DE1194501B - Streifenfoermige durch eine Isolierschicht von dem Halbleiterkoerper getrennte Zuleitung zu einer Elektrode eines Halbleiterbauelements, Halbleiterbauelement und Verfahren zum Herstellen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

!MSUOTHEK DES ÖSUTSCKEH

Int. α.:

HOIl

Deutsche KL: 21g-11/02

Nummer: 1194 501

Aktenzeichen: J 21584 VIII c/21 g

Anmeldetag: 10. April 1962

Auslegetag: 10. Juni 1965

Im Laufe der Entwicklung von Halbleiterbauelementen ist eine Gruppe von sogenannten Planar-Bauelementen entstanden. Diese Gruppe zeichnet sich dadurch aus, daß die verschiedenen Zonen eines Transistors ineinander eingesetzt sind und daß die verschiedenen Übergänge sich bis zu einer Oberfläche erstrecken, die allen gemeinsam ist. Die an die Halbleiteroberfläche stoßenden Übergänge sind dort mit einer Oxydschicht abgedeckt, um Oberflächeneffekte zu vermindern.

Bei der Herstellung des einzelnen Transistors wird im allgemeinen eine Halbleiterplatte eines bestimmten Leitfähigkeitstyps einer Anzahl von Maskierungsund Diffusionsprozessen unterworfen, um. eine oder mehrere in die Halbleiteroberfläche eingesetzte Zonen zu erzeugen, deren Übergänge an eine Oberfläche stoßen. Die Platte kann darauf in Plättchen zur Herstellung der einzelnen Bauelemente ohne Zerstörung der Übergangskennlinien zerschnitten werden.

Bei Halbleiterbauelementen dieser Gruppe stoßen die verschiedenen Zonen, beispielsweise die des Emitters, der Basis und des Kollektors, an dieselbe Oberfläche. Bei der Herstellung von elektrischen Kontakten zu den verschiedenen Zonen muß große Sorgfalt zur Verringerung der Kapazität zwischen den Kontaktelektroden und den anliegenden Zonen aufgewendet werden. Im allgemeinen werden die Kontaktelektroden so angebracht, daß sie sich im wesentlichen in einem rechten Winkel von der Oberfläche abheben.

Es ist bekannt, zur Verbesserung eines ohmschen Kontaktes zwischen der Elektrode und der elektrodennächsten Oberflächenschicht eines Halbleiterbauelements eine oder mehrere halbleitende Zwischenschichten anzuordnen.

Es ist ferner bekannt, zur Verringerung des Basiswiderstandes einen Transistor derartig auszubilden, daß der Halbleiterkörper zwei mit ohmschen Elektroden versehene Zonen verschiedenen Leitfähigkeitstyps enthält und daß auf mindestens einem Teil des pn-Überganges sich eine dritte, mit einer nichtohmschen Elektrode versehene Halbleiterzone befindet, deren Berührungsflächen mit den ersten beiden Zonen unterschiedliche Größen aufweisen.

Es ist ferner ein Halbleiterbauelement mit einer ferroelektrischen Schicht zwischen einer Zone des Halbleiterkörpers und einer Elektrode bekannt.

Durch die vorliegende Erfindung soll demgegenüber die Kapazität zwischen dem Halbleiterkörper und einer streifenförmigen, durch eine Isolierschicht von dem Halbleiterkörper getrennten Zuleitung zu einer Elektrode eines Halbleiterbauelements verrin-Streifenförmige durch eine Isolierschicht von
dem Halbleiterkörper getrennte Zuleitung zu
einer Elektrode eines Halbleiterbauelements,
Halbleiterbauelement und Verfahren zum
Herstellen

Anmelder:

Intermetall

Gesellschaft für Metallurgie

und Elektronik m.b.H.,

Freiburg (Breisgau), Hans-Bunte-Str. 19

Als Erfinder benannt:

Adolph Goetzberger, Palo Alto, Calif.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 26. April 1961 (105 637)

gert werden. Zur Lösung dieser Aufgabe ist bereits bekannt, eine Zone aus hochohmigem Halbleitermaterial zwischen dem Halbleiterkörper und der Zuleitung anzuordnen.

Die Erfindung betrifft somit eine streifenförmige, durch eine Isolierschicht von dem Halbleiterkörper getrennte Zuleitung zu einer Elektrode eines Halbleiterbauelements. Erfindungsgemäß ist zur Verringerung der Kapazität zwischen der Zuleitung und dem von dieser überdeckten Teil des.Halbleiterkörpers mindestens unter der Isolierschicht auf dem Halbleiterkörper eine Halbleiterschicht des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps wie der überdeckte Teil angeordnet.

Durch die vorliegende Erfindung können Kapazitäten zwischen den Zuleitungen und dem Halbleiterkörper auf noch geringere Werte vermindert werden, wie es bei der zuletzt genannten und bekannten Anordnung der Fall war.

Die Elektroden und Zuleitungen können durch Aufdampfen, Siebdruck oder ähnliche Verfahren zum Aufbringen von Metallen hergestellt werden.

Die Erfindung soll im folgenden an Hand der Zeichnungen beschrieben werden.

Fig. IA bis IG zeigen die Arbeitsgänge bei der Herstellung einer Halbleiteranordnung nach der Erfindung;

509 579/279

Claims (1)

1. 3 4

   Fig. 2 zeigt in einer Aufsicht die in der Fig. IG leiterkörper nur durch einen kleinen Zwischenraum

   dargestellte Halbleiteranordnung; getrennt sind.

   F i g. 3 veranschaulicht die Arbeitsgänge bei der Auf Grund des kleinen Zwischenraumes ist die

   Herstellung einer weiteren Halbleiteranordnung nach Kapazität zwischen den Kontaktelektroden und dem

   der Erfindung. 5 darunterliegenden Halbleiterkörper relativ groß. Die

   Das Ziel der vorliegenden Erfindung wird bei der Kapazität zwischen der Emitter-Kontaktelektrode 26

   Herstellung einer Halbleiteranordnung vom Planar- und den Basis- und Kollektorzonen kann jedoch er-

   Typ kurz gesagt dadurch erreicht, daß die Kapazität niedrigt werden. Die Emitter-Basis-Kapazität kann

   zwischen den Kontaktelektroden und dem Halbleiter- dadurch erniedrigt werden, daß der Abstand zwi-

   körper mittels einer Mehrzahl von »schwebenden«, io sehen dem Emitter- und Kollektorübergang unter-

   d. h. nicht kontaktierten Zonen auf einen Minimal- halb der Kontaktelektrode klein gehalten wird. Die

   wert erniedrigt wird. Emitter-Kollektor-Kapazität wird im wesentlichen

   Die Fig. IA zeigt ausschnittsweise einen platten- durch den zusätzlichen »schwebenden« pn-übergang förmigen Halbleiterkörper 10 eines bestimmten Leit- 31 erniedrigt, der während des ersten Diffusionsprofähigkeitstyps. Der Halbleiterkörper kann beispiels- 15 zesses gebildet wurde. Dadurch wird eine Kapazität weise eine Konzentration von nicht kompensierten in Serie zugefügt, die eine Erniedrigung der Gesämt-Akzeptorverunreinigungen und damit eine p-Leit- kapazität bewirkt. Auf ähnliche Weise wird die fähigkeit aufweisen. Die Platte wird geeignet mas- Basis-Kollektor-Kapazität mittels eines »schwebenkiert, beispielsweise dadurch, daß sie in einer Sauer- den« pn-Überganges vermindert.
   Stoffatmosphäre zur Bildung einer Oxydschicht 11 ao Die F i g. 3 veranschaulicht die Arbeitsgänge bei einer erhöhten Temperatur ausgesetzt wird und dar- der Herstellung einer Halbleiteranordnung, die derauf bestimmte Bereiche der Oxydschicht mit einem jenigen der Fig. 1 ähnelt. Die Halbleiteranordnung gegen einen Säureangriff ätzbeständigen Mittel be- gemäß der F i g. 3 weist jedoch eine niedrigere Kapadeckt werden. Anschließend wird die mit dem ätz- zität zwischen Kontaktelektrode und Kollektor auf, beständigen Mittel bedeckte Platte zum Entfernen 25 da weitere Serienkapazitäten durch eine Mehrzahl der nicht bedeckten Oxydteile einer Ätzung unter- von »schwebenden« pn-Übergängen zugefügt wurden, worfen. Das zurückbleibende Oxyd bildet eine Maske Die F i g. 3 A, 3 B und 3 C zeigen Arbeitsgänge, der Art, wie in Fig. IB veranschaulicht. Die Seiten welche denjenigen der Fig. IA, IB und IC ent- und die Grundfläche der Platte sind vollkommen mit sprechen. Die Maske aus dem ätzwiderstandsfähigen einer Oxydschicht 11 maskiert Die obere Fläche ent- 30 Material wird so aufgebracht, daß ein Bereich über hält unterteilte Oxydinseln 12 gemäß der Fig. IB. jeder eingelassenen Zone freigelegt wird. Daraufhin

   Darauf werden Verunreinigungen vom entgegen- wird ein Bereich jeder eingelassenen Zone dem Ätzgesetzten Leitfähigkeitstyp in die ungeschützten Be- angriff ausgesetzt, wie in der Fig. 3D veranschaureiche der Platte diffundiert. Die Tiefe und die Ver- licht ist. Durch den folgenden Diffusionsprozeß werunreinigungskonzentration der unkompensierten 35 den eingelassene Zonen 17 a erzeugt. Die Kontakte Donatoren wird in bekannter Weise ermittelt. Der und Kontaktelektroden werden schließlich nach Ent-Diffusionsprozeß ergibt eine Mehrzahl von einge- fernen des Oxydes durch Aufbringen von Metallstreilassenen Zonen 13 und 13α vom entgegengesetzten fen 26«, 27a und 28a wie in der Fig. 1 erzeugt. n-Leitfähigkeitstyp gemäß der Fig. IC. Die Kapazität zwischen den Kontaktelektroden 26a

   Während des Diffusionsprozesses wird eine neue 40 und 27 a einerseits und dem Kollektor andererseits

   glasähnliche Oxydschicht 16 auf der Oberfläche der ist durch zwei »schwebende« pn-Übergänge 31a und

   Platte gebildet. Zar Bildung einer neuen Oxydmaske 32 erniedrigt worden.

   kann die Oxydschicht darauf örtlich durch Bedecken Die die Kapazitäten zwischen den Zuleitungen und mit einem ätzbeständigen Mittel und einem Ätzpro- dem Halbleiterkörper verringernden Schichten könzeß entfernt werden. Bei dem gezeigten Beispiel 45 nen unter Anwendung eines epitaktischen Aufwachswurde das Oxyd lediglich über einem Teil der einge- prozesses erzeugt werden.

   Iassenen Zone 13 α gemäß der F i g. 1D entfernt. Zur Die vorliegende Erfindung schafft somit die Mög-

   Erzeugung einer eingelassenen Zone 17 vom p-Typ lichkeit der Herstellung für eine Halbleiteranord-

   innerhalb der Zone 13 a erfolgt daraufhin eine wei- nung, welche unmittelbar auf dem Halbleiterkörper

   tere Diffusion. 50 aufliegende Kontaktelektroden mit erniedrigter Kapa-

   Nach Aufbringen einer Maske aus einem ätzbe- zität enthält. Die Anordnung erlaubt die Massenproständigen Mittel erfolgt ein Ätzprozeß. Dabei bleiben duktion von Halbleiteranordnungen, da alle Arbeitsdie sich zu der gemeinsamen Oberfläche erstrecken- gänge keine Handarbeit erfordern. Die Elemente den Übergänge 21 und 22 mit dem Oxyd bedeckt. können somit beispielsweise mittels einer Mehrzahl Das dient zum Schutz der Übergänge gegen Umwelt- 55 von Maskierungs-, Ätz-, Diffusions- und Aufdampfbedingungen. Zur Herstellung von ohmschen Kon- arbeitsgängen hergestellt werden,
   takten wird schließlich über begrenzte Bereiche der „ ...
   Platte ein Metall aufgebracht. Das Metall stellt Patentansprüche:
   gleichzeitig die Kontaktelektroden 26, 27 und 28 1. Streifenförmige, durch eine Isolierschicht dar. Das Metall kann unter Anwendung der Auf- 60 von dem Halbleiterkörper getrennte Zuleitung zu Streichtechnik, eines Aufdampfprozesses oder einer einer Elektrode eines Halbleiterbauelements, d a Metallabscheidung aufgebracht werden. durch gekennzeichnet, daß zur Verrin-

   Die in den Fig. IG und 2 dargestellte Halbleiter- gerung der Kapazität zwischen der Zuleitung

   anordnung weist eine Kontaktelektrode 26 zur Emit- und dem von dieser überdeckten Teil des HaIb-

   terzone, eine Kontaktelektrode 27 zur Basiszone und 65 leiterkörpers mindestens unter der Isolierschicht

   eine Kontaktelektrode 28 zur Kollektorzone auf. Es auf dem Halbleiterkörper eine Halbleiterschicht

   ist zu beachten, daß die Kontaktelektroden 26 der des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps wie der

   Emitterzone und 27 der Basiszone von dem Halb- überdeckte Teil angeordnet ist.

   2. Streifenförmige Zuleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschicht des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps in den Halbleiterkörper eingelassen ist.

   3. Streifenförmige Zuleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschicht des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers angeordnet ist.

   4. Streifenförmige Zuleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kapazität vermindernde Halbleiterschicht einen pn-übergang enthält.

   5. Streifenförmige Zuleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht aus einem Oxyd besteht.

   6. Halbleiterbauelement mit einer streifenförmigen Zuleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper in der Oberfläche eine oder mehrere Zonen unterschiedlicher Leitfähigkeit aufweist, von denen jede Zone durch eine gesonderte Zuleitung kontaktiert ist, die auf dem übrigen Teil des Halbleiterkörpers von diesem durch eine Isolierschicht getrennt verläuft und daß die die Kapazität vermindernde Halbleiterschicht zwischen dem übrigen Teil des Halbleiterkörpers und mindestens einer der darüber verlaufenden Zuleitungen angeordnet ist.

   7. Verfahren zum Herstellen einer streifenförmigen Zuleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder eines Halbleiterbauelements nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kapazitäten vermindernde Halbleiterschicht durch epitaktisches Aufwachsen erzeugt wird.

   8. Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zonen unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps mit den die Kapazitäten vermindernden Halbleiterschichten in der Oberfläche des Halbleiterkörpers gleichzeitig hergestellt werden.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Auslegeschriften Nr. 1078 237,
   1081152;
   USA.-Patentschriften Nr. 2791758, 2981 877.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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