkeit im wesentlichen nur der mit 2 bezeichnete, dicht unter der Oberfläche lie- gende Bereich massgebend.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand des mittleren
Teiles 2 von der Oberfläche 3 0, 5 1 m, während der grösste Abstand des gekrümmten Bereiches 6 von der Oberfläche 3 4, 5 m, also das Neunfache des Abstandes des ebenen Teiles 2 von der Ober- fläche beträgt.
Der Verlauf der Druckempfindlichkeit bei einer bekannten Planardiode und bei einer gemäss der Er- findung wird bei Betrachtung der Fig. 6 und 7 deutlich. In Fig. 6 ist eine normale Planardiode, allerdings ohne elektrische Anschlüsse, dargestellt, die aus einem Halbleiterkörper 54 des einen Leitungstyps und einer diffundierten Zone 53 entgegengesetzten Leitungstyps besteht. Zwischen den beiden Zonen 53 und 54 liegt der p-n-Übergang 55, der einen weiten parallel zur Halbleiteroberfläche verlaufenden ebenen Bereich aufweist, jedoch im Randgebiet gekrümmt ist. Der Krümmungsradius ist dabei durch die Eindringtiefe des ebenen Teiles gegeben. Die Stellen der Halbleiteroberfläche, an denen der p-n-Übergang an diese Oberfläche tritt, sind von einer Oxydschicht 52 bedeckt. Die Kurve 50 zeigt die Druckempfindlichkeit bei Abtasten der z.
B. p-leitenden Zone 53 mit einer Saphirnadel. Der Pfeil 48 verläuft in Richtung steigender Druckempfindlichkeit. Wie man dieser Kurve entnehmen kann, ist der p-n-Übergang zwar am Rand besonders druckempfindlich, jedoch ist der Randbereich bezüglich seiner räumlichen Ausdehnung äusserst gering. Die wesentlichen Bereiche des p-n-Überganges weisen jedoch nur eine geringe Druckempfindlichkeit auf.
Die Kurve 51 der Fig. 7 ergibt die Druckempfindlichkeit für eine Planardiode gemäss der Erfindung an. Der Pfeil 49 verläuft dabei wieder in Richtung steigender Druckempfindlichkeit. Die Planardiode besteht aus einem Halbleiterkörper 57 des einen Leitungstyps und aus einer Zone 58 des entgegengesetzten Leitungstyps. Die beiden Zonen sind durch einen p-n-Übergang getrennt, der gemäss der Erfindung einen ebenen Teil 60 und einen im wesentlichen gekrümmten Teil 59 aufweist, dessen Abstand von der Oberfläche grösser als der des ebenen Teiles ist. An den Stellen, an denen der p-n-Übergang an die Oberfläche tritt, ist wieder eine Oxydschicht 56 vorgesehen. Wie man der Kurve 51 entnehmen kann, weisen die Planardioden gemäss der Erfindung im Bereich des ebenen Teiles des p-n-Überganges eine vollkommen gleichmässige Druckempfindlichkeit auf.
Die Grösse der Druckempfindlichkeit entspricht ausserdem einem Wert, wie er bei der bekannten Anordnung nur in einem äusserst geringen Randbereich erzielt werden konnte.
Gemäss der Erfindung wird weiter eine Anordnung vorgeschlagen, die mehrere zueinander parallel verlaufene, aus dem mittleren dicht unter der Oberfläche liegenden ebenen Teil und dem gekrümmten zu beiden Seiten des ebenen Teiles liegenden Randgebiet bestehende p-n-Übergänge aufweist. In Fig. 3 ist eine Halbleiteranordnung mit zwei solchen p-n-Übergängen dargestellt. Sie besteht aus einem z. B. n-leitenden, Halbleiterkörper 20, insbesondere aus Silizium, und weist eine p-leitende diffundierte Zone 26 und eine wieder n-leitende, ebenfalls durch Diffusion hergestellte Zone 27 auf. Die zwischen den einzelnenZonen liegendenp-n-Übergänge bestehen wieder aus einem ebenen mittleren Teil 28 bzw. 29 und einem teilweise gekrümmten Randgebiet 30 bzw. 31.
Ausserdem ist eine Oxydschicht 21 vorgesehen, die als Schutzschicht insbesondere für den Bereich der Halbleiteroberfläche dient, in dem die p-n-Übergänge an diese Oberfläche treten. Mit den gestrichelten Linien ist wieder der Verlauf der p-n- Übergänge, wie sie bei der bekannten planaren Anordnung üblich ist, angedeutet. Bei der in Fig. 3 dargestellten Anordnung handelt es sich um eine druckempfindliche Anordnung, bei der innerhalb des ebenen
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Teiles der p-n-Übergänge auf die Oberfläche 22 eine Spitze 25 z. B. aus Saphir aufgesetzt ist. Beim Ausführungsbeispiel liegt die Aufsatzstelle der Spitze 25 wieder in der Mitte der beiden ebenen Teile der p-n-Übergänge.
Innerhalb der Öffnung 23 der Oxydschicht 21 ist ein elektrischer Anschluss für die Zone 27 vorgesehen, der mit 34 bezeichnet ist und mit einer Zuleitung 35 versehen ist. Die der Oberfläche 22 gegenüberliegende Oberfläche ist insbesondere auf ihrer ganzen Fläche mit einem elektrischen Anschluss C2 versehen, der eine Zuleitung 33 aufweist. Der Abstand des druckempfindlichen Teiles der p-n-Übergänge, also des ebenen Teiles 28 bzw. 29, beträgt 0, 5 und 1 um von der Oberfläche 22. Der Abstand der teilweise gekrümmten Randgebiete 30 und 31 des p-n-Überganges soll an seiner grössten Ausdehnung z. B. 4,5 und 5 Il m betragen. Der der Oberfläche 22 am nächsten liegende p-n-Übergang ist bei einer derartigen Anordnung z.
B. in Sperrichtung gepolt, also als Kollektor wirksam, während der zweite p-n-Übergang in Flussrichtung gepolt, also als Emitter wirksam ist. Eine derartige druckempfindliche Anordnung kann z. B. als Mikrophon Verwendung finden. Die Spitze 25, mit der der veränderliche Druck ausgeübt wird, ist dann z. B. mit einer Membran verbunden, die durch Schallwellen erregt wird. Die Druckänderung, die bei Erregung der Membran erfolgt, hat eine Änderung des Kollektorstromes zur Folge. Eine zusätzliche Steuerung des Kollektorstromes über die Basiszone 26 ist bei dieser Anordnung nicht vorgesehen, da dann der Anschluss für die Basiszone 26 entfallen kann und sich ein wesentlich vereinfachter Aufbau für die Anordnung ergibt.
Wird durch Entfernen der Oxydschicht 21 an der Stelle, an der die Zone 26 an die Oberfläche tritt und durch Anbringen eines elektrischen Kontaktes auch die Basiszone kontaktiert, so kann die Anordnung gemäss Fig. 3 auch als Transistor Verwendung finden. Durch die gemäss der Erfindung angegebeneAusbildungderp-n-Übergängewird dann eine Erhöhung der Durchbruchspannung, wie sie insbesondere für den Kollektor-p-n-Übergang wesentlich ist, erzielt.
Bezüglich der Druckempfindlichkeit gelten für beide p-n-Übergänge die in Fig. 7 dargestellten und im Zusammenhang mit Fig. 2 bereits erläuterten Verhältnisse.
Bei einem Siliziumkörper ist die p-leitende Zone z. B. mit Bor und die n-leitende Zone mit Phosphor dotiert. Als Kontaktmetalle werden in an sich bekannter Weise solche Stoffe verwendet, die in der darunterliegenden Halbleiterzone den gleichen Leitungstyp, also eine p+-oder eine n+-Zone erzeugen. Bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen wurde zur Kontaktierung der n-leitenden Zone z. B. Gold-Antimon verwendet, während zur Kontaktierung der p-leitenden Zone z. B. Aluminium verwendet wurde. Wegen der hohen Oberflächenkonzentration, die bei der Diffusion entsteht, kann sowohl für n-wie p-Leitung auch ein und dasselbe Metall z. B. Al-Afg benutzt werden.
Verwendet man Germanium als Halbleitermaterial, so wird für die Dotierung der p-leitenden Zone z. B. Indium, Gallium oder Indium-Gallium, zur Dotierung der n-leitenden Zone z. B. Antimon, Arsen, Phosphor verwendet. Für die Kontaktierung der p-leitenden Zone wird z. B. Aluminium und für die der n-leitenden Zone z. B. Gold-Antimon verwendet.
Selbstverständlich können ausser Garmanium und Silizium auch andere Halbleitermaterialien wie z. B. halbleitende Verbindungen Verwendung finden.
Im folgenden werden nun noch einige besonders günstige Verfahren zur Herstellung der Halbleiteranordnungen gemäss der Erfindung angegeben.
Bei druckempfindlichen Halbleiteranordnungen kann statt der Spitze auch ein breitflächiger, d. h. einen Durchmesser grösser als 20 mm aufweisender Stempel oder eine Schneide verwendet werden.
Bevorzugt werden die Halbleiteranordnungen nach der an sich bekannten Planartechnik hergestellt.
Dabei wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, dass in die eine Oberfläche eines insbesondere scheibenförmigen Halbleiterkörpers in zwei, insbesondere aufeinanderfolgenden Diffusionsvorgängen Dotierungsstoffe, die den entgegengesetzten Leitungstyp erzeugen, wie ihn der Halbleiterkdrper aufweist, mit verschieden grosser Eindringtiefe eindiffundiert werden und dass durch die Diffusion mit grösserer Eindringtiefe der Rand der Diffusion mit geringerer Eindringtiefe überdeckt wird. Unter dem Rand der Diffusion mit geringerer Eindringtiefe ist dabei der gekrümmte Teil eines nach der normalen Planartechnik hergestellten p-n-Überganges zu verstehen, wie er in den Fig. l und 2 mit 61 bezeichnet ist.
Durch eine vorhergehende Diffusion mit grösserer Eindringtiefe und einer Geometrie, die an der Stelle des Randes der Diffusion mit geringerer Eindringtiefe liegt, wird also der Krümmungseffekt praktisch beseitigt, so dass die so hergestellten Halbleiteranordnungen im Bereich der Diffusion mit geringerer Eindringtiefe vollkommen gleichmässig druckempfindlich sind und dass die so hergestellten p-n-Übergänge eine erhöhte Durchbruchspannung aufweisen. Die Diffusion mit grösserer Eindringtiefe und die Diffusion mit geringerer Eindringtiefe kann in getrennten Arbeitsgängen vorgenommen werden.
Die Diffusion mit geringerer Eindringtiefe und die mit grösserer Eindringtiefe kann aber auch gleichzeitig erfolgen, wenn
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die Dotierungsstoffe, die für die beiden Diffusionsvorgänge verwendet werden, unterschiedliche Diffusionsgeschwindigkeiten und unterschiedliches Verhalten gegenüber der Maskierungsschicht aufweisen.
Gemäss einer besonders günstigen Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem eine Oberfläche des insbesondere scheibenförmigen Halbleiterkörpers bis auf einen ringförmigen Bereich insbesondere durch teilweise Oxydation der Oberfläche des Halbleiterkörpers abgedeckt, durch Diffusion eines den entgegengesetzten Leitungstyp, als ihn der Halbleiterkörper aufweist, erzeugenden Dotierungsstoffes eine ringförmige Zone des Halbleiterkörpers umdotiert, dann der die inneren Abmessungen des ringförmigen Bereiches bestimmende Teil der Abdeckung entfernt und durch eine weitere, gegenüber der ersten zeitlich verkürzten Diffusion eines den entgegengesetzten Leitungstyp, als ihn der ursprüngliche Halbleiterkörper aufweist, erzeugenden Dotierungsstoffes der ebene Teil des p-n-Überganges hergestellt.
In Fig. 4 ist ein z. B. aus Silizium bestehender, z. B. n-leitender Halbleiterkörper dargestellt, der mit einer Oxydschicht, z. B. einer Siliziumdioxydschicht, teilweise bedecktist. DieseSiliziumdioxydschicht, die aus den Teilen 37 und. 38 besteht, lässt einen ringförmigen Bereich 39 der Oberfläche 41 frei.
Dabei ist in den Fig. 4 und 5 der ringförmige Bereich ein Kreisring. Dies ist jedoch nicht unbedingt notwendig, sondern der Begriff "ringförmig" soll auch dahingehend verstanden werden, dass es sich um eine geschlossene Kurve z. B. einen viereckigen, dreieckigen oder elliptischen Bereich handelt. Durch Diffusion eines den entgegengesetzten Leitungstyp, wie ihn der Halbleiterkörper 36 aufweist, erzeugenden Dotierungsstoffes wird eine umdotierte Zone 40, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine p-dotierte ringförmige Zone erzeugt. Nun wird der die inneren Abmessungen des ringförmigen Bereiches bestimmende Teil der Abdeckung, der in Fig. 4 mit 38 bezeichnet ist, und die Form einer Kreisscheibe aufweist, entfernt. Durch einen weiteren, gegenüber dem ersten Diffusionsvorgang zeitlich verkürzten
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und 2 mit 2 bezeichnet ist.
Die Kontaktierung der einzelnen Zonen erfolgt dann in an sich bekannter Weise, z. B. durch Aufdampfen und Einlegieren oder Tempern eines entsprechenden Metalls.
Um mehrere aufeinanderfolgende p-n-Übergänge der angegebenen Form herzustellen, wird gemäss der Erfindung weiter ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem nach der ersten Diffusion zur Bildung des teilweise zur Oberfläche gekrümmten Teiles durch einen zweiten Diffusionsvorgang eines den gleichen Leitungstyp, wie ihn der ursprüngliche Halbleiterkörper aufweist, erzeugenden Dotierungsstoffes mit geringerer Eindringtiefe als die erste Diffusion eine zweite ringförmige Zone hergestellt wird, dann der die inneren Abmessungen des ringförmigen Bereiches bestimmende Teil der Abdeckung entfernt und durch eine weitere gegenüber der ersten Diffusion zeitlich verkürzte Diffusion eines den entgegengesetzten Leitungstyp wie ihn der Halbleiterkörper aufweist,
erzeugenden Dotierungsstoffes der erste ebene Teil des ersten p-n-Überganges hergestellt und dann durch eine zweite weitere, gegenüber der ersten weiteren Diffusion verkürzte Diffusion eines den gleichen Leitungstyp, wie ihn der ursprüngliche Halbleiterkörper aufweist, erzeugenden Dotierungsstoffes ein zweiter ebener Teil eines zweiten p-n-Überganges hergestellt wird.
Bei der Herstellung der ebenen Teile der p-n-Übergänge kann die Halbleiteroberfläche bis auf einen kreisförmigen (z. B. auch dreieckigen, viereckigen oder elliptischen) Bereich abgedeckt werden, der konzentrisch zum ringförmigen Bereich liegt, zu diesem im geometrischen Sinne ähnlich ist und dessen Abmessungen kleiner als die äussere, jedoch grösser als die innere Abmessung des ringförmigen Bereiches ist.
Zur Abdeckung bis etwa zur Mitte des Ringbereiches wird dabei vorzugsweise die Oxydschicht verwendet, die sich während der Herstellung der teilweise zur Oberfläche gekrümmten Teile der p-n-Übergänge auf der Halbleiteroberfläche des mit 39 bezeichneten ringförmigen Bereiches bildet. Wegen der kurzen Diffusionszeiten, die zur Herstellung der ebenen Teile der p-n-Übergänge notwendig sind, ist jedoch auch eine Diffusion ohne eine weitere Abdeckung der Halbleiteroberfläche auf der freigelegten Kreisfläche möglich.
Zur Erläuterung dieses Verfahrens dient Fig. 5. In dieser Figur ist ein z. B. wieder n-leitender und aus Silizium bestehender Halbleiterkörper 36 dargestellt, in dem in der im Zusammenhang mit der Fig. 4 erläuterten Weise ein wenigstens teilweise zur Oberfläche gekrümmtes Randgebiet 63 eines ersten p-n-Überganges hergestellt wurde. Nun wird durch die ringförmige Öffnung 39 in Fig. 4 ein weiterer Dotierungsstoff, der den gleichen Leitungstyp, wie ihn der Halbleiterkörper 36 aufweist, also n-Leitung erzeugt, mit geringerer Eindringtiefe eindiffundiert. Die Diffusionszeit dieser zweiten Diffusion hängt dabei von der Diffusionsgeschwindigkeit des verwendeten Dotierungsstoffes und von der für die Zone 40 gewünschten Dicke ab.
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