DE1166937B - Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen

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DE1166937B DES66290A DES0066290A DE1166937B DE 1166937 B DE1166937 B DE 1166937B DE S66290 A DES66290 A DE S66290A DE S0066290 A DES0066290 A DE S0066290A DE 1166937 B DE1166937 B DE 1166937B
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Dr-Ing Karl Heinz Geyer
Dr Rer Nat Ottomar Jaentsch
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Description

  • Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen Die Erfindung hat ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen zum Ziel, durch dessen Anwendung die Sperrfähigkeit des Halbleiterbauelements gegen die Einflüsse von an der Oberfläche des Halbleiterkörpers am pn-Übergang adsorbierten Stoffen, welche entweder mit positiven oder mit negativen Ionen auf den Halbleiterkörper wirken, unempfindlich ist.
  • Diese Ionen können aus Einflüssen der Umgebung des Halbleiterbauelements wie Gasen, Dämpfen, Flüssigkeiten oder ähnlichen Verunreinigungen stammen.
  • Hierbei ist auch in Betracht gezogen, daß das Halbleiterbauelement gegebenenfalls an seinem pn-Übergang durch einen besonderen Überzug, wie z. B. durch einen Lack, geschützt ist. Auch solche überzüge können eine gewisse Porosität aufweisen, so daß dann durch diese Schutzschicht hindurch noch Einflüsse der angegebenen Art an die Oberfläche des Halbleiterkörpers gelangen können, wo der pn-Übergang heraustritt, und durch diese adsorbierten bzw. chemisorbierten Stoffe dann die unerwünschten nachteiligen Erscheinungen im Güteverhalten des Halbleiterbauelements hervorgerufen werden. Sind solche unerwünschten Stoffe an die Stelle der Oberfläche des Halbleiterkörpers gelangt, an der der pn-Übergang heraustritt, so kann durch sie eine unerwünschte Verringerung der Dicke der unter dem Einfluß der anliegenden Sperrspannung erzeugten Raurffladungszone in nachteiliger Weise hervorgerufen werden. Die Folge ist dann, daß der Durchbruch durch die Raumladungszone zufolge der adsorbierten Stoffe und der dadurch hervorgerufenen Verringerung der Raumladungszone früher stattfindet, als es sonst zu erwarten wäre. Liegt z. B. eine Anordnung vor, bei welcher eine stark dotierte Zone des einen Leitungstyps, z. B. des n-Leitungstyps, an eine schwach dotierte Zone entgegengesetzten Leitungstyps, also des p-Leitungstyps angrenzt, und es werden negative Ionen an der Oberfläche der Zone adsorbiert, so ist die Folge, daß die Dicke der Raumladungszone, die sich in diesem Fall vorwiegend in der schwach dotierten Zone befindet, an der Oberfläche der Halbleiteranordnung herabgesetzt wird. Diese erwähnten negativen Ionen, die zur Herabsetzung der Dicke der Raumladungszone im schwach p-dotierten Zonenbereich Anlaß geben, sind an sich auch an der stark n-dotierten Zone vorhanden. An dieser Zone rufen sie jedoch eine Verbreiterung der Raumladungszone hervor, die aber zufolge der hohen im n-Bereich vorhandenen Dotierung und des dadurch nur sehr geringen Maßes der Verbreiterung praktisch keinen merklichen Einfluß auf die Widerstandsfähigkeit der Raumladungszone gegen einen Durchbruch ergeben kann. Bei diesen vorausgehenden Überlegungen ist beispielsweise in Betracht ge±ogen, daß .ein Halbleiterbauelement in Form eines Flächengleichrichters vorliegt, der eine stark n-dotierte Zone, eine schwach p-leitende Zone sp und eine stark p-leitende Zone besitzt.
  • Was soeben für einen pspn-Gleichrichter erörtert worden ist, gilt sinngemäß auch für einen Gleichrichter mit dem Aufbau ns"p. In diesem Falle befindet sich also auf der einen Seite des pn-Überganges eine starke p-leitende Zone und auf der anderen Seite eine schwach n-leitende Zone sn: An diese schwach n-leitende Zone grenzt schließlich eine stark n-leitende Zone an. Werden an der Oberfläche eines solchen Halbleiterbauelements positive Ionen adsorbiert, so haben diese zur Folge, daß die Raumladungsschicht, die sich vorwiegend in der schwach n-leitenden Zone befindet, in ihrer Dicke an der Oberfläche des Halbleiterkörpers wieder herabgesetzt wird, so daß auf diese Weise also ein Durchbruch durch die Raumladungszone früher stattfinden wird, als er sonst zu erwarten wäre. Diese beiden überlegungen sind an Hand der F i g. 1 und 2 nochmals bildlich wiedergegeben.
  • In der F i g. 1 ist mit n die n-leitende Zone, mit s, die schwach p-leitende Zone und mit p die stark p-leitende Zone des Gleichrichters gekennzeichnet. Um die Zonen in der Darstellung besser voneinander zu unterscheiden, sind sie durch eine abweichende Schraffur gekennzeichnet. Der in die schwach p-leitende Zone eingetragene Linienzug soll mit seinem Abstand von der stark n-leitenden Zone die Dicke der Raumladungszone veranschaulichen, die sich in der schwach p-leitenden Zone ausbildet. Die obere Begrenzungslinie der Darstellung ist jeweils die Oberfläche der Halbleiteranordnung. Sie ist durch den Buchstaben O näher bezeichnet. In der F i g. 1 ist wiederum angedeutet, daß an der Oberfläche eine Adsorption eines Stoffes stattgefunden hat, der mit negativen Ionen wirksam wird. Die Folge dieser Adsorption negativer Ionen ist gemäß der Darstellung, daß die Dicke der Raumladungszone von dem Wert gemäß der gestrichelt eingetragenen Linie, d. h. vom Wert D1, auf den Wert D, herabgesetzt wird.
  • Der Durchbruch durch die Raumladungszone, hervorgerufen entweder durch Stoßionisation oder durch den Zenereffekt oder beide Einflüsse, tritt also, wenn eine solche Adsorption von negativen Ionen stattgefunden hat, wesentlich früher als sonst ein, weil die Dicke der Raumladungszone an der Oberfläche des Halbleiterbauelements in unerwünschter Weise wesentlich herabgesetzt worden ist. Die gleichartigen Verhältnisse sind in der F i g. 2 angedeutet, die sich dadurch von der F i g. 1 unterscheidet, daß ein Halbleiterbauelement vom Typ ns"p vorliegt, an dessen Oberfläche O die Annahme gemacht ist, daß in unerwünschter Weise ein Stoff adsorbiert worden ist, der mit positiven Ionen wirksam wird. Auch hier ist wieder zu erkennen, wie die Dicke der Raumladungszone von dem idealen Wert Dl durch den Einfluß der adsorbierten positiven Ionen in unerwünschter Weise auf den Wert Dz herabgesetzt wird.
  • Es wäre daher eine Lösung der Aufgabe erwünscht, ein solches Halbleiterbauelement zu schaffen, bei welchem der Mangel der Herabsetzung der Dicke der Raumladungszone in dem schwach dotierten Teil durch äußere Einflüsse bzw. die Anlagerung oder Adsorption von Stoffen, welche entweder positiv oder negativ wirksam werden, nicht eintreten kann.
  • Ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements der eingangs erwähnten Art wird zur Lösung dieser vorstehend aufgezeichneten Aufgabe erfindungsgemäß so durchgeführt, daß zur Erhaltung der bei der anliegenden Sperrspannung sich ergebenden Dicke der Raumladungszone die den pn-Übergang bildenden beiden Zonen entgegengesetzten Leitungstyps mindestens über die Dicke der zu erwartenden Raumladungszonen der ganzen pn-Übergangsfläche derart etwa gleich stark dotiert werden, daß in ihnen senkrecht und symmetrisch zur pn-Übergangsfläche eine homogene Verteilung der Störstellen oder eine von der pn-Übergangsfläche aus ansteigende Verteilung der Störstellen vorliegt.
  • Bei einem solchen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Halbleiterbauelement werden dann die genannten nachteiligen äußeren Einflüsse, die entstehen, indem adsorbierte Stoffe entweder mit positiven oder mit negativen Ionen wirksam werden, in beiden benachbarten Zonen je eine Wirkung solcher Art hervorrufen, daß das Endergebnis die Erhaltung der Raumladungszone auch nahe und an der Oberfläche des Halbleiterkörpers mit praktisch der gleichen Dicke wie in ihrem anderen Bereich im Inneren des Halbleiterkörpers ist. In der einen Zone ergibt sich nämlich die Wirkung, daß die Dicke der Raumladungszone herabgesetzt wird, und in der Zone entgegengesetzten Leitungstyps die Wirkung, daß die Dicke der Raumladungszone heraufgesetzt wird. Ist der Dotierungsgrad in beiden benachbarten Halbleiterzonen entgegengesetzten Leitungstyps nahezu gleich groß, so muß dann rein überlegungsgemäß die gesamte Dieke der Raumladungszone, die sich anteilig teils in der Zone des einen Leitungstyps und teils in der Zone des anderen Leitungstyps befindet, gleich groß bleiben, so daß also der N4chteil eines früherep Einsetzens der Stoßiönisätiori bzw. eines Zeneteffektes nicht äuftreten känn.
  • Soll die Halbleiteranordnung für die Beherrschung höher Spanhüngen bestimmt sein, so würden die Störstellenkonzentrationen bzw. Dotierungen in den beiden benachbarten Zonen sinngemäß entsprechend gering bemessen werden müssen, denn die Dicke der Raumladungszone ist abhängig von der Konzentration der Störstellen. Sie ist bei gleicher anliegender Sperrspannung um so größer, je geringer die Störstellenkonzentration ist, und umgekehrt. Die kritische Feldstärke des Werkstoffes des Halbleiterkörpers wird desto eher erreicht, je höher die Dotierung des Halbleiterwerkstoffes an Störstellen ist. Wird demzufolge eine Halbleiteranordnung im Rahmen der Erfindung in der Weise aufgebaut, daß sie nur zwei aneinandergrenzende Zonen schwacher Dotierung entgegengesetzten Leitungstyps zur Bildung eines pn-Überganges aufweist, so wird sie in dieser einfachen Form in Durchlaßrichtung einen relativ schlechten Wirkungsgrad besitzen. Dieser Mangelerscheinung läßt sich jedoch erfindungsgemäß dadurch begegnen, daß an der Halbleiteranordnung angrenzend an die schwach dotierten Zonen entgegengesetzten Leitungstyps jeweils benachbart dem schwach dotierten Leitungstyp eine weitere Zone starker Dotierung gleichen Leitungstyps ergänzt wird. Diese stark dotierten Zonen injizieren dann Ladungsträger in die schwach dotierten Zonen in der Durchlaßrichtung der Halbleiteranordnung, wodurch die Leitfähigkeit der schwach dotierten Zonen während der Durchlaßphase wesentlich erhöht und damit die Durchlaßverluste herabgesetzt werden.
  • Zur näheren Erläuterung der Erfindung im Sinne der vorstehenden Ausführungen an Hand von Figuren wird nunmehr zunächst auf F i g. 3 der Zeichnung Bezug genommen. In dieser F i g. 3 ist eine Halbleiteranordnung mit dem Aufbau ps@s"n dargestellt, d. h. eine Anordnung, welche die stark dotierten Zonen p vom p-Leitungstyp und n vom n-Leitungstyp sowie die beiden schwach dotierten Halbleiterzonen, und zwar s" von schwach p-leitendem Typ und s" von schwach n-leitendem Typ aufweist.
  • Der Buchstabe O bezeichnet wieder die Oberfläche der Halbleiteranordnung. Die beiden schwach dotierten Zonen s, und s" bilden an ihrer Berührungsstelle den pn-Übergang. In beiden Zonen so und s" ist noch durch die eingetragenen strichpunktierten Linien die Dicke einer bei einer bestimmten Spannung entstehende Raumladungszone angedeutet. Auf der Oberfläche O ist angenommen, daß ein Stoff angelagert ist, der mit negativen Ionen an der Anordnung wirksam wird. Die Folge dieser negativen Ionen ist, daß, wie bereits an Hand der F i g. 1 erläutert worden ist, die Dicke der Raumladungszone in der s" -Zone herabgesetzt wird, und zwar vom Wert D3 auf den Wert D4. Durch den Einfluß dieser Ionen wird gleichzeitig die Dicke der Raumladungszone in der s"-Zone vom Wert D, auf den Wert D6 heraufgesetzt. Es ist zu erkennen, daß damit die Summe der Dicken der beiden Anteile an der Raumladungszone in den beiden schwach dotierten Zonen sich praktisch in ihrer Summe, also die Dicke der gesamten Raumladungszone sich trotz des Einflusses der adsorbierten negativen Ionen nicht verändert hat.
  • Was in der F i g. 3 an einer ps"san-Halbleiteranordnung erläutert worden ist bei der Anlagerung bzw.. Adsorption von Stoffen an der Oberfläche, welche mit negativen Ionen wirksam werden, ist in der F i g. 4 nochmals sinngemäß dann erläutert, wenn Stoffe adsorbiert werden, die mit positiven Ionen wirksam werden. Wie aus der Darstellung zu entnehmen ist, wird in diesem Falle durch den Einfluß der adsorbierten positiven Ionen zwar in der schwach n-dotierten Halbleiterzone s" die Dicke der Raumladungsschicht herabgesetzt, jedoch wiederum gleichzeitig in der schwach p-dotierten Zone s" die Dicke der Raumladungsschicht entsprechend heraufgesetzt. Vor und nach, also ohne und mit Vorhandensein adsorbierter Stoffe, welche mit positiven Ionen wirksam werden, bleibt also die Dicke der gesamten Raumladungszone, die anteilig auf die beiden schwach dotierten Zonen entgegengesetzten Leitungstyps s" bzw. s, verteilt ist, in ihrer Größe auch an der Oberfläche des Halbleiterkörpers erhalten, und damit ist gewährleistet, daß trotz der Adsorption von Stoffen an der Oberfläche die Gleichrichteranordnung mit gleicher Güte hinsichtlich ihrer Widerstandsfähigkeit gegen einen Durchbruch entweder zufolge der Stoßionisation oder/und -einer Zenererscheinung erhalten bleibt.
  • Die beiden an der Halbleiteranordnung nach den F i g. 3 bzw. 4 benutzten zusätzlichen Zonen .starker Dotierung injizieren, wie bereits angeführt, Ladungsträger in die jeweils benachbarte schwach dotierte Zone, wenn der Gleichrichter durch die anliegende Spannung in Durchlaßrichtung beansprucht ist, so daß auf diese Weise gute Durchlaßeigenschaften an der Halbleiteranordnung in der Flußrichtung gewährleistet sind und der Gleichrichter betriebsmäßig mit einem guten Wirkungsgrad wegen der in Durchlaßrichtung geringen Wirkleistungsverluste arbeitet.
  • Die ideale Ausführung im Rahmen der Erfindung würde eine solche sein, bei welcher die Dotierungen an Störstellen in den beiden benachbarten Zonen entgegengesetzten Leitungstyps praktisch genau gleich und homogen sind. Es ist jedoch im Rahmen der Erfindung auch ausreichend, wenn die Dotierung nur in symmetrischer Hinsicht, bezogen auf die Berührungsfläche der beiden benachbarten Zonen entgegengesetzten Leitungstyps bzw. den pn-Übergang, gleich sind, d. h., es kann auch der Grad der Dotierung in den einzelnen Halbleiterzonen von der Kontaktzone beider Zonen mit wachsendem Abstand ansteigen. Im Rahmen der Erfindung werden sich aber auch dann bereits sinngemäße Verbesserungen ergeben, wenn eine genau gleiche Dotierung zu beiden Seiten der Berührungszone in den dotierten Zonen entgegengesetzten Leitungstyps nicht vorhanden .ist, sondern eine gewisse Abweichung der Dotierungsgrade in beiden schwach dotierten Zonen besteht, die sich aber noch etwa im Rahmen einer Größenordnung, d. h. einer Zenerpotenz, hält. Es ist sinngemäß auch in diesem Falle noch zulässig, daß in den benachbarten Zonen keine Homogenität in der Verteilung der Störstellen besteht, sondern ihre Konzentration gegebenenfalls von der Berührungszone `aus mit wachsendem Abstande noch ansteigt.
  • Es soll in der weiteren Beschreibung der Erfindung noch näher darauf eingegangen werden, wie sich solche Zonen einer Halbleiteranordnung bei deren Aufbau vom Typ psDsnn herstellen lassen. Nach dem einen Lösungsweg kann ein Legierungsvorgang, nach dem anderen Lösungsweg ein Diffusionsvorgang benutzt werden: Wird die Halbleiteranordnung nach dem Legierungsprinzip hergestellt, so kann in der Weise vorgegangen werden; daß auf den Halbleiterkörper als Elektrodenmaterialkörper ein solcher aufgebracht wird, der zwei Zusätze enthält, die zur Erzielung des gleichen Leitungstyps dotierend wirken, jedoch einen voneinander thermisch abweichenden Verteilungskoeffizienten an der Phasengrenze festflüssig in bezug auf den Halbleiterkörper besitzen. Es wird daher beim Schmelzflüssigwerden des Elektrodenmaterialkörpers und der thermischen Behandlung zwar die Legierungsfront bis zu einer gewissen Tiefe im Halbleiterkörper vordringen: Bei der Abkühlung und Rekristallisation tritt jedoch zufolge der abweichenden thermischen Verteilungskoeffizienten der beiden Stoffe der eine .Stoff bereits bei höheren Temperaturen aus dein Hälbleitermaterial heraus als der andere. Das hat zur Folge, daß der eine Stoff bereits bei der Abkühlung eine Zone des Halbleiterkörpers verlassen hat, während der andere Stoff noch in dieser vorhanden ist.
  • Die Aufgabestellung, Schichtkristalle so aufzubauen, daß Oberflächeneinflüsse, wie Einflüsse an der Oberfläche bzw. in dicht unter der Oberfläche liegenden Schichten des Kristalls; welche die Sperrfähigkeit weitgehend beeinflussen, vermieden werden bzw. Maßnahmen getroffen werden, um die Sperrspannungsbildung an die theoretisch mögliche Grenze zu erhöhen, war bekannt.
  • Nach der bekannten Lösung soll bei der Herstellung von Halbleiterschichtkristallen mit mindestens einem annähernd senkrecht zur Ober-ffläche des Halbleiterkörpers angeordneten pn-Übergang ein Halbleiterschichtkristall so aufgebaut werden, daß das Störstellenprofil in der Oberflächenschicht des Halbleiterkristalls gegenüber demjenigen im Inneren dieses Kristalls durch Diffusionsvorgänge abgeflacht wird, so daß also die Abnahme der Störstellendichte vom pn-Übergang, nach den Enden des Kristalls zu in den oberflächlichen Schichten des Kristalls wesentlich langsamer ist als im Inneren des Kristalls mit dem Ziel, eine wesentliche Verringerung der Feldstärke an der Oberfläche des Schichtkristalls zu erreichen.
  • Diese Wirkung soll durch eine Wärmebehandlung des Halbleiterkörpers erfolgen, bei der hauptsächlich nur die oberflächlichen Schichten erwärmt werden, indem der Kristall von außen kurzzeitig stark erhitzt und, bevor noch ein Temperaturausgleich im Kristall stattfinden kann, wieder kräftig abgekühlt wird.
  • Nach .einer anderen bekannten, Lösung soll die angestrebte unterschiedliche Störstellenverteilung durch nachträgliches Aufbringen von dem jeweiligen Leitungstyp entsprechenden störstellenbildenden Stoffen auf die Oberfläche des Kristalls in der Nähe der Übergangszone und ein anschließendes Eintempern dieser Stoffe durchgeführt werden.
  • Auch eine Temperung des Halbleiterkristalls an Luft bei etwa 1000° C mit dem Ziel der gleichzeitigen Erzeugung eines Überzuges aus Siliziumdioxyd auf einem Siliziumhalbleiterkörper wurde durchgeführt.
  • Gegenüber diesen bekannten Lösungen weist ein Halbleiterkörper nach der vorliegenden Erfindung auf jeden Fall durchgehende Zonen entsprechenden Dosierungsgrades und elektrischen Leitungstyps auf, so daß der angestrebte Effekt mit Sicherheit gewährleistet ist, ungeachtet dessen, wie groß die eventuelle Tiefenwirkung der auf dem Halbleiterkörper zur Entstehung gelangenden adsorbierten Schichten gegebenenfalls sein könnte.
  • Bei der weiteren Abkühlung werden infolgedessen in der Ausscheidungsrichtung aufeinanderfolgende Zonen verschiedener Störstellenkonzentrationen an den beiden Stoffen gleichen Dotierungscharakters vorhanden sein.
  • Das soll an Hand der F i g. 5 näher erläutert werden. In dieser ist ein Halbleiterkörper 1 dargestellt, der bereits vor der Legierung schwach elektrische p-Leitung aufweist. Auf diesen Halbleiterkörper 1 wird auf die untere Fläche ein Elektrodenmaterialkörper 2 auflegiert, der eine stark p-leitende Zone 3 in dem Körper 1 erzeugt. Auf die obere Oberfläche des Halbleiterkörpers 1 wird ein Elektrodenmaterialkörper 4 aufgelegt, welcher zwei verschiedene Zusatzstoffe enthält. Bei einem Legierungsprozeß dringen die beiden Zusatzstoffe in den Halbleiterkörper ein. Zufolge ihrer temperaturabhängig verschiedenen Verteilungskoeffizienten, bezogen auf den Halbleiterkörper, tritt jedoch der Elektrodenmaterialkörper zusammen mit den Zusatzstoffen bei einer Ausscheidung derselben mit unterschiedlicher Konzentration in diesem Körper bei unterschiedlichen Temperaturen wieder aus, so daß auf diese Weise dann zwei Zonen 5 und 6 von zwar elektrisch gleichen Leitungstyps jedoch verschiedenen Dosierungsgrades an Störstellen erzeugt werden. S" bezeichnet dabei die schwächer dotierte Zone, n die stark dotierte Zone jeweils von n-Leitungstyp.
  • Eine solche Anordnung muß dann sinngemäß vor ihrem Einsatz an der Oberfläche mit einem Ätzmittel behandelt werden, um eine glatte Oberfläche zu erzeugen und damit das Vorhandensein von Gitterstörungen oder Gitterversetzungen auszuschließen. Die Anordnung kann nach der Ätzbehandlung mit einer Schutzschicht oder einem Überzug aus einem chemisch inerten Materia17 überzogen werden.
  • Bei dem Aufbau einer Halbleiteranordnung im Sinne der F i g. 3 kann naturgemäß auch von einem Halbleiterkörper ausgegangen werden, der eine schwache n-Leitung aufweist, bevor der Legierungsprozeß durchgeführt wird. Der Elektrodenmaterialkörper, mit dessen Hilfe die beiden Zonen unterschiedlichen Dotierungsgrades erzeugt werden, erhält dann sinngemäß Zusatzstoffe, die beide p-leitende Zonen an dem Halbleiterkörper hervorrufen.
  • In F i g. 6 ist ein Ausführungsbeispiel erläutert für die Herstellung einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung unterBenutzung einesDiffusionsprozesses. Es ist in diesem Falle ein Halbleiterkörper 8 benutzt. Bei diesem ist angenommen, daß er schwach n-leitend ist, was durch den Buchstabens" angedeutet ist. Die eine Oberfläche des Halbleiterkörpers 8 wird vor der Durchführung des Diffusionsprozesses mit einem Schutzüberzug 9 aus einem Stoff versehen, der für den Dotierungsstoff undurchlässig ist, der durch einen Diffusionsprozeß in den Halbleiterkörper für die Erzeugung des pn-übergangs eingebracht werden soll. Dann wird der in dieser Weise geschützte Halbleiterkörper in eine Dampfatmosphäre des Dotierungsstoffes gebracht, wodurch bei der Einhaltung einer bestimmten hohen Temperaturbehandlung, z. B. von etwa 1200° C, bei einem Halbleiterkörper aus Silizium dieser Stoff in den Halbleiterkörper hineindiffundiert und auf diese Weise eine Diffusionsfront 10 erzeugt, so daß an dem Halbleiterkörper dann eine Zone 11 mit schwach p-leitenden Charakter erzeugt worden ist. Nunmehr kann an der Halbleiteranordnung die vorher aufgebrachte Schutzschicht 9 durch einen Atzvorgang oder einen mechanischen Vorgang, wie z. B. einen Schleifprozeß, wieder entfernt werden.
  • Für die Herstellung einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung kann auch derart vorgegangen werden, daß von einem Halbleiterkörper bestimmten Leitungstyps ausgegangen wird, dann auf diesen und in diesen hinein allseitig ein Diffusionsprozeß mittels des Dotierungsstoffes vorgenommen wird und schließlich an der Halbleiteranordnung ein solcher mechanischer Behandlungsprozeß, z. B. durch Abschleifen oder mittels eines Sägeschnittes, vorgenommen wird, daß dann an der Halbleiteranordnung nur noch eine Schichtenfolge aus den beiden Zonen entgegengesetzten elektrischen Leitungstyps vorhanden ist. Anschließend können an einer Anordnung nach F i g. 6 dann noch durch einen Legierungsprozeß die stark dotierten Zonen erzeugt werden, indem auf den Halbleiterkörper entsprechende Elektrodenmaterialkörper 12 bzw. 13 aufgebracht werden und anschließend ein Legierungsprozeß vorgenommen wird. Es bilden sich dann die stark dotierten Zonen entsprechenden elektrischen n- und p-Leitungstyps aus, die in der F i g. 6 mit 14 und 15 bezeichnet sind, so daß jeweils der schwach dotierten Zone eine stark dotierte Zone gleichen Leitungstyps benachbart liegt.
  • Wie bereits aus der vorausgehenden Beschreibung hervorgeht, ist die Anwendung der Erfindung nicht auf solche Anordnungen beschränkt, an welchen entweder nur schwach dotierte Zonen entgegengesetzten elektrischen Leitungstyps benachbart dem pn-übergang vorhanden sind oder außer diesen schwach dotierten Zonen zusätzlich noch stark dotierte Zonen vorhanden sind, sondern die Erfindung ist ebenso gut auch in der Form anwendbar, daß nur stark dotierte Zonen, benachbart dem pn-Übergang benutzt werden. Solche stark dotierten Zonen lassen den Knick für den Übergang in den steilen Teil der Stromspannungskennlinie in Sperrrichtung bereits bei niedrigeren Sperrspannungen eintreten. Da bei sogenannten Zenerdioden grundsätzlich von diesem steilen Anstieg der Kennlinie in der Sperrichtung Gebrauch gemacht wird, kann die Erfindung auch angewendet werden, um Zenerdioden herzustellen, die für ihre Zenerkennlinien ein konstantes Verhalten aufweisen, d. h. deren Kennlinie unabhängig vom Auftreten von Adsorptionserscheinungen an der Oberfläche der Zenerdioden-Halbleiterkörper in ihrer Lage und Form erhalten bzw. gewährleistet bleibt. Auch bei einer solchen Zenerdiode muß naturgemäß im Sinne der Erfindung die Bedingung eingehalten werden, daß an dem pn-übergang entweder in den benachbarten Zonen entgegengesetzten Leitungstyps ein gleicher homogener Dotierungsgrad oder ein symmetrischer Dosierungsgrad oder mindestens noch eine Abweichung der Dotierungen der benachbarten Zonen entgegengesetzten elektrischen Leitungstyps vorliegt, die innerhalb der Grenzen einer Größenordnung, d. h. einer Zenerpotenz liegt.

Claims (11)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen eines I-@albleiterbauelements, dessen .Sperrfähigkeit gegen die Einflüsse von an der Oberfläche des Halbleiterkörpers am pn-Übergang adsorbierten Stoffen, welche entweder mit positiven oder negativen Ionen auf den Halbleiterkörper wirken, unempfindlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhaltung der bei der anliegenden Sperrspannung sich ergebenden Dicke der Raumladungszone die den pn-Übergang bildenden beiden Zonen entgegengesetzten Leitungstyps mindestens über die Dicke der zu erwartenden Raumladungszone der ganzen pn-Übergangsfläche derart etwa gleich stark dotiert werden, daß in ihnen senkrecht und symmetrisch zur pn-Übergangsfläche eine homogene Verteilung der Störstellen oder eine von der pn-Übergangsfläche aus ansteigende Verteilung der Störstellen vorliegt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichung im Dotierungsgrad der benachbarten Zonen an dem pn-Übergang kleiner als etwa eine Größenordnung, d. h. eine Zenerpotenz ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 für höhere Spannungen, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart dem pn-Übergang nur schwach dotierte Halbleiterzonen benutzt werden.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart den schwach dotierten Zonen an der Halbleiteranordnung noch stark dotierte Zonen gleichen Leitungstyps erzeugt werden bzw. vorhanden sind.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem pn-Übergang benachbarten Zonen einen starken Dotierungsgrad besitzen.
  6. 6. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Zonen starker Dotierung und schwacher Dotierung gleichen Leitungstyps an der Halbleiteranordnung durch einen Legierungsprozeß erzeugt werden, indem für diesen ein Elektrodenmaterialkörper mit zwei Zusatzstoffen benutzt wird, welche einen temperaturabhängig verschiedenen Verteilungskoeffizienten in bezug auf das Halbleitermaterial besitzen und daß der Abkühlungsprozeß derart entsprechend gesteuert wird, daß benachbart der Legierungsfront zunächst eine schwach dotierte Zone und anschließend an diese eine stark dotierte Zone vom gleichen Leitungstyp, jedoch vom entgegengesetzten Leitungstyp zum Leitungstyp des Halbleiterkörpers vor dem Legierungsprozeß erzeugt werden.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung benachbarter Zonen starker Dotierung und schwacher Dotierung gleichen elektrischen Leitungstyps an der Halbleiteranordnung mindestens zur Erzeugung der schwach dotierten Zone ein Diffusionsprozeß während einer entsprechenden Temperaturbehandlung benutzt wird. B.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß während des Ablaufes dieses Diffusionsprozesses diejenigen Oberflächenteile, an denen keine Diffusion stattfinden soll, mit einem Schutzüberzug versehen sind, welcher für den genannten Dotierungsstoff während des Diffusionsprozesses nicht durchlässig ist.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der gesamten Oberfläche des Halbleiterkörpers ein Diffusionsprozeß für die Erzeugung einer Diffusionsfront benutzt wird und nach Abschluß des Diffusionsprozesses eine solche mechanische Entfernung eines Teiles des Halbleiterkörpers vorgenommen wird, daß ein Restkörper verbleibt, der nur eine Folge zweier benachbarter Zonen entgegengesetzten Leitungstyps aufweist.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 7 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß auf den nach dem Diffusionsprozeß fertiggestellten Halbleiterkörper weitere Elektrodenmaterialkörper aufgebracht werden, um stark störstellendotierte Zonen gleichen Leitungstyps benachbart den vorhandenen schwach dotierten Zonen im Halbleiterkörper zu erzeugen.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die fertige Halbleiteranordnung mit einem Schutzüberzug gegen den Zutritt von Fremdstoffen geschützt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1000 115, 1021097, 1033 787, 1034 774; USA.-Patentschriften Nr. 2 770 761, 2 789 258, 2813048.
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