DE1182750B

DE1182750B - Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen

Info

Publication number: DE1182750B
Application number: DEF31504A
Authority: DE
Inventors: Los Altos; Gordon E Moore; Robert N Noyce
Original assignee: Fairchild Camera and Instrument Corp
Current assignee: Fairchild Semiconductor Corp
Priority date: 1959-06-30
Filing date: 1960-06-24
Publication date: 1964-12-03
Also published as: US3108359A; GB908605A; CH394399A; NL252131A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. KL: HOIl

Deutsche Kl.: 21g -11/02

Nummer: 1182750

Aktenzeichen: F 31504 VIII c/21 g

Anmeldetag: 24. Juni i960

Auslegetag: 3. Dezember 1964

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Diffusionsschicht-Halbleiterbauelementen, insbesondere auf Doppeldiffusionsschicht-Transistoren, und sie bezweckt eine Verbesserung der Verfahren zur Herstellung von Einrichtungen dieser Art, um insbesondere eine größere Präzision, eine bessere Kontrolle, eine wirtschaftliche Herstellung und technisch vollkommenere Erzeugnisse zu erhalten.

Die Herstellung von Hochfrequenz-Schalttrarisistoren oder ähnlichen Einrichtungen bereitet besondere Schwierigkeiten im Zusammenhang mit der genauen Beeinflussung und Kontrolle des Grades und der Verteilung der Verunreinigungen, der Toleranzen der Dimensionen und der Überwachung des Fertigungsganges und der -genauigkeit während der verschiedenen Schritte des Herstellungsverfahrens. Transistoren, die jetzt in größerem Umfange nach dem erwähnten Verfahren hergestellt werden, erfordern z. B. die Ausbildung von Emitterschichten von nur etwa 0,4 mm Durchmesser und 4 μ Tiefe auf einer Basisschicht von nur 2,3 μ Breite, am oberen Teil eines Mesa-Körpers von etwa 0,8 mm Durchmesser und 10 bis 20 μ Höhe und auf einem Plättchen von Siliziumkristall mit einer Stärke von etwa 60 μ. Manche noch in der Entwicklung befindliche Transistoren haben sogar noch geringere Abmessungen, z. B. Emitterschichten von nur etwa 25 μ Durchmesser. An jeder Schicht müssen Kontakte, z. B. durch Schmelzung, angebracht werden, und es müssen Drähte befestigt werden, und alle diese Vorgänge müssen mit sehr genauer Kontrolle der räumlichen Lage, der Abmessungen und der Reinheit vorgenommen werden, damit man Transistoren von übereinstimmenden und reproduzierbaren Werten erhält.

Ein besonders schwieriges Problem ergibt sich bei der Ausbildung und Legierung der Emitter- und Basiskontakte. Um den Ausbreitungswiderstand gering zu halten, sollten die Kontakte so groß wie möglich sein, jedoch dürfen sie keinen Kurzschluß der Emitterschicht bewirken. Bei einer typischen zweckmäßigen Anordnung ist der Emitterkontakt als kleiner punktförmiger Metallkörper ausgebildet, der beispielsweise etwa 0,254 mm Durchmesser haben kann und mittig oben auf der Emitterschicht angeordnet ist. Der Basiskontakt ist ein ring- oder kreisförmiges. metallisches Band von etwa 0,508 mm Innendurchmesser, das konzentrisch zu dem punktförmigen Emitterkontakt angeordnet ist. Der Basiskontakt bildet daher eine Art Metallsperre, die die Kante der Emitterschicht an der Kristalloberfläche völlig umgibt. Es hat sich gezeigt, daß diese Art der geometrischen Ausbildung das Auftreten von Kurz-Verfahren zum Herstellen von
Halbleiterbauelementen

Anmelder:

Fairchild Camera and Instrument Corporation,

New York, N. Y, (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. F. B. Fischer, Patentanwalt,
Köln-Sülz, Remigiusstr. 41/43

Als Erfinder benannt:
Gordon E. Moore,
Robert N. Noyce,
Los Altos, Calif. (V- St A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 30. Juni 1959 (823 838)

Schlüssen vom Kollektor zum Emitter erheblich vermindert. Die genau konzentrische Anordnung eines so kleinen punktförmigeff Körpers -gegenüber einem entsprechend kleinen ringförmigen Band und die genaue räumliche Aöordnung der beiden Teile gegenüber der kleinen Emitterschicht' bringt besondere Probleme mit sich, die nur ^; schwer zu lösen sind; insbesondere dann, wenn Basis- und Emitterkontakte aus verschiedenen Metallen bestehen, wie es bisher allgemein notwendig war, wenn'-ohmsche oder nicht gleichrichtende Kontakte bei beiden Schichten herzustellen sind.

Bei den bisher bekannten Verfahren waren drei aufeinanderfolgende Verdampfungsvorgänge durch Masken verschiedener Formen· nötwendig, um Kon-* takte in der beschriebenen Anordnung aufzubringen, und infolge von Fertigungs- und Überwachungsschwierigkeiten blieb die Wirtschaftlichkeit der Herstellung gering,' und die Zahl der Transistoren, die als Ausschuß ausgesondert werden mußten, stieg an. Auch war dadurch, daß für die Emitter- und Basiskontakte verschiedene Metalle verwendet wurden, die Befestigung von AMcrrHissen an diesen Kontakten erheblich erschwert, weil verschiedene Arten van Anschlüssen ^: öder^: verschiedene^: Verbindungsarten verwendet werden mußten oder sogar beides.

Die Hauptschwierigkeit bei der Verwendung des gleichen Metalls für Emitter- und Basiskontakte ist,

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daß hierfür geeignete Metalle die Tendenz haben, als p- oder n-Verunreinigungen in dem Halbleiterkristall zu wirken. So ist z. B. in vieler Hinsicht Aluminium ein sehr geeignetes Kontaktmaterial, das bei der Herstellung von Siliziumtransistoren dem Silber erheblich überlegen ist. Da das Aluminium eine p-Verunreinigung in dem Silizium bildet, kann Aluminium leicht mit einer p-Schicht legiert werden, und es bildet mit diesem einen guten ohmschen Kontakt. Wenn aber Aluminium durch einen Legierungsvorgang mit einer η-Schicht verbunden wird, so wird sich eine p-Rekristallisationsschicht unmittelbar unter dem Kontakt ausbilden, so daß sich zusätzlich eine unerwünschte p-n-Schicht bildet, und man erhält einen Kontakt mit einer gleichrichtenden Wirkung, jedoch keinen »ohmschen« Kontakt. Aus diesem Grunde war es bisher allgemein üblich, verschiedene Metalle oder Legierungen für die Emitter- und Basiskontakte zu verwenden. Legierungen, die n-Verunreinigungen enthalten, können die erwähnten Schwierigkeiten im Hinblick auf die η-Schicht lösen, aber es ergibt sich die gleiche Schwierigkeit in der p-Schicht, wenn die gleiche Legierung sowohl für Emitter- als auch für Basiskontakte verwendet wird.

Auch war bei den bisherigen Verfahren mehr als ein Verdampfungsvorgang erforderlich, um bestimmte Metalle in einer einzigen Gruppierung aufzubringen. So ist es z. B. bei einem Verdampfungsvorgang durch eine gewöhnliche Maske, z. B. ein Metallblättchen, in das entsprechend den gewünschten Kontaktbereichen Öffnungen eingeätzt sind, nicht möglich, ein vollständiges ringförmiges oder O-förmiges Metallband als Kontakt in einem Arbeitsgang aufzubringen, weil die O-förmige öffnung in der Maske wenigstens an einer Stelle unterbrochen sein muß, damit der Punkt im Inneren des O gehalten werden kann. Es war daher üblich, zwei getrennte Verdampfungsvorgänge vorzunehmen, um einen O-förmigen Kontakt auszubilden, und dies bedeutet nicht nur, daß man einen zusätzlichen Verfahrensschritt benötigt, sondern es ergeben sich auch zusätzliche Probleme der räumlichen Anordnung und Überwachung, die in bezug auf die sehr geringen Abmessungen und Toleranzen von schwerwiegender Bedeutung sein können.

Die Schwierigkeiten, die sich bei der bisherigen Art der Herstellung von Halbleiterbauelementen ergaben, erkennt man besonders deutlich bei einem Vergleich mit den bekannten Verfahren, bei denen in üblicher Weise berücksichtigt wird, daß die Metalle, die zur Ausbildung der Kontaktelektroden verwendet werden, die Tendenz haben, in den Halbleiter einzudiffundieren und Schichten eines Leitfähigkeitstyps auszubilden, der von dem verwendeten Kontaktmetall abhängt. So bilden beispielsweise Bor, Indium, Gallium und Aluminium p-Schichten in dem Halbleiter, während Arsen, Antimon und Wismut zur Ausbildung von η-Schichten führen. Es werden daher gemäß einem bekannten Verfahren Metallelektroden unter Erhitzung mit dem Halbleiter derart legiert, daß sich zwischen dem Legierungsbereich und dem übrigen Material des Halbleiters Schichten entgegengesetzter Leitfähigkeit bilden, welche dementsprechend von dem Halbleiterkörper durch gleichrichtende p-n-Übergänge getrennt sind. Die Elektroden bilden daher keine ohmschen Kontakte mit dem Halbleitermaterial, sondern sie sind vielmehr durch p-n-Übergänge mit ihm verbunden. Wenn demgegenüber eine ohmsche Kontaktelektrode hergestellt werden soll, muß gemäß der bisherigen Praxis das entsprechende Kontaktmetall im Hinblick auf den Leitfähigkeitstyp des Halbleiters ausgewählt werden, an dem der Kontakt angebracht werden soll.
Nach einer weiteren bekannten Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes, bei dem im Gegensatz zu dem vorerwähnten Verfahren die Übergänge durch Diffusion ausgebildet sind, müssen die ohmschen Kontaktelektroden an kleinen n-Emitterbereichen angebracht werden, welche einen sehr kleinen Durchmesser besitzen. Das gleiche ist bei dem p-Basisbereich der Fall. Im übrigen ist in diesem Zusammenhang nicht angegeben, in welcher Weise die Kontaktelektroden anzubringen sind, so daß auch hier die bisherigen Gesichtspunkte für die Ausbildung der Kontaktelektroden gelten.

Gemäß einer weiteren bekannten Schriftstelle ist vorgesehen, daß Aluminium als Kontaktmetall zur Ausbildung ohmscher Kontaktelektroden bei dem p-Halbleitergebiet verwendet wird, während demgegenüber ein anderes Metall, beispielsweise Gold, für die Kontaktelektrode am n-Halbleitergebiet zu verwenden ist. Demgegenüber beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß bei entsprechend sorgfältiger Steuerung des Legierungsvorganges das gleiche Metall, z. B. auch Aluminium, zur Herstellung ohmscher Kontaktelektroden sowohl bei p- als auch bei η-Halbleitern verwendet werden kann.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist also darin zu sehen, daß ohmsche, also nichtgleichrichtende elektrische Kontaktelektroden an den n- und p-Gebieten des Halbleiterkörpers auf den entsprechenden Seiten eines p-n-Überganges gleichzeitig und aus dem gleichen Metall ausgebildet werden können. Dieser Vorteil konnte bei den bisher bekannten Verfahren nicht erreicht werden, und er wurde auch bisher nicht für erreichbar gehalten. Durch die Erfindung ergibt sich ein beträchtlicher Fortschritt in der Technik der Herstellung von Halbleiterbauelementen, und zwar nicht nur deshalb, weil hierdurch der Herstellungsvorgang erheblich vereinfacht wird, indem die beiden ohmschen Kontakte gleichzeitig ausgebildet werden können und nicht wie bisher getrennt und nacheinander, sondern es ist nun auch möglich, die beiden sehr nahe beieinanderliegenden Kontaktelektroden genau gegeneinander in der gewünschten Weise anzuordnen, so daß bei der Herstellung das Verhältnis der brauchbaren Transistoren gegenüber dem Ausschuß erheblich verbessert wird.

Demgemäß bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen, bei dem die Oberfläche des Halbleiterkörpers so oxydierend behandelt wird, daß sich auf ihr eine Oxydschicht des Halbleitermaterials bildet, daß getrennte Bereiche der Oberfläche des Halbleiterkörpers durch Entfernung der Oxydschicht freigelegt werden, daß anschließend ein dotierender Fremdstoff, der die Oxydschicht nicht durchdringen kann, auf die freigelegten Bereiche derart aufgebracht und eindiffundiert wird, daß p-n-Übergänge gebildet werden. Erfindungsgemäß werden anschließend zum Aufbringen von Kontaktelektroden Teile der eindiffundierten Bereiche und der benachbarten Teile an der Oberfläche des Halbleiterkörpers durch Entfernung der Oxydschicht freigelegt, dann ein einheitlicher, zusammenhängender Metallbelag aufgebracht, anschließend Teile des Metallbelages erforderlichenfalls derart entfernt, daß getrennte Metallkontakt-

elektroden auf den freigelegten eindiffundierten Bereichen und auf den freigelegten Teilen der Oberfläche des Halbleiterkörpers entstehen, und dann auf eine solche Temperatur erhitzt, daß die Metallkontaktelektroden ohmsche Kontakte bilden.

Vorzugsweise werden dabei der Halbleiterkörper und die Kontaktelektroden auf eine Temperatur über der eutektischen Temperatur des Metallbelages und des Halbleitermaterials, jedoch unterhalb des Schmelzpunktes des Metallbelages erhitzt, und dann werden der Halbleiterkörper und die Kontaktelektroden unverzüglich unter die eutektische Temperatur abgekühlt.

Nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsverfahren wird als Halbleitermaterial Silizium verwendet, während der Metallbelag, der zur Herstellung der Kontaktelektroden sowohl zu 'den p- als auch zu den η-Gebieten verwendet wird, im wesentlichen reines Aluminium ist. Auch kann bei Verwendung von Silizium als Halbleitermaterial der Metallbelag eine Legierung sein, die aus Aluminium und einem geeigneten Element, das in Silizium als n-Verunreinigung wirkt, z. B. Phosphor, zusammengesetzt ist.

Ferner ist es zweckmäßig, die entgegengesetzte Seite des Halbleiterkörpers mit Nickel zu plattieren, bevor der dotierende Fremdstoff in die freigelegten Bereiche eindiffundiert wird.

Nach einem weiteren Ausbildungsverfahren gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß durch die Oxydschicht, vorzugsweise vor der Freilegung der Bereiche, ein dotierender Fremdstoff eindiffundiert wird, demgegenüber diese Schicht durchlässig ist, wobei dieser Fremdstoff und der in die erwähnten Bereiche eindiffundierte Fremdstoff Verunreinigungen der entgegengesetzten Leitfähigkeit in dem Halbleiter bilden, so daß um jeden Bereich eine p-n-Schicht ausgebildet wird.

Ein wesentlicher Gesichtspunkt der Erfindung besteht also darin, daß sowohl für die Emitter- als auch für die Basiskontakte das gleiche Metall verwendet wird, und zwar vorzugsweise Aluminium. Der »ohmsche« Kontakt zwischen dem Kontaktmetall und der Halbleiterschicht entgegengesetzter Leitfähigkeit wird durch eine Kombination zweier Effekte erreicht: Neutralisation der unerwünschten Verunreinigungen durch einen Überschuß an Verunreinigungen der entgegengesetzten Leitfähigkeit und praktisch eine Eliminierung der Rekristallisationsschicht unter den Kontakten durch Steuerung und Überwachung des Legierungsvorganges.

Im Hinblick auf die Neutralisierung unerwünschter Verunreinigungen durch einen Überschuß an Verunreinigungen der entgegengesetzten Leitfähigkeit sind zwei Überlegungen von Bedeutung: Erstens sollte das im Zusammenhang mit den Schwierigkeiten des Kontaktes auftretende Problem möglichst auf die Halbleiterschicht begrenzt werden, welche die größte Konzentration an Verunreinigungen aufweist, gewöhnlich den Emitter; und zweitens sollte das Kontaktmetall eine verhältnismäßig geringe Lösbarkeit in dem Halbleitermaterial haben. So kann z. B. bei einem n-p-n-Siliziumtransistor zur Herstellung der Emitter- und Basiskontakte Reinaluminium verwendet werden. Da Aluminium als p-Verunreinigung wirkt, ergibt sich keine besondere Schwierigkeit bei der Herstellung eines ohmschen Kontaktes zwischen dem Aluminium und der p-Basisschicht. Das schwierigere Problem Ht also auf die Emitterschicht begrenzt, welche gewöhnlich die höchste Konzentration an Verunreinigungen enthält. Die Sättigungsgrenze des Aluminiums in Silizium liegt bei nur etwa 10¹⁸ Atomen Aluminium je Kubikzentimeter. Wenn nun die Emitterschieht im ^Bereich des Kontaktes stark genug dotiert werden kann, um zu einer höheren Konzentration von n-VerUhf-ernigüngen zu führen, kann die Ausbildung einer unerwünschten p-Schicht

ίο vermieden werden. -Dies ist in manchen 'Fällen möglich; so kann z.'B.ein oberer Teil der Emitterechicht etwa 10²⁰ Atoöie Phosphor jfc 'Kubikzentimeter enthalten. Das ist ein beachtlicher Überschuß an n-Verunreinigungen, vorausgesetzt, daß die Rekristallisation während und 'nach dem Legierungsvorgang auf diesen hochdotierten 'Bereich des Emitters beschränkt bleibt.

Es müssen jedoch nun bestimmte Forderungen und Vorsichtsmaßregeln 'beachtet werden. Bei Diffusionsschicht-Transistoren stellt sich die Verunreinigungskonzehtration keineswegs konstant ein, und der LegierungsvOrgang und insbesondere die Legierungstiefe müssen sorgfältig gesteuert und überwacht werden, um die Rekristallisation auf {Bereiche zubegrenzen, bei denen genügend höhe Verunreinigungskönzenträtionen vom gewünschten Typ vorhanden sind. Auch können Konstruktionsüberlegungen anderer Art, die im Zusammenhang mit der Herstellung der erwünschten Transistördaten stehön,^! die Verwendung von geringeren Verünrörnigungskonzentrationen notwendig machen. Bine Überkompensatiön unerwünschter Verunreinigungen durch die Verwendung von hohen Vertlnreinigüngsköfizentrationeii dös gewünschten Typs bietet daher nur in wenigen Sonderfällen eine befriedigönde und vollkommene Löäüng des Problems. Im allgemeinen 1st es zusätzlich erforderlich, einen LegierungSvörgähg vorzusehen, durch den RekriStallisätiönsbereiche im wesentlichen eliminiert werden.

In seiner ursprünglichen Ausbildung, z. B. durch Vakuumabscheidüng, ist der Aluminiumkontakt lediglich ein dünner Metalffilm, der auf der Oberfläche des Siliziumkristalls angeordnet ist und der in sehr engem räumlichem Kontakt an der Zwischen-fläche anliegt, jedoch nicht mit Sicherheit mit dem Silizium verbunden ist. Der Kontakt ist daher sowohl in mechanischer als auch in elektrischer Hinsicht nicht ohne Mängel. Wenn jedoch das Aluminium geschmolzen wird, wird ein Teil des Siliziums sich in dem Aluminium lösen und eine Legierungsschicht bilden, welche nach Abkühlung lind Wiederverfestigung den Alumininmfilfti fest ttiid sicher mit dem Siliziumkristall verbindet und die mechanischen und elektrischen Eigenschaften des Kontaktes besonders begünstigt. Das Problem ist, daß außerdem eine Tendenz besteht, daß sich unmittelbar unter der im Aluminium oder «-Aluminium gelösten Siliziümschicht eine flüssige Schicht in Silizium gelösten Aluminiums oder /3-Silizrums ausbildet. Beim Abkühlen rekristallisiert dieses ß-Silizium auf dem ursprünglichen Kristallmaterial und bildet eine p-Schicht zwischen dem ursprünglichen Kristall und dem legierten Kontakt. Wenn das Äüsgangsmaterial ursprünglich p-Material war, so ergeben sich keinerlei Schwierigkeiten, und man erhält eiinen guten ohmschen Kontakt. Wenn jedoch #as Ausgangsmaterial η-Material war, kann sich eine unerwünschte p-n-Schicht bilden, und man wird einen Gleichrichter-

während um diese Inseln herum die Basisschicht zur Oberfläche gelangt, so daß Kontakte daran befestigt werden können. Die Platten werden nun von der Oxydschicht befreit, und die vordere (emitterseitige) 5 Fläche wird metallisiert, z. B. durch Vakuumauftragung eines Aluminiumfilms. Durch Fotogravieren wird wiederum das unerwünschte Metall entfernt, und gleichzeitig werden sowohl die Emitter- als auch die Basiskontakte ausgebildet.

Die Emitter- und Basiskontakte werden mit dem Silizium in einer inerten Atmosphäre durch einen Legierungsvorgang verbunden, indem man die Platten in einen Ofen einsetzt, der auf einer Temperatur zwischen der eutektischen Temperatur des Aluminium

kontakt und nicht den erwünschten ohmschen Kontakt erhalten.

Erfindungsgemäß wird eine Ausbildung der Rekristallisationsschicht und der unerwünschten p-n-Schicht im wesentlichen durch eine kontinuierliche, vorzugsweise verhältnismäßig schnelle Erhitzung auf eine Legierungstemperatur verhindert, die zwischen der eutektischen Temperatur des Aluminium-Siliziums, nämlich 577° C, und dem Schmelzpunkt des Reinaluminiums, nämlich 660° C, liegt. Vorzugsweise io wird dabei eine Temperatur von 600° C eingehalten, die nur um einen geringen Betrag oberhalb der eutektischen Temperatur liegt. Bei dieser Temperatur bildet sich eine flüssige Mischung von Aluminium

und Silizium entlang der Grenzfläche Aluminium- 15 Siliziums und dem Schmelzpunkt des Aluminiums Silizium aus. Die Flüssigkeit besteht hauptsächlich gehalten ist, z. B. in einen Ofen mit 600° C. Die aus Aluminium, das eine geringe Menge von ge- Dauer ist verhältnismäßig kurz, z. B. 5 Minuten, also löstem Silizium enthält, da das Silizium nur verhält- eine Zeit, die für eine Verschmelzung der Aluminiumnismäßig langsam in Lösung geht. Die Legierungs- kontakte mit dem Silizium ausreicht. Die Platten temperatur wird nur so lange aufrechterhalten, daß 20 werden anschließend unverzüglich in einen kühleren sich eine genügende Menge an Legierungsmaterial Teil des Ofens zurückgezogen, wobei sie sich jedoch ergibt, um eine gute mechanische und elektrische noch in der inerten Atmosphäre befinden, und sie Bindung zwischen Silizium und Aluminium zu erhal- können sich dann abkühlen, bevor irgendeine ten, also nur so lange, daß die Grenzfläche im nennenswerte Ausbildung rekristallisierten ^-Siliziums wesentlichen die erwähnte Legierungstemperatur er- 35 auftritt. Die Rückseiten der Platten werden dann hält. Die Anordnung wird dann unverzüglich abge- z. B. durch Polieren oder Läppen auf die endgültige kühlt, und eine Rekristallisation in /?-Silizium erfolgt Stärke gebracht und metallisiert, auf den Vorderentweder überhaupt nicht oder nur in sehr geringem Seiten der Platten werden Mesas ausgeätzt, die Plat-Ausmaß. Auf jeden Fall ist die Menge an /S-Silizium, ten zur Trennung der einzelnen Transistoren aufgedie sich dabei bildet, zu gering, um eine kontinuier- 30 teilt, Anschlüsse befestigt, und die Transistoren werliche Schicht zwischen dem ursprünglichen kristal- den dann montiert, getrocknet und eingekapselt, linen Material und dem legierten Kontakt herzu- Zur besseren Erläuterung der Erfindung werden

stellen, so daß genügend ohmscher Kontakt zwischen nachfolgend zwei Ausführungsbeispiele eingehender dem Aluminium und der ursprünglichen kristallinen beschrieben. Beispiel 1 bezieht sich auf die Herstel-Schicht vorhanden ist, und irgendwelche kleinere 35 lung eines typischen, doppelt diffundierten n-p-nörtliche p-n-Schichten, welche an Stellen vorhanden
sein können, an denen y?-Silizium auftritt, werden
kurzgeschlossen und bereiten keine besonderen
Schwierigkeiten.

Die übrigen Probleme, insbesondere die Herab- 40
setzung der Verfahrensschritte auf eine möglichst
geringe Zahl, das Erreichen einer größeren Präzision,
einer besseren Steuerung und Überwachung im Hinblick auf die Verteilung der Verunreinigungen, die
räumliche Anordnung und Dimensionierung sowie 45 haben und aus η-Silizium mit einem spezifischen die Toleranzen der Schichten und Kontakte, die Widerstand von 1 bis 1,4 Ω-cm bestehen, werden Wirtschaftlichkeit der Herstellung, eine größere Frei- gereinigt und chemisch auf eine Stärke von 120 μ heit bei der Konstruktion, insbesondere im Hinblick geätzt, so daß sie eine mikroskopisch glatte, im auf die Abmessungen für eine konstruktiv und wirt- wesentlichen unbeschädigte Kristalloberfläche darschaftlich günstige Herstellung, und das Erreichen 50 bieten.

von Erzeugnissen höherer Qualität, werden dadurch „ . ... , , _ .

gelöst, daß man das beschriebene Verfahren zur 2. Ausbildung der Basjs

Ausbildung der Kontakte in einen vollständigen Her- a) Die Oxydation der Oberfläche und die Diffu-

stellungsvorgang einschaltet, wobei man in möglichst sion der Basis werden in einem Quarzrohr-Diffusionsgroßem Umfang von dem bekannten Verfahren der 55 ofen vorgenommen, der auf einer Temperatur von Diffusion und der Fotograviertechnik Gebrauch 1200° C gehalten wird. Die Siliziumplatten werden macht. flach auf eine Quarzaufnahme aufgelegt und in die

Es sei an dieser Stelle nur eine kurze Darstellung Zone hoher Temperatur des Ofens eingeführt. Ein gegeben: Einkristallplatten aus Halbleitermaterial, Strom trockenen Sauerstoffs von 100 ccm/min wird z. B. Silizium, werden derart oxydiert, daß sie einen 60 über eine Dauer von 16 Stunden durch den Ofen Oxydfilm auf der Oberfläche erhalten, und die Basis- geleitet, und es bildet sich dadurch auf der Plattenschichtveranreinigung wird in die Plattenoberfläche oberfläche eine Oxydschicht von etwas mehr als 1,0 μ eindiffundiert. Anschließend wird der Oxydfilm über Stärke aus.

den Emitterbereichen durch Fotograviertechnik ent- b) Hochgereinigtes Ga₂O₃ wird in einem Ansatz

fernt, und es wird die Emitterschichtverunreinigung 65 in der Nähe der Plattenaufnahme angeordnet, und in die Platte eindiffundiert, wobei der Oxydfilm als zwar innerhalb des Hochtemperaturbereiches des Maske verwendet wird, so daß die Emitterschichten Ofens, der auf einer Temperatur von 1200° C gein Form kleiner Inseln auf den Platten entstehen, halten ist. Die Galliumquelle braucht während der

Silizium-Schalttransistors; Beispiel 2 bezieht sich auf die Herstellung eines typischen doppelt diffundierten p-n-p-Silizium-Schalttransistors.

Beispiel 1
1. Behandlung des Grundkörpers

In geeigneter Weise behandelte, z. B. geläppte oder polierte Platten usw., die eine Stärke von etwa 200 μ

Oxydation der Platten nicht aus dem Ofen entfernt zu werden, da keine Ablagerung auftritt, bevor eine reduzierende Atmosphäre von Wasserstoff eingeführt wird.

Nachdem die Oberflächenoxydation der Platten abgeschlossen ist, wird der Sauerstoffstrom unterbrochen, und es wird der Sauerstoff mit einem Strom von etwa 500 ccm/min trockenen Stickstoffes für die Dauer von ungefähr 5 Minuten aus dem Ofen gespült. Der Anteil des Stickstoffstromes wird dann auf 90 ccm/min herabgesetzt, und es wird trockener Wasserstoff in einem Strom von 10 ccm/min eingeführt. Die Gasmischung ist kritisch, und die Stromanteile müssen daher sorgfältig eingestellt werden.

In Anwesenheit von Wasserstoff wird nun Gallium von der vorhandenen Galliumquelle auf die Oberflächen der Siliziumplatten aufgebracht und diffundiert durch das Oxyd in das Silizium. Es zeigt sich dabei, daß das Oxyd keine nennenswerte Wirkung auf die Galliumkonzentration auf der Oberfläche des Siliziums hat. Da die Oberflächenkonzentration des. Galliums während des Diffusionsvorganges im wesentlichen konstant gehalten wird (konstante Abscheidung von Gallium von der Quelle auf die Plattenoberflächen), hat die Verteilung des Diffusionsmittels in die Tiefe des Siliziums die Form einer komplementären Fehlerfunktion.

Die Diffusionszeit beträgt im allgemeinen 30 Minuten. Nach einer Durchflußzeit von 27 Minuten wird der Wasserstoffstrom abgeschaltet, und der Ofen wird dann drei Minuten lang mit Stickstoff gespült. Testplatten müssen jetzt eine ^//-Ablesung von 30 ± 2 Ω ergeben, und sie müssen eine Schichttiefe von 3,5 μ aufweisen.

3. Ausbildung des. Emitters

a) Die Oxydschicht, die während der Ausbildung der Basis entstand, wird von den Emitterbereichen durch Fotogravierverfahren entfernt, und sie bleibt über anderen Bereichen als Maske erhalten, welche undurchlässig ist gegenüber dem Emitterdiffusionsmittel, dem Phosphor. Ein geeignetes Fotograviermittel, z. B. KPR (Kodak Photo Resist), das in der Fotograviertechnik bekannt ist, wird unmittelbar auf die Platten aufgebracht, und es wird dann in geeigneter Weise, z. B. durch schnelle Drehung, der Überschuß von den Platten entfernt.

Eine fotografische Musterplatte, die durch fotografische Reduktion aus großmaßstäblichen Zeichnungen hergestellt ist, weist undurchsichtige Bereiche auf, die den vorgesehenen Emitterbereichen der Siliziumplatten entsprechen. Bei dem vorliegenden Beispiel ist vorgesehen, daß aus jeder Platte hundert Transistoren hergestellt werden, und das Muster der Emitterbereiche besteht aus zehnmal zehn Reihen von Punkten, von denen jeder etwa 0,4 mm Durchmesser aufweist. Die Musterplatte ist daher mit einer entsprechenden Reihe undurchsichtiger Punkte versehen, von denen jeder etwa 0,4 mm Durchmesser hat. Jede Platte wird nun mit ihrer Vorderseite (Emitterseite) auf die Schichtseite der Musterplatte in einer geeigneten Einspannvorrichtung aufgebracht und wird 1 Minute lang einem Quecksilberlichtbogen im Abstand von ungefähr 12 cm auf der anderen Seite der Musterplatte ausgesetzt. Die exponierten Platten werden 2 Minuten lang in die übliche Entwicklerflüssigkeit eingetaucht, welche die nichtexponierten Bereiche des Films herauslöst (Punkte auf der Emitterseite und der gesamte Film auf der Rückseite der Platte). Dann wird der Film getrocknet und nach der bekannten Fotograviertechnik weiterbehandelt.

Anschließend werden die Platten geätzt, z. B. 30 Minuten lang bei 17° C in einer HFNH₄F-AtZ-flüssigkeit, um die Oxydschicht von den Emitterbereichen auf der Vorderseite jeder Platte und von

ίο den gesamten Rückseiten der Platten zu entfernen. Nach dem Ätzen wird der restliche Ätzgrundfilm durch Eintauchen in ein organisches Lösungsmittel erweicht, z. B. Azeton, und anschließend abgewaschen oder abgerieben.

b) Es wird nun das Verfahren der Voraufbringung bei der Emitterdiffusion angewendet, und durch dieses Verfahren ergibt sich eine Gaußsche Verteilung des Diffusionsmittels in die Tiefe der Platte. Das Verfahren wird in einem Quarzröhrenofen durchge-

zo führt, dessen Quelle auf 200° C gehalten ist, während in dem Hochtemperaturbereich eine Temperatur von 1000⁰C eingestellt wird. Eine Quelle, die mit P₂O₅ gefüllt ist, wird in den 200° C-Bereich eingeführt, und es wird ein Strom von 200 ccm/min trockenen Wasserstoffes durch den Ofen aufrechterhalten. Anschließend werden die fotogeätzten Siliziumplatten flach auf eine Quarzaufnahme gelegt und 50 Minuten lang in dem Hochtemperaturbereich untergebracht. Während dieser Zeit wird Phosphor auf den Siliziumflächen abgelagert, welche nicht durch den Oxydfilm maskiert sind. Die Temperatur ist nicht hoch genug, um eine schnelle Diffusion in die Platten zu bewirken. Die Platten werden dann aus dem Ofen herausgenommen, auf ihren rückwärtigen Seiten mit Nickel plattiert und gespült. Das Nickel wirkt als Getter für unerwünschte Verunreinigungen während der nachfolgenden Diffusionsschritte, und es verbessert die Qualität des Transistors erheblich,
c) Die Diffusion wird bei einer Temperatur vorgenommen, die für eine voll wirksame Oxydmaskierung des Phosphors zu hoch ist, jedoch in einem Ofen, welcher keine Phosphorquelle enthält, so daß das Diffusionsmittel auf Bereiche in der Nähe der vorher aufgetragenen Oberflächenkonzentrationen beschränkt ist. Die Platten werden flach in eine Quarzaufnahme gelegt und in einen Quarzröhren-Diffusionsofen eingesetzt, welcher auf einer Temperatur von 1108⁰C gehalten ist. In dem Ofen wird ein Sauerstoffstrom von 200 ccm/min aufrechterhalten.

Die Sauerstoffatmosphäre oxydiert die freigelegten Siliziumflächen und verhindert ein Herausdiffundieren des Phosphors. Durch Herausdiffundieren geht etwas Gallium verloren. Innerhalb von 45 Minuten ist die Diffusion abgeschlossen, und die Platten werden anschließend aus dem Diffusionsofen entnommen.

Die Emitterschicht muß nun eine Tiefe von 2,6 μ besitzen, und die Kollektorschicht muß auf einer Tiefe von 4,8 μ innerhalb der Platte liegen. Die Emitterschichten liegen in Form von 100 kleinen Inseln oder Punkten vor, welche etwa 0,4 mm Durchmesser aufweisen. An anderen Stellen der Platte erstreckt sich die Basisschicht zur Oberfläche und umgibt jeden der Emitterpunkte.

4. Ausbildung der Kontakte

a) Die Platten werden in HF entoxydiert und anschließend in Methylalkohol gespült. Anschließend

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wird die vordere (Emitter-)Seite metallisiert, vorzugsweise durch Vakuumauftragung mit Reinaluminium. Dies kann in einem gewöhnlichen Glockenverdampfer erfolgen, wobei das Aluminium 30 Sekunden lang in einem schrauben- oder spiralförmigen Wolframfaden ungefähr 4 cm von der Vorderfläche der Platte entfernt auf 2000° C erhitzt wird. Es sei darauf hingewiesen, daß bei diesem Verfahrensschritt das gleiche Metall auf die frei liegenden Teile sowohl

guten ohmschen Kontakt ergibt, und zwar nicht nur bei einer Basis vom p-Typ, sondern ebenso auch bei einer Emitterschicht vom n-Typ.

5. Abschluß des Herstellungsganges

Jede Platte enthält nun hundert im wesentlichen volltsändige, doppelt diffundierte Flächentransistoren, wobei die vorderseitigen Kontakte mit den Basis- und

der Emitterschicht als auch der Basisschicht aufge- io Emitterschichten verschmolzen sind. Die abschlie-

bracht wird. ßende Herstellung unter Aufteilung in Einzeltransi-

b) Unerwünschte Metallablagerungen werden nun stören erfolgt nun in im wesentlichen bekannter durch Fotograviertechnik entfernt, wobei die gleichen Weise. Die Rückseiten der Platten werden durch ge-Verfahrensschritte vorgenommen werden, wie oben eignete Behandlungsgänge, z. B. durch Läppen oder unter 3, a) beschrieben ist. Die einzigen wesentlichen 15 Polieren, auf eine endgültige Plattenstärke von 60 μ Unterschiede sind dabei, daß die verwendeten gebracht, und sie werden dann gereinigt und metalli-Musterplatten andere Muster aufweisen und daß siert, z. B. durch Nickelplattierung. Auf der Vorderandere Ätzmittel verwendet werden. seite werden durch ein Glassieb Wachspunkte auf-

Wie bereits erwähnt, weist die für die Emitter- gebracht, wobei das Glassieb entsprechend dem geätzung verwendete Musterplatte eine Anordnung ao nauen Muster einem Fotoätzverfahren unterworfen undurchsichtiger Punkte auf, welche eine Exponie- wurde, und es werden dadurch die Emitter- und rung des Mittels über den Emitterbereichen verhin- Basisbereiche jedes Transistors abgedeckt. Um Mesas dem, so daß das Mittel und das darunterliegende auszubilden, werden die Platten anschließend geätzt, Oxyd während des anschließenden Entwickeins und und zwar ungefähr 10 bis 20 μ hoch. Anschließend Ätzens von der Anordnung der Inseln oder Punkte, 25 werden die Platten unterteilt, so daß sie einzelne die zur Ausbildung der Emitter führen, entfernt wer- Transistoren bilden, und es werden Leitungen an die den. Die für die Fotogravierung der Kontakte ver- Emitter- und Basiskontakte angebracht, vorzugsweise wendete Musterplatte muß nun eine Anordnung von durch Verbindung unter Hitze und Druck. Die metaldurchsichtigen oder durchscheinenden Figuren haben, lisierte Rückseite des Transistors wird an ein Kopfweiche den vorgesehenen Kontaktausbildungen ent- 30 stück angelötet, und die erhaltenen Anordnungen sprechen, und sie muß an den anderen Stellen un- werden gewaschen, vakuumgetrocknet und in Metalldurchsichtig sein, so daß das Mittel über den vorgesehenen Kontaktbereichen verbleibt und ermöglicht,
daß das unerwünschte Metall an den anderen Stellen
fortgeätzt werden kann. Eine typische Kontaktfigur 35
ist z. B. ein kleiner Punkt von etwa 0,25 mm Durchmesser, der im wesentlichen zentrisch innerhalb jedes
Emitterpunktes liegt, um eine Kontaktgabe mit der
Emitterschicht herzustellen, und ein kreisförmiges

Band von etwa 0,50 mm Innendurchmesser, das kon- 40 Widerstand von 0,7 bis 1,3 Ω · cm bestehen, werden

zentrisch zu den Emitterpunkten liegt und eine Kon- gesäubert und chemisch auf eine Stärke von 120 μ taktgabe mit der Basisschicht herstellt.

Es bedarf keiner näheren Erläuterung, daß die Maßabstände der Emitter- und Kontaktmusterplatten mit größter Genauigkeit aufeinander abgestimmt sein 45 müssen und daß die Platten für jede Exponierung

kapseln eingeschweißt.

Beispiel 2 1. Behandlung des Grundkörpers

Vorbereitete, z. B. durch Läppen oder Polieren behandelte Platten, welche eine Stärke von etwa 200 μ haben und aus p-Silizium mit einem spezifischen

geätzt, so daß sie eine mikroskopisch glatte, im wesentlichen unbeschädigte Kristalloberfiäche darbieten.

2. Ausbildung der Basis

genau auf den Musterplatten eingerichtet sein müs- a) Durch das Verfahren der Vorauftragung wird

sen. Die Einrichtung wird dadurch ermöglicht, daß Antimon in die Plattenoberflächen eindiffundiert, man die Musterplatten in Rahmen fest unterbringt, und dieser Verfahrensschritt wird in einem Quarzweiche mit Dreipunkt-Aufspannvorrichtungen ver- 50 röhrenofen' mit zwei Temperaturzonen ausgeführt: sehen sind, welche zwei Kanten der Siliziumplatte
berühren. Nach der Entwicklung des exponierten
Mittels und der anschließenden Trocknung usw. wird

das unerwünschte Aluminium durch Ätzen in einer

einer Verdampfungszone, welche sich in einem kleinen Vorerhitzungsofen befindet, der auf einer Temperatur von 605° C gehalten ist, und einer Diffusionszone in dem Hauptofen, die auf einer Temperatur

25°/oigen NaOH-Lösung entfernt. 55 von 1120.⁰C gehalten ist. Sb₂O₃ ist in einer Quelle c) Nachdem das unerwünschte Metall entfernt ist, untergebracht und wird in dem Vorerhitzungsofen werden die Kontakte mit dem Silizium in einer verdampft, und in der Röhre wird ein Strom von Argonatmosphäre legiert. Ein Quarzröhren-Diffu- 250 ccm/min trockenen Stickstoffes aufrechterhalten, sionsofen wird auf einer Temperatur von 600° C ge- Nach 25 Minuten wird die Quellenaufnahme enthalten und gründlich mit Argon gespült. Die Platten 60 fernt, die Temperatur in dem Hauptofen auf 1205° C werden flach auf eine Quarzaufnahme gelegt und erhöht und der Gasstrom auf 250 ccm/min trockenen 5 Minuten lang unmittelbar in die heiße Zone einge- Sauerstoffes umgeschaltet. Eine Diffusionsdauer von setzt. Am Ende dieses Zeitraumes werden sie schnell 15V? Stunden ergibt eine Oberflächenkonzentration in einen kühlen Teil des Ofens zurückgezogen, und von 3 · 10¹⁸ Atomen Antimon je Kubikzentimeter, sie bleiben dort in der Argonatmosphäre bis zur Ab- 65 eine Schichttiefe von 6,3 ± 0,2 μ und eine F//-Abkühlung, etwa 5 Minuten lang. Wenn die Legierung lesung von 8 + 1 Ω. Während der Diffusion wird eine bzw. Verschmelzung in dieser Art durchgeführt wird, dicke Oxydschicht, welche stärker als 1 μ ist, auf den so kann man feststellen, daß das Aluminium einen Oberflächen der Platten aufgebaut.

3. Ausbildung des Emitters

, a) Die Oxydschicht, die bei der Ausbildung der Basis entstanden ist, wird von den Emitterbereichen durch Fotogravierverfahren entfernt, wie bereits unter 3, a) des Beispiels 1 beschrieben wurde.

b) Das Vorauftragungsverfahren wird bei der Emitterdiffusion angewendet. Die Vorauftragung erfolgt in einem Quarzröhrenofen, der auf einer Temperatur von 1230° G gehalten ist. Ein ständiger Strom von 400 ccm/min Stickstoff und 3 ccm/min Sauerstoff wird vor der Einführung der Platten wenigstens 5 Minuten lang in dem Ofen aufrechterhalten.

Die Siliziumplatten werden in HF eingetaucht und anschließend gründlich gespült, um restliches Oxyd bei den Emitterpunkten zu entfernen. Die Platten werden getrocknet und aufrecht auf einer Quarzaufnahme aufgestellt und in die Hochtemperaturzone des Ofens eingesetzt. 1 Minute später erfolgt eine zusätzliche Einführung von 15 ccm/min Wasserstoff in das Quarzrohr. Die geringen Zusätze von Sauerstoff und Wasserstoff zu dem Stickstoff während der Vorauftragung ermöglichen die Verwendung von BCl₃ (gasförmig bei Raumtemperatur) als Borquelle, wobei eine Abtragung von Silizium durch Angriff des Chlors vermieden ist. Es ist anzunehmen, daß eine sehr dünne, durch den Sauerstoff aufgebaute Oxydschicht die Siliziumfläche gegen direkte Berührung mit dem Chlor schützt und daß der Wasserstoff mehrere Funktionen übernimmt: Er bremst die Wirkung des Chlors und setzt sich teilweise wieder mit dem Sauerstoff zusammen, so daß sich Wasserdampf ergibt und eine weitere Oxydation, und er macht die so ausgebildete Oxydschicht undurchlässig gegenüber dem Bor. Die zugeführten Mengen der erwähnten Gase sind kritisch, da zu große Mengen das Ausmaß der Dotierung herabsetzen und die maskierende Wirkung des verhältnismäßig dicken Oxydfilms, der die Basiskontaktbereiche bedeckt, beeinträchtigen.

1 Minute nach der Einleitung des Stickstoff stromes wird BCl₃ (die gleiche Ablesung auf einem gleichartigen Saphirkugel-Strömungsmesser wie bei dem Wasserstoffstrom) den durch das Quarzrohr des Ofens strömenden Gasen hinzugegeben. Der BCl₃-Strom wird nach einer Minute abgestellt, und das Rohr wird mit Stickstoff gespült, um ein Austreten des gesamten noch vorhandenen BCl₃ zu sichern.

3 Minuten nach dem Abschalten des BCl₃-Stromes werden Wasserstoff und Stickstoff ebenfalls, abgeschaltet, und es wird ein Hauptstrom von 400 ecm/ min Sauerstoff eingestellt. 3 Minuten später werden die Platten aus dem Ofen entnommen, und der Hauptgasstrom durch den Ofen wird auf Stickstoff zurückgeschaltet.

Nach Abdeckung der vorderen (Emitter-)Seite der Platten mit schwarzem Wachs, das auf einer Glasplatte angeordnet ist, wird die rückwärtige Seite mit HF gereinigt und dann geringfügig geätzt, um die darunter befindliche η-Schicht freizulegen, und anschließend wird sie mit feinem Sandpapier leicht abgekratzt und gespült. Die Platten werden in eine elektrolytische Nickelplattierungslösung eingetaucht, bis auf der Rückseite der Platten eine homogene Nickelschicht ausgebildet ist. Die Platten werden dann von den Glasplatten abgenommen, gereinigt und getrocknet. Während des nachfolgenden Diffusionsvorganges wirkt das Nickel in der bereits beschriebenen Weise als Getter.

c) Die Platten werden flach auf eine Quarzaufnahme gelegt, und es folgt eine Diffusion in einem besonderen Ofen bei einer Temperatur von 1230° C 11 Minuten lang in Anwesenheit einer Strömung von 400 ccm/min Sauerstoff durch den Ofen. Die Platten müssen nun aus der heißen Zone langsam entfernt werden und gleichmäßig 1 Minute lang auf etwa 200° C gekühlt werden. Die Gründe für diese Art der »Schnell-Langsam-Kühlung« sind: Es ist allgemein anerkannt, daß eine langsame Kühlung die Trägerlebensdauer verbessert und die^: Gleichstromverstärkung des Transistors erhöht. Andererseits wirkt das Nickel·-nicht als wirksamer Getter über längere Diffusionsperioden, wie man aus den unzureichenden Transistorcharakteristiken erkennt, die man erhält, wenn ■ die Platten über eine verhältnismäßig lange Dauer, der übliehen langsamen Abkühlung unterworfen wurden. Der hier'vorgesehene Kompromiß der' »Schnell-Langsam-Kühlüng« ergibt im allgemeinen die'testen Resultate. '

Nach der Bocdrffusion ■ müssen Testplatten die folgenden Werte ergeben:;;F// =;Ό-,4'± 0,1'Ω für die Borschicht, wobei die Emitterschicht auf einer Tiefe von; 4,0 ± 0,2 μ ι und die Kallefetor-sehicht auf einer Tiefe von 6,3 ± 0,2.μ· liegt. :■/.

4. Ausbildung der Kpntakte .

Die Kontakte werden im wesentlichen in· gleicher Art hergestellt, wie bereits unter, 4· des Beispiels 1 beschrieben ist. Jedoch hat bei p-n-p-Anordnungen der stärker dotierte Emitterteil die p-Leitfähigkeit, und die weniger stark dotierte Basisschicht ist die η-Schicht, bei der es sehr schwierig ist, sie mit Aluminium zu legieren, ohne daß sich unerwünschte Gleichrichterschichten ausbilden. In diesem Fall konnten bessere Ergebnisse erreicht werden, wenn Aluminium verwendet wurde, das etwas Phosphor für das Kontaktmetall enthielt, so daß der Phosphor zusätzliche n-Verunreinigungen verursacht, um eine Kompensierung der p-Wirkung des Aluminiums selbst zu unterstützen. Auch sind Kontakte mit guten elektrischen Eigenschaften unter Verwendung von Silber-Phosphor-Legierungen hergestellt worden, wobei an der Unterseite ungefähr 10% Aluminium durch Verdampfung vorhanden waren.

5. Abschluß des Herstellungsganges

Nachdem die Emitter- und Basiskontakte mit den Siliziumplatten verschmolzen sind, wird die Herstellung der einzelnen Transistoren hi der gleichen Weise abgeschlossen, wie unter 5 bei Beispiel 1 beschrieben ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen, bei dem die Oberfläche des Halbleiterkörpers so oxydierend behandelt wird, daß sich auf ihr eine Oxydschicht des Halbleitermaterials bildet, daß getrennte Bereiche der Oberfläche des Halbleiterkörpers durch Entfernung der Oxydschicht freigelegt werden, daß anschließend ein dotierender Fremdstoff, der die Oxydschicht nicht durchdringen kann, auf die freigelegten Bereiche derart aufgebracht und eindiffundiert wird, daß p-n-Übergänge gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend zum

Aufbringen von Kontaktelektroden Teile der eindiffundierten Bereiche und der benachbarten Teile an der Oberfläche des Halbleiterkörpers durch Entfernung der Oxydschicht freigelegt werden, daß dann ein einheitlicher zusammenhängender Metallbelag aufgebracht wird, daß anschließend Teile des Metallbelages derart entfernt werden, daß getrennte Metallkontaktelektroden auf den freigelegten eindiffundierten Bereichen und auf den freigelegten Teilen der Oberfläche des Halbleiterkörpers entstehen, und daß dann auf eine solche Temperatur erhitzt wird, daß die Metallkontaktelektroden ohmsche Kontakte bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper und die Kontaktelektroden auf eine Temperatur über der eutektischen Temperatur des Metallbelages und des Halbleitermaterials, jedoch unterhalb des Schmelzpunktes des Metallbelages erhitzt werden ao und daß dann der Halbleiterkörper und die Kontaktelektroden unverzüglich unter die eutektische Temperatur abgekühlt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitermaterial SiIizium ist und der Metallbelag, der zur Herstellung der Kontaktelektroden sowohl zu den p- als auch zu den η-Gebieten verwendet wird, im wesentlichen reines Aluminium ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitermaterial Silizium ist und der Metallbelag, der zur Herstellung der Kontaktelektroden sowohl zu den p- als auch zu den η-Gebieten verwendet wird, eine Legierung ist, die aus Aluminium und einem Element, das in Silizium als n-Verunreinigung wirkt, z. B. Phosphor, zusammengesetzt ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die entgegengesetzte Seite des Halbleiterkörpers mit Nickel plattiert wird, bevor der dotierende Fremdstoff in die freigelegten Bereiche eindiffundiert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Oxydschicht, vorzugsweise vor der Freilegung der Bereiche, ein dotierender Fremdstoff eindiffundiert wird, demgegenüber die Schicht durchlässig ist, wobei dieser Fremdstoff und der in die erwähnten Bereiche eindiffundierte Fremdstoff Verunreinigungen der entgegengesetzten Leitfähigkeit in dem Halbleiter bilden, so daß um jeden Bereich eine p-n-Schicht ausgebildet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 796 562, 2 802 760;
belgische Patentschrift Nr. 570 082;
Electronics, Bd. 31, 14.2.1958, H.

7, S. 142 bis 144.