DE1185293B - Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung - Google Patents

Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung

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DE1185293B DES68909A DES0068909A DE1185293B DE 1185293 B DE1185293 B DE 1185293B DE S68909 A DES68909 A DE S68909A DE S0068909 A DES0068909 A DE S0068909A DE 1185293 B DE1185293 B DE 1185293B
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Internat. Kl.: HOIl
Deutsche Kl.: 21 g -11/02
Nummer: 1185 293
Aktenzeichen: S 68909 VIII c/21 g
Anmeldetag: 13. Juni 1960
Auslegetag: 14. Januar 1965
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung mit wenigstens einem pn-übergang, durch den der Ladungsträgertransport auf Grund des quantenmechanischen Tunneleffektes erfolgt, durch thermische Zersetzung einer gasförmigen Verbindung des Halbleitermaterials, die über einen erhitzten Trägerkörper geleitet wird, und Abscheiden des Halbleitermaterials auf diesem Trägerkörper, bei dem aufeinanderfolgend wenigstens zwei den entgegengesetzten Leitungstyp aufweisende Schichten abgeschieden werden.
Verfahren zur Herstellung von Germanium- und Siliziumschichten auf einem Träger gleichen Materials sind bereits bekannt. Bei diesen Verfahren wird die dünne Germanium- oder Siliziumschicht aus einem in Gasphase befindlichen Halogenid, ζ. Β. Jodid, durch thermische Zersetzung abgeschieden und auf dem Träger gleichen Materials, aber anderen, vorzugsweise entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps niedergeschlagen. Das Verfahren ist zur Erzeugung von Übergängen unterschiedlichen Leitungstyps, insbesondere von Ein- und Mehrfachübergängen geeignet. Um eine einwandfreie und gleichmäßige Ausbildung des aufwachsenden Halbleitermaterials als Einkristallschicht zu erzielen, ist es weiterhin bekannt, die Oberfläche des Einkristallträgers vor der Durchführung der Reaktion zunächst durch Ätzen zu polieren und gegebenenfalls nochmals kurz vor Einführung in die Apparatur mit Flußsäure zu behandeln und anschließend zur Entfernung der inzwischen durch atmosphärische Einwirkung neu gebildeten Oxydverunreinigungen durch Abdampfen oder Zerstäuben im Hochvakuum oder in einer geeigneten Schutzgasatmosphäre, beispielsweise Wasserstoff, zu reinigen.
Diese bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß während des Aufwachsens der einzelnen Schichten der pn-übergang durch Diffusion verflacht wird.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Verflachung des pn-Übergangs beim Aufwachsen der einzelnen Schichten aus der Gasphase vermieden wird. Mit diesem Verfahren ist es möglich, steile pn-Ubergänge herzustellen.
Ein steiler pn-übergang ist vor allem für Tunneldioden von Bedeutung. Für die Wirkungsweise der Tunneldiode ist es wesentlich, daß die den pn-übergang bildenden Bereiche so hoch dotiert sind, daß Entartung vorliegt und daß der Wechsel der Dotierung möglichst abrupt erfolgt. Die obere Frequenzgrenze für derartige Anordnungen ist vom Serienwiderstand in den Bahnbereichen abhängig und dieser wieder von der Beweglichkeit der Ladungsträger.
Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung
Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2
ίο Als Erfinder benannt:
Dr. Günther Ziegler, Erlangen;
Dr. Günther Winstel, München
Dabei nimmt die Grenzfrequenz mit wachsender Beweglichkeit zu. Es ist daher ungünstig, den pn-Ubergang durch Gegendotierung eines bis zur Entartung dotierten p- bzw. η-leitenden Bereiches, also z. B.
durch Einlegieren, herzustellen, weil dadurch die Beweglichkeit der Ladungsträger, die bekanntlich bei einem ungestörten Gitter am größten ist, erheblich vermindert wird.
Für die verschiedenen Anwendüngszwecke der Tunneldiode ist es günstig, den Gang der Dotierung in bestimmter Weise auszubilden. Beispielsweise führt eine hohe Dotierung im pn-übergang zu hohem Tunnelstrom, es ist jedoch der Nachteil einer Kapazitätserhöhung in Kauf zu nehmen. Die erforderliche Do- tierung im Bahngebiet wird von einem völlig anderen Gesichtspunkt geleitet. Bei den meisten Anwendungen ist die Erzielung eines kleinen Bahnwiderstandes erwünscht. Bei optimaler Ausbildung ist daher der Verlauf der Konzentration der Störstellen eine komplizierte Funktion.
Durch das durch die Erfindung vorgeschlagene Verfahren kann sowohl die Forderung der beliebigen Wahl des Konzentrationsverlaufs der Dotierung als auch die Vermeidung der Gegendotierung und außerdem die Erzielung extrem steiler Dotierungsgradienten im Übergangsgebiet erfüllt werden.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem das Abscheiden der etwa die gleiche Störstellendichte besitzenden Schichten, deren Dicke wesentlich größer als die Dicke des durch Diffusion während des Abscheidens bis auf die Halbwertskonzentration der Majoritätsträger gegendotierten Bereich ist, bis zu einer Dicke von 500 A erfolgt und daß nach dem Abscheiden der Schicht des einen Leitfähigkeitstyps das weitere Abscheiden durch Herabsetzen der Abscheidetemperatur und/oder Zugabe einer das Reaktionsgleichgewicht verschiebenden Ver-
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bindung zum Reaktionsgasgemisch kurzzeitig unterbrochen wird.
Für die Eigenschaften des hergestellten pn-Übergangs, insbesondere für die Eigenschaften des fertigen Bauelements bei hohen Frequenzen ist es wesentlich, daß die Dicke der Schichten 500 A nicht überschreitet, da auf diese Weise der Widerstand im Bahnbereich und das die obere Grenzfrequenz bestimmende Produkt R ■ C gering gehalten werden kann.
Um einen steilen pn-übergang zu erhalten, muß die Dicke der Bereiche, in denen während des Niederschlagens durch Diffusion eine Gegendotierung bis auf die Halbwertskonzentration der Majoritätsträger stattfindet, möglichst gering gehalten werden. Da beim Verfahren gemäß der Erfindung Schichten niedergeschlagen werden, deren Dicke z. B. bei 100 A liegt, jedenfalls nicht größer als etwa 500 A ist, ist es möglich, die Abscheidetemperatur sehr niedrig, also gleich oder nicht weit oberhalb der Zersetzungstemperatur der verwendeten gasförmigen Verbindung des Halbleiterstoffs zu wählen und die Niederschlagszeiten trotzdem gering, also bei einer oder nur wenigen Sekunden zu halten. Beides, die geringe Abscheidungstemperatur und die kurzen Niederschlagszeiten, führen zu einer geringen, in der Größenordnung von 10 bis 15 A liegenden Dicke der durch Diffusion bis zur Halbwertskonzentration gegendotierten Bereiche des p- und η-Gebietes, also zu einem sehr steilen pnübergang. Dabei sind die Niederschlagszeit und die Abscheidetemperatur und somit auch die Dicke der zuerst niedergeschlagenen Schicht für die Steilheit des pn-Übergangs ohne Bedeutung. Auch diese Schicht sehr dünn, z. B. etwa 100 A dick zu machen, ist vor allem bei der Herstellung von Tunneldioden von Bedeutung, da dann der Bahnwiderstand der Anordnung sehr gering gehalten werden kann. Bei Anwendung dieses Verfahrens zum Herstellen einer Tunneldiode liegt die Dotierung der beiden Schichten oberhalb der Entartungsdotierung, z. B. bei Germanium oder Silizium oberhalb NÄ;1019/cm3, vorzugsweise an der Grenze der Löslichkeit des Störstellenmaterials im Halbleiterkörper.
Bei der Herstellung von Halbleiteranordnungen aus Silizium ist die Verwendung von Monosilan (SiH4), das sich bei etwa 800° C zersetzt, vorteilhaft. Ebenso kann bei der Herstellung von Halbleiteranordnungen aus Germanium Germaniumwasserstoff (GeH4) Verwendung finden.
Die Kontaktierung der dünnen Schichten kann z. B. durch Aufdampfen eines Metallkontakts erfolgen. Der metallische Kontakt kann aber auch in derselben Apparatur, wie sie zum Niederschlagen der Schichten verwendet wird, durch thermische Zersetzung einer gasförmigen Verbindung des Kontaktmetalls und Niederschlagen desselben auf der zuletzt abgeschiedenen Halbleiterschicht und/oder durch Aufwachsen der ersten dünnen Halbleiterschicht auf einem metallischen Trägerkörper erfolgen.
Um das Aufwachsen einkristalliner Halbleiterschichten zu garantieren, ist es zweckmäßig, daß vor dem Abscheiden der ersten dünnen Schicht eine dikkere, eine größere Störstellendichte als die dünne Schicht aufweisende, vorzugsweise einkristariine Grundschicht aus demselben Halbleitermaterial, aus dem die dünnen Schichten bestehen, abgeschieden wird. Die Grundschicht kann dabei etwa das 10- bis 20fache der Dicke der dünnen Schicht aufweisen. Die Abscheidetemperatur kann höher als beim Abscheiden der dünnen Schichten liegen, und auch die Aufwachszeit ist nicht kritisch.
Weiter kann auch nach dem Abscheiden der dünnen Schichten unter Herabsetzung der Abscheidetemperatur und/oder Änderung der Zusammensetzung des Reaktionsgasgemisches eine weitere Schicht der etwa 10- bis 20fachen Dicke der dünnen Schicht und mit einer größeren Störstellendichte, als sie die dünnen Schichten aufweisen, abgeschieden werden, ίο Um die Steilheit des pn-Übergangs möglichst unverändert zu erhalten, muß beim Abscheiden dieser Schicht die Abscheidetemperatur möglichst niedrig, also möglichst gleich oder nicht wesentlich höher als die Zersetzungstemperatur der gasförmigen Verbindung des Halbleiterstoffs gewählt und die Niederschlagsgeschwindigkeit möglichst gering gehalten werden.
Man kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren somit Halbleiteranordnungen, insbesondere Tunneidioden, herstellen, bei denen die Dotierung und damit der Widerstand in den Bahngebieten, die durch die Grundschicht und die weitere Schicht gebildet werden, unabhängig von der Dotierung im Bereich des durch die dünnen Schichten gebildeten pn-Übergangs eingestellt werden kann. Bei der Herstellung eines pn-Übergangs durch Legieren ist demgegenüber die Dotierung und damit der Widerstand der Bahngebiete durch die Legierungspille festgelegt.
Zur näheren Erläuterung des Verfahrens nach der Erfindung wird im folgenden die Herstellung einer Tunneldiode beschrieben. Dabei dient zur Durchführung des Verfahrens zweckmäßig eine Anordnung, wie sie in F i g. 1 dargestellt ist. In einem Reaktionsgefäß 3 aus Glas oder Quarz befindet sich der aus einem Siliziumeinkristall bestehende Trägerkörper 1, der z. B. auf einen Block 4, der aus einem Material, z. B. aus einkristallinem Halbleitermaterial, besteht, aus dem während des Verfahrens keine Verunreinigungen in den Träger 1 eindiffundieren können, aufgebracht ist. Durch eine Hochfrequenzspule!, die das Reaktionsgefäß umgibt, wird der Trägerkörper 1 induktiv auf die Arbeitstemperatur, die unterhalb des Schmelzpunktes des Trägerkörpers liegt, erhitzt. Der Trägerkörper 1 kann auch mit Stromzuführungen versehen werden und in an sich bekannter Weise durch direkten Stromdurchgang auf die Arbeitstemperatur erhitzt werden. Die Spule 2 kann dann z. B. zur Vorheizung dienen. Durch das Rohr 5 wird das zu zersetzende Reaktionsgas, im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein mit Wasserstoff vermischtes Siliziumhalogenid, z. B. Siliziumchloroform (SiHCl3), zugeführt. Durch die Ausführungsöffnung 6 können die Restgase wieder abgeführt werden. Das Zuführungsrohr 5 kann mittels des Ventils 8 geschlossen werden. Durch das Rohr 7 kann ein weiteres Gas, z. B. Wasserstoff, zugeführt werden. Zu Beginn des Verfahrens wird der Trägerkörper 1 z. B. zunächst durch Ätzen poliert und anschließend im Reaktionsgefäß bei geschlossenem Ventil 8 durch Abdampfen oder Zerstäuben im Hochvakuum oder in einer geeigneten Schutzgasatmosphäre, beispielsweise Wasserstoff, gut gereinigt. Darauf wird der Trägerkörper 1 auf etwa 1100° C erhitzt und eine Grundschicht möglichst hoher, oberhalb der Entartungsdichte liegender Dotierung auf den Trägerkörper niedergeschlagen, deren Dicke z. B. größer als die Diffusionslänge der Minoritätsträger ist. Die Dotierungssubstanz kann dabei nicht zusammen mit dem Reaktionsgasgemisch in das
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Reaktionsgefäß eingeführt werden, sondern durch die Abtragung der zuletzt aufgewachsenen Schicht eine eigene Zuführung 9 in unmittelbarer Nähe des kann natürlich auch bei konstanter Oberflächentem-Trägerkörpers. Zwischen den Trägerkörper und die peratur des Trägers durch die Zugabe einer ent-Zuführang 9 für die gasförmige Dotierungssubstanz sprechenden Menge Chlorwasserstoff zum Reaktionsbzw, für eine gasförmige Verbindung der Dotierungs- 5 gasgemisch erreicht werden, oder es können beide substanz wird zweckmäßig ein Turbulenzmischer 10 Verfahrensschritte gleichzeitig durchgeführt werden, geschaltet, der für eine gute Durchmischung des Nach Unterbrechung des Aufwachsvorgangs und
Reaktionsgases mit der gasförmigen Dotierungssub- gegebenenfalls nach Abtragung der zuletzt aufgewachstanz sorgt. Nach dem Aufwachsen dieser z. B. η-do- senen Schicht wird eine dritte Schicht von etwa 20 tierten Grundschicht, deren Dicke größer als die Dif- io bis 100 A Dicke entgegengesetzten Leitungstyps, in fusionslänge der Minoritätsträger ist, mit einer bei vorliegendem Ausführungsbeispiel also des p-Leidiesen Verfahren üblichen Aufwachsgeschwindigkeit tungstyps, niedergeschlagen. Die Oberflächentempevon etwa 200 A/Sek. wird eine zweite, etwa 20 bis ratur des Trägers beträgt dabei 1000° C, und eine 100 A dicke Schicht auf der Grundschicht abgeschie- Schicht von 100 A Dicke wird in etwa einer Sekunde den. Diese zweite Schicht weist denselben Leitungs- 15 niedergeschlagen. Die Störstellendichte beträgTdabei typ, also im vorliegenden Fall η-Leitung, wie die wieder etwa 5 · 1019/cm3. Die Umdotierung von n- auf Grundschicht auf. Die Störstellenkonzentration liegt p-Leitung erfolgt schlagartig. Die kurzzeitigen Dotieebenfalls über der Entartungskonzentration, aber die rangen der zweiten und dritten Schicht können nicht Störstellendichte ist geringer als in der Grundschicht mehr mittels Ventilen, auch nicht mit schnell schal- und liegt bei etwa 5'10"/Cm3. Diese Schicht geringer 20 tenden Ventilen getrennt werden. Daher werden die Dicke kann mit langsamer Aufwachsgeschwindigkeit Dotierungssubstanzen auf eine tiefgekühlte Heizabgeschieden werden, die zweckmäßig durch Ände- wendel aufgebracht und mittels eines Stromstoßes rung der Zusammensetzung des Reaktionsgemisches plötzlich verdampft. In die Zuführungen 19 und 15 und/oder durch Herabsetzung der Oberflächentempe- für die Dotierungssubstanzen werden dazu, wie in ratur des Trägers auf beispielsweise 1000° C erreicht 25 Fig. 1 dargestellt, die Heizwendeln 11 und 12 einwird. Die Zusammensetzung des Reaktionsgas- geführt, auf die die Dotierungssubstanzen aufgebracht gemisches kann entweder durch weitere Zugabe von werden. Sie sind mit einem Kühlmantel 14 bzw. 13 Wasserstoff in der gewünschten Weise geändert wer- versehen und mit einer nicht dargestellten Spannungsden oder durch Zugabe einer das Reaktionsgleich- quelle verbunden. Durch Schließen des Stromkreises gewicht verschiebenden Verbindung, wie z. B. Chlor- 30 «d die entsprechende, d. h. entweder die mit n-dowasserstoff (HCl). tierender oder die mit p-dotierender Substanz ver-
Die Zugabe einer das Reaktionsgleichgewicht ver- sehene Heizwendel schlagartig so hoch erhitzt, daß schiebenden Verbindung beim Niederschlagen von die Dotierungssubstanz plötzlich verdampft. Halbleitermaterial aus der Gasphase wurde bereits an Auf dieser dritten Schicht wird nun in etwa 2 Se-
anderer Stelle vorgeschlagen. In der Fig. 2 ist die 35 künden eine weitere p-leitende Schicht niedergeschla-Abhängigkeit der pro Zeiteinheit abgeschiedenen gen; die analog der Grandschicht höher dotiert ist Siliziummenge, also die Abscheidungsgeschwindigkeit als die dritte Schicht, denselben Leitungstyp wie diese in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur Γ des besitzt und deren Dicke etwa 2000 A beträgt. Die Trägerkörpers dargestellt. Die Kurve α entspricht Oberflächentemperatur des Trägers wird beim Abeinem aus 95 Molprozent Wasserstoff und 5 Molpro- 40 scheiden der vierten Schicht zur Vermeidung der . zent Siliziumtetrachlorid (n0) bestehenden Reaktions- Rückdiffusion möglichst niedrig, d. h. auf etwa gasgemisch. Bei Zugabe von 1,5 Molprozent Chlor- 950° C, gehalten. Gleichzeitig wird durch Änderung wasserstoff (0,3n0) zu diesem Reaktionsgasgemisch der Zusammensetzung des Reaktionsgemisches, also ergibt sich die Kurve b, bei Zugabe von 15 Molpro- entweder durch entsprechende Wahl der Menge des zent Chlorwasserstoff (3n0) die Kurve c. Diesem Dia- 45 zugesetzten Wasserstoffs oder der das Reaktionsgramm ist zu entnehmen, daßdieAbscheidegeschwin- gleichgewicht verschiebenden Verbindung, wie z.B. digkeit bei einer Temperatur des Trägerkörpers, die Chlorwasserstoff, die Aufwachsgeschwindigkeit mögz. B. bei 1100° C liegt, durch Zugabe von Chlor- liehst groß gehalten. Zweckmäßig wird die Abscheiwasserstoff oder einer ähnlichen das Reaktionsgleich- dungsgeschwindigkeit so eingestellt, daß sie dicht gewicht verschiebenden Verbindung zum Reaktions- 50 unterhalb derjenigen Geschwindigkeit liegt, bei der gasgemisch wesentlich verringert bzw. der Abscheide- eine Übersättigung des Trägers mit dem Halbleitervorgang unterbrochen werden kann. Durch eine zu- material erfolgt. Es hat sich gezeigt, daß, wenn die sätzliche Senkung der Oberflächentemperatur des Erzeugung von freiem Halbleitermaterial einen be-Trägers auf z. B. 1000° C kann die Abscheide- stimmten, insbesondere von den Ausgangsstoffen und geschwindigkeit noch weiter verringert werden. Nach 55 der Oberflächentemperatur des Trägerkörpers abhändem Aufwachsen der zweiten Schicht wird der Auf- gigen Wert überschreitet, die Oberfläche der Trägers wachsvorgang z. B. durch Zugabe der entsprechenden das abgeschiedene Material nicht mehr voll in mono-Menge einer das Reaktionsgleichgewicht verschieben- kristalliner Form aufnehmen kann, so daß sich dieden Verbindung unterbrochen. Zweckmäßig ist weiter ses teilweise polykristallin abscheidet. Diese Übersäteine leichte Abtragung dieser zuletzt aufgewachsenen 60 tigung muß vermieden werden. Bei der Verwendung Schicht. Dem Kurvenbild der Fig. 1 ist zu entneh- von Siliziumtetrachlorid und/oder Siliziumchloroform men, daß bei einem Reaktionsgasgemisch, das Chlor- als Ausgangsverbindung und einer Oberflächentempewasserstoff enthält, eine geringe Temperatursenkung ratur des Trägers von etwa 950° C soll die gewählte bereits eine merkbare Reduktion der Abscheidungs- Abscheidungsgeschwindigkeit bei einem Wert von geschwindigkeit mit sich bringt, die im Gegensatz zur 65 höchstens = 10 mg/cm2 gehalten werden. Es hat sich Kurve α auf den Wert Null (keine Abscheidung) und außerdem als zweckmäßig erwiesen, beim Niederzu negativen Werten (Abtragung) fortgeführt werden schlagen der vier Schichten, insbesondere beim Niekann. Die Unterbrechung des Aurwachsvorgangs bzw. dersehlagen der zweiten und dritten Schicht, das Re-
aktionsgasgemisch vorzuheizen und die Strömungsgeschwindigkeit des Reaktionsgasgemisches möglichst hoch, beispielsweise bei 20 cm/Sek., zu halten, so daß es in Bruchteilen von Sekunden zum Träger gelangt.
Die η-Dotierung der Schichten kann z. B. mittels Phosphor, die p-Dotierung z. B. mittels Bor als Störstoff erzielt werden. Die Dotierung der Grundschicht und der vierten Schicht kann durch Zugabe einer gasförmigen Verbindung des DotierungsstofEes zum Reaktionsgasgemisch erfolgen, die bei Verwendung einer Wasserstoff verbindung des Halbleiterstoffes, wie z. B. SiH4 oder GeH4, zweckmäßig auch aus einer Wasserstoffverbindung besteht, die eine entsprechend niedrige Zersetzungstemperatur hat. Diese Schichten können aber auch ebenso wie die dünnen Schichten durch Abdampfen der Dotierungssubstanz von einer Heizwendel dotiert werden. Die Rückdiffusion und damit die Verflachung des pn-Übergangs wird beim Verfahren gemäß der Erfindung weitgehend vermieden. Bei 960° C liegt die Diffusionskonstante für die verwendeten Dotierungsstoffe, wie z. B. Bor oder Phosphor, in der Größenordnung von 10~14 cm2/Sek. In beispielsweise 2 Sekunden tritt dann eine Rückdiffusion auf die Halbwertskonzentration in einem Abstand von etwa 14 A ein.
Nach Beendigung des Aufwachsvorgangs werden die Grundschicht und die zuletzt aufgewachsene Schicht z. B. durch Aufdampfen eines Metalls mit einem rekombinationsarmen Kontakt versehen.
D"ie gemäß dem Ausführungsbeispiel hergestellte Tunneldiode hat durch die geringe Dotierung der dünnen zweiten und dritten Schicht eine geringe Kapazität, während durch die hohe Dotierung der Grundschicht und der vierten Schicht ein geringer Widerstand im Bahngebiet erzielt wird.
Bei diesem Verfahren kann auch ein entsprechend großflächiger Trägerkörper verwendet werden, und die Schichten können nach dem Niederschlagen in die einzelnen Halbleiteranordnungen aufgeteilt werden. Die Aufteilung kann z. B. in der Weise vorgenommen werden, daß in gewünschtem Abstand Flächen von z. B. etwa 50 μ2 abgedeckt werden und dann der übrige Teil der Anordnung bis auf die Grundschicht abgeätzt wird. Durch Zerteilen der Grundschicht würden dann einzelne Halbleiteranordnungen mit Mesa-Struktur hergestellt.

Claims (14)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung mit wenigstens einem pn-übergang, durch den der Ladungsträgertransport auf Grund des quantenmechanischen Tunneleffektes erfolgt, durch thermische Zersetzung einer gasförmigen Verbindung des Halbleitermaterials, die über einen erhitzten Trägerkörper geleitet wird, und Abscheiden des Halbleitermaterials auf diesem Trägerkörper, bei dem aufeinanderfolgend wenigstens zwei den entgegengesetzten Leitungstyp aufweisende Schichten abgeschieden werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Abscheiden der etwa die gleiche Störstellendichte besitzenden Schichten, deren Dicke wesentlich größer als die Dicke des durch Diffusion während des Abscheidens bis auf die Halbwertkonzentration der Majoritätsträger gegendotieiten Bereichs ist, bis. zu einer Dicke von 500 A erfolgt und daß nach dem Abscheiden der Schicht des einen Leitfähigkeitstyps das weitere Abscheiden durch Herabsetzen der Abscheidetemperatur und/oder Zugabe einer das Reaktionsgleichgewicht verschiebenden Verbindung zum Reaktionsgasgemisch kurzzeitig unterbrochen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierung der beiden dünnen Schichten oberhalb der Entartungsdötierung (bei Germanium und Silizium oberhalb N« 1019/ cm3) liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnen Schichten mit einer Störstellenkonzentration von etwa 5·1019/ cm3 abgeschieden werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten bis an die Grenze der Löslichkeit dotiert abgeschieden werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Abscheiden der dünnen Schichten eine dickere, eine größere Störstellendichte als die dünnen Schichten aufweisende Grundschicht aus demselben Halbleitermaterial, aus dem die dünnen Schichten bestehen, abgeschieden wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abscheiden der dünnen Schichten unter Herabsetzung der Abscheidetemperatur und/oder Änderung der Zusammensetzung des Reaktionsgasgemisches eine weitere Schicht von etwa 10- bis 2Of acher Dicke und größerer Störstellendichte, als sie die dünnen Schichten aufweisen, abgeschieden wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Niederschlagen der weiteren Schicht durch Wahl der Zusammensetzung des Reaktionsgasgemisches und/oder Wahl der Oberflächentemperatur des Trägers die Abscheidegeschwindigkeit so eingestellt wird, daß sie dicht unterhalb derjenigen Geschwindigkeit liegt, bei der eine Übersättigung des Trägers mit dem anfallenden Halbleitermaterial erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung des Reaktionsgasgemisches durch Zugabe von Chlorwasserstoff (HCl) geändert wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgasgemisch vorgeheizt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgasgemisch das Reaktionsgefäß mit einer Geschwindigkeit von etwa 20 cm/Sek. durchströmt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierungssubstanz in unmittelbarer Nähe der Schichten zugegeben und dort mit dem Reaktionsgas vermischt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierungssubstanz mittels eines Turbulenzmischers vermischt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierungssubstanz auf eine tiefgekühlte Heizwendel aufgebracht und mittels Stromstoß plötzlich verdampft wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein groß-
flächiger Trägerkörper verwendet wird und nach dem Niederschlagen der Schichten Flächen von z. B. etwa 50 μ2 abgedeckt werden, der übrige Teil der Anordnung bis auf die Grundschieht abgeätzt wird und dann die Grundschicht in einzelne Halbleiteranordnungen mit Mesa-Struktur zerteilt wird.
10
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 865160, 885756;
»IRE Transactions on Electron Devices«, 1960, H. 1, S. 1 bis 9;
»Phys. Rev.«, Januar 1958, S. 603/604;
»Brit. Communications and Electronics«, April I960, S. 254 bis 257.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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