DE1293908B

DE1293908B - Halbleiterbauelement und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE1293908B
Application number: DEN24323A
Authority: DE
Inventors: Loro Alberto
Original assignee: Northern Electric Co Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1963-03-07
Filing date: 1964-01-20
Publication date: 1969-04-30
Also published as: GB1051720A; NL6401829A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement besitzt, ohne daß der die ebene Oberfläche seines aus einem eine erste Zone eines ersten Leitf ähigkeits- Halbleiterkörpers bedeckende nichtleitende Oxydtyps bildenden Halbleiterkörper mit einer ebenen, Überzug völlig entfernt werden muß und die an die Kontaktelektroden tragenden Oberfläche, von der Oberfläche tretenden pn-Übergänge freigelegt werden, aus eine zweite Zone entgegengesetzten Leitfähig- S Die Erfindung, die diese Aufgabe löst, besteht keitstyps in den Körper eingelassen ist und die mit darin, daß in die erste Zone eine ringförmige Zone einem nichtleitenden, den an die Oberfläche treten- vom gleichen Leitfähigkeitstyp eingelassen ist, die den pn-übergang zwischen den Zonen vollständig den pn-übergang mit Abstand umschließt und so bedeckenden Oxydüberzug versehen ist. Zur Ausbil- stark dotiert ist, daß an ihrer gleichfalls einen nichtdung des Halbleiterbauelementes als Transistor ist io leitenden Oxydüberzug aufweisenden Oberfläche in die zweite Zone noch eine dritte Zone vom ersten keine Schicht entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps Leitfähigkeitstyp eingelassen, und der Oxydüberzug auftritt.

bedeckt die nunmehr zwei pn-Übergänge zwischen Bei Halbleiterbauelementen in Form eines Tran-

der ersten und der zweiten Zone und zwischen der sistors ist die Erfindungsaufgabe dadurch gelöst, daß zweiten und der dritten Zone vollständig. 15 in die erste oder in die zweite Zone eine ringförmige

Bei diesen Halbleiterbauelementen dient der nicht- Zone eingelassen ist, die den Leitfähigkeitstyp der leitende Überzug, der beim Herstellen von Halb- Zone aufweist, in die sie eingelassen ist, und die den leiterbauelementen durch eine Reaktion des Halb- pn-übergang zwischen der ersten und der zweiten leitermaterials mit dem Sauerstoff der Luft entsteht Zone oder den pn-übergang zwischen der zweiten oder aber mit Hilfe einer thermischen Oxydation 20 und der dritten Zone mit Abstand umschließt und so bzw. eines Niederschlages erzeugt wird, dazu, die stark dotiert ist, daß an ihrer gleichfalls einen nichtan die ebene Oberfläche des Halbleiterkörpers tre- leitenden Oxydüberzug aufweisenden Oberfläche keine tenden pn-Übergänge zu schützen und eine Ver- Schicht entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps auftritt, unreinigung bzw. Beschädigung des Halbleiterbau- Durch die Ausbildung des Halbleiterbauelementes

elementes sowohl bei dessen Herstellung als auch 25 nach der Erfindung wird der Vorteil erreicht, daß beim späteren Gebrauch zu verhindern. im wesentlichen keine Inversionsschichten an der den

Es wurde nun festgestellt, daß der Oxydüberzug nichtleitenden Oxydüberzug tragenden ebenen Oberauf der ebenen Oberfläche eine starke Vergrößerung . fläche des Halbleiterkörpers und damit auch keine der Leckströme der Halbleiterbauelemente zur Folge Kurzschlußverbindungen zwischen den Zonen des hat, wenn deren pn-Übergänge in Sperrichtung be- 30 Halbleiterkörpers auftreten können. Außerdem ist lastet sind. Die genaue Ursache für die übermäßig gewährleistet, daß die an die ebene Oberfläche des großen Leckströme ist noch nicht bekannt. Es wird Halbleiterkörpers tretende pn-Übergänge auch wähjedoch angenommen, daß das Vorhandensein des rend der Herstellung des Halbleiterbauelementes Oxydüberzuges zu einem Umbiegen der Energie- ständig nach außen durch den Oxydüberzug abbänder in Nähe der mit dem Oxydüberzug bedeckten 35 gedeckt sind, so daß sich Verunreinigungen nicht auf Oberfläche des Halbleiterkörpers und damit zu einer diesen pn-Übergängen absetzen und die elektrischen Inversionsschicht führen kann, welche Kurzschluß- Eigenschaften des betreffenden Halbleiterbauelemenverbindungen zwischen den verschieden dotierten tes verschlechtern können.

Zonen des Halbleiterkörpers schafft. Es sei in diesem Zusammenhang bemerkt, daß

Um die Bildung derartiger Inversionsschichten und 40 es bei Transistoren, deren Basis durch ein HaIbdas damit verbundene Auftreten hoher Leckströme leiterplättchen gebildet wird, in dessen eine ebene zu verhindern, ist es bekannt, die Oxydschicht auf Oberfläche eine den Emitteranschluß bildende Elekder ebenen Oberfläche des Halbleiterkörpers voll- trode unter Bildung des einen pn-Überganges einständig zu entfernen, z. B. durch Auflösen des Über- legiert ist, zwar bekannt ist, in die ebene Oberfläche zuges in einem Fluorwasserstoffsäure enthaltenden 45 des Basisplättchens eine überdotierte Zone von glei-Ätzmittel. Hier tritt jedoch der Nachteil ein, daß ehern Leitfähigkeitstyp wie das Basisplättchen eindie an die ebene Oberfläche des Halbleiterbauele- zulassen, welche den an die Oberfläche tretenden mentes tretenden pn-Übergänge vollständig freigelegt einen pn-übergang des Transistors mit Abstand vollwerden und somit einer starken Oberflächenverunrei- ständig umschließt. Diese Zone dient dabei aber nicht nigung ausgesetzt sind. Ferner hat es sich gezeigt, 50 dazu, die Leckströme des betreffenden Transistors daß unter bestimmten Umgebungsbedingungen die zu verkleinern, vielmehr hat diese Zone den Zweck, Leckströme nicht so stark verkleinert werden, wie die auf der nicht von einem Oxydüberzug bedeckten es wünschenswert ist. Oberfläche dieser Zone liegenden Basiselektrode

Bei einem anderen Verfahren zur Vermeidung der sperrschichtfrei mit dem Basisplättchen des Tran-Leckströme wird der Oxydüberzug nach Fertigste!- 55 sistors zu verbinden.

lung des betreffenden Halbleiterbauelementes voll- Da durch Fehler in der Oberfläche des Halbleiterständig entfernt und im Anschluß daran durch ein körpers zusätzliche Kurzschlußverbindungen entim Vakuum aufgedampftes Siliciummonoxyd ersetzt. stehen können, ist es zur besonders sicheren und Dieses bekannte Verfahren ermöglicht zwar eine vollständigen Unterdrückung von Leckströmen vorbefriedigende Verringerung der Leckströme, doch hat 60 teilhaft, wenn der Abstand der ringförmigen Zone es den Nachteil, daß ein zusätzlicher Fertigungs- vom Rand der Raumladungsschicht des umschlosseschritt erforderlich ist und daß die Oberfläche, von nen pn-Überganges klein ist.

der der Oxydüberzug entfernt worden ist, bis zu dem Ein Halbleiterbauelement, dessen Herstellung verBeginn des Aufdampfens des Siliciummonoxyd ver- einfacht ist, ergibt sich, wenn die ringförmige Zone unreinigt werden kann. 65 an ihrer Oberfläche die Kontaktelektrode für die

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zone aufweist, in die sie eingelassen ist. Halbleiterbauelement der beschriebenen Art so aus- Eine Halbleiterdiode, bei der die erste Zone aus

zubilden, daß es nur noch sehr geringe Leckströme Silicium von hohem spezifischem Widerstand, die

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zweite Zone aus Silicium von niedrigem spezifischem bauelemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Widerstand und der nichtleitende Oxydüberzug auf Es zeigen

der ebenen Oberfläche aus Siliciumdioxyd gebildet F i g. 1 bis 3 aufeinanderfolgende Schritte der Herist, besitzt nicht nur die an sich guten elektrischen stellung einer Halbleiterdiode nach dem Verfahren Eigenschaften von Siliciumdioden, sondern außerdem 5 nach der Weiterbildung der Erfindung, einen minimalen Leckstrom. F i g. 4 bis 6 verschiedene Ausführungsformen von

Durch Versuche wurde festgestellt, daß bei einer fertigen Halbleiterdioden nach der Erfindung, Dotierung der ringförmigen Zone des Halbleiterbau- F i g. 7 bis 9 aufeinanderfolgende Schritte der Herelementes mit mindestens 10¹⁸ Atomen pro Kubik- stellung einer Halbleiterdiode nach einem weiteren Zentimeter die Bildung von Inversionsschichten bei io Verfahren nach der Weiterbildung der Erfindung, den verschiedensten Halbleiterbauelementen sicher Fig. 10 und 11 den Fig. 8 und 9 entsprechende vermieden werden kann. Darstellungen, bei denen aber die ringförmige Zone

Eine Weiterbildung der Erfindung bezieht sich auf andere Abmessungen besitzt,

ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbau- Fig. 12 bis 14 aufeinanderfolgende Schritte der elementes, bei dem die zweite oder die zweite und 15 Herstellung eines Transistors nach dem Verfahren

die dritte Zone nach dem Aufbringen des nichtleiten- nach der Weiterbildung der Erfindung,

den Oxydüberzuges auf die ebene Oberfläche mittels F i g. 15 und 16 verschiedene Ausführungsformen

Diffusion eines Dotierungsstoffes durch eine sich von fertigen Transsistoren nach der Erfindung,

durch den Oxydüberzug hindurch bis zur ersten Zone Fig. 17 bis 19 den Fig. 13,14 und 16 entspre-

erstreckende Öffnung von der ebenen Oberfläche 20 chende Darstellungen, bei denen aber die ringförmige

aus erzeugt werden. Zone eine andere Lage auf der ebenen Oberfläche

Die Weiterbildung der Erfindung besteht darin, des Halbleiterkörpers hat.

daß zum Bilden der ringförmigen Zone aus dem Die F i g. 4 bis 6 zeigen Halbleiterdioden, die aus nichtleitenden Oxydüberzug auf der ebenen Ober- einem Halbleiterplättchen 30 aus Silicium bestehen, fläche ein streifenförmiger Teil entfernt wird, der 25 das eine ebene Oberfläche 31 besitzt und im Inneren einen der pn-Übergänge mit Abstand vollständig um- eine Zone 32 eines ersten Leitfähigkeitstyps aufweist, schließt, daß dann durch den so freigelegten ring- In die Zone 32 ist eine zweite Zone 33 vom entförmigen Flächenabschnitt der ebenen Oberfläche gegengesetzten Leitfähigkeitstyp eingelassen, so daß der Dotierungsstoff für die ringförmige Zone mit zwischen den Zonen 32 und 33 ein an die ebene einer solchen Konzentration eindiffundiert wird, daß 30 Oberfläche 31 tretender pn-übergang 34 vorhanden eine Inversion des bei der Eindiffusion neu mit einem ist. Die ebene Oberfläche 31 ist von einem nichtnichtleitenden Oxydüberzug versehenen, streifen- leitenden Oxydüberzug 35 bedeckt, welcher den förmigen Flächenabschnitts in den entgegengesetzten pn-übergang 34 völlig abdeckt und bis zum Außen-Leitfähigkeitstyp vermieden wird, und daß anschlie- rand des Halbleiterplättchens 30 hinreicht, ßend an den Zonen die Kontaktelektroden angebracht 35 In die erste Zone 32 ist ferner von der ebenen werden. Oberfläche 31 aus eine Zone 51 vom gleichen Leit-Der Dotierungsstoff zum Bilden der zweiten Zone fähigkeitstyp wie die erste Zone 32 eingelassen. Diese kann vor dem Erzeugen der ringförmigen Zone ein- Zone 51, die auf der ebenen Oberfläche 31 des diffundiert werden. Halbleiterplättchens 30 den mit 38 α bezeichneten Bei der Herstellung eines als Transistor ausgebil- 40 Flächenabschnitt einnimmt, ist ringförmig und umdeten Halbleiterbauelementes kann ein Arbeitsschritt schließt den an die Oberfläche 31 tretenden pn-Überdadurch eingespart werden, daß in dem bei der Ein- gang 34 mit Abstand vollständig. Dabei ist der Abdiffusion zum Bilden der zweiten Zone in der Öff- stand der ringförmigen Zone 51 vom äußeren Rand nung neu gebildeten, nichtleitenden Oxydüberzug der Raumladungsschicht des pn-Überganges 34 klein, eine kleinere öffnung vorgesehen und aus dem 45 Die ringförmige Zone 51 ist so stark dotiert, daß an Oxydüberzug der ebenen Oberfläche der streifen- ihrer einen nichtleitenden Oxydüberzug 52 aufweisenförmige Teil zum Freilegen des ringförmigen Flächen- den Oberfläche keine Schicht entgegengesetzten Leitabschnitts im Bereich der ersten Zone entfernt wird fähigkeitstyps auftritt.

und daß dann der Dotierungsstoff zum Bilden der Wie die Fig. 4 bis 6 weiterhin zeigen, ist zum

dritten Zone gleichzeitig mit dem Erzeugen der ring- 50 Anschließen der zweiten Zone 33 eine Kontaktelek-

förmigen Zone durch die kleinere öffnung eindiffun- trode 36 vorgesehen, die unmittelbar auf der ebenen

diert wird. Diese Gleichzeitigkeit ist möglich, wenn Oberfläche 31 innerhalb des von der Zone 33 ein-

die ringförmige Zone in die erste Zone eingelassen genommenen Flächenabschnittes aufsitzt. Die andere,

ist, da dann zum Bilden der dritten Zone und der gleichfalls flächenförmige Kontaktelektrode 37 für die

ringförmigen Zone der gleiche Dotierungsstoff ver- 55 Zone 32 ist (vgl. F i g. 4 und 6) an der der ebenen

wendet werden kann. Oberfläche 31 gegenüberliegenden ebenen Fläche 39

Halbleiterbauelemente, die nach der Erfindung des Halbleiterplättchens 30 angebracht, ausgebildet sein können, sind beispielsweise Silicium- Wie F i g. 5 zeigt, kann alternativ dazu die Kontaktoder Germaniumdioden, Legierungs- und Epitaxial- elektrode 37 für die zweite Zone 32 auch wie die transistoren, bei denen infolge eines nichtleitenden 60 Kontaktelektrode 36 auf der ebenen Oberfläche 31 Oxydüberzuges auf einer ebenen Oberfläche des aufgesetzt sein, und zwar innerhalb des von der Halbleiterkörpers starke Leckströme auftreten, un- ringförmigen Zone 51 eingenommenen Flächenabhängig davon, ob die erste Zone des Halbleiter- abschnittes 38 a.

bauelementes p-dotiert oder η-dotiert ist. Zum Herstellen der in F i g. 4 bis 6 gezeigten HaIb-Die Erfindung ist im folgenden an Hand schema- 65 leiterdiode wird (vgl. F i g. 1) auf dem Halbleitertischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbei- plättchen 30 aus Silicium zuerst der nichtleitende spielen näher erläutert. In den Figuren sind gleiche Überzug 35 aus Siliciumoxyd, vorzugsweise aus SiIi- oder einander entsprechende Teile der Halbleiter- ciumdioxyd, erzeugt. Danach wird, wie in F i g. 2

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dargestellt, in dem Überzug 35 eine Öffnung 40 vor- bestehen, wie die bereits beschriebenen Halbleitergesehen und durch diese Öffnung 40 unter Neubil- dioden, aus einem Halbleiterplättchen 30 aus SiIidung eines weiteren nichtleitenden Oxydüberzuges 41 cium, das eine ebene Oberfläche 31 besitzt und im ein Dotierungsstoff eindiffundiert, der in der Zone 32 Inneren eine erste Zone 32 vom einen Leitfähigkeitsdie zweite Zone 33 vom entgegengesetzten Leit- 5 typ sowie eine in diese Zone eingelassene zweite Zone fähigkeitstyp erzeugt. 33 vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp besitzt.

Im Anschluß daran wird (vgl. F i g. 3) durch Ätzen Die Zonen 32 und 33 dienen hierbei als Kollektormit Fluorwasserstoffsäure ein streifenförmiger Teil bzw. Basiszone des Transistors, und dementsprechend des Oxydüberzuges 35 entfernt, der den an die ebene bildet der pn-übergang 34 zwischen diesen beiden Oberfläche 31 tretenden pn-übergang 34 mit Ab- io Zonen den Basis-Kollektor-pn-Übergang des Transtand vollständig umschließt und der auf der ebenen sistors.

Oberfläche 31 einen ringförmigen Flächenabschnitt In die zweite Zone 33 ist von der ebenen Ober-

38 freilegt. Dabei wird der Abstand der inneren fläche 31 des Halbleiterplättchens 30 aus eine dritte Kante des Flächenabschnittes 38 zum Rande der kleinere Zone 43 eingelassen, die im Vergleich zu der Raumladungsschicht des pn-Überganges 34 so klein, 15 Zone 33 einen entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp wie es praktisch durchführbar ist, gewählt. Durch besitzt und die Emitterzone des Transistors bildet, den Flächenabschnitt 38 wird dann unter Neubildung Der zwischen den beiden Zonen 33 und 43 gebildete eines weiteren nichtleitenden Oxydüberzuges 52 (vgl. pn-übergang, der gleichfalls wie der pn-übergang 34 F i g. 4) ein Dotierungsstoff eindiffundiert, welcher an die ebene Oberfläche 31 tritt, ist mit dem Bezugsinnerhalb der Zone 32 die ringförmige Zone 51 vom so zeichen 44 bezeichnet. Beide pn-Übergänge 34 und gleichen Leitfähigkeitstyp wie die Zone 32 erzeugt. 44 sind an der ebenen Oberfläche 31 von dem nicht-Dabei ist der von der Zone 51 eingenommene Flä- leitenden Oxydüberzug 35 abgedeckt, chenabschnitt 38 α etwas breiter als der freigelegte Wie bei den weiter oben beschriebenen Halbleiter-

Flächenabschnitt 38, so daß sich die Zone 51 etwas dioden ist auch hier in die erste Zone 32 noch eine unterhalb des Oxydüberzuges 35 erstreckt. 35 ringförmige Zone 51 vom gleichen Leitfähigkeitstyp

Im Anschluß daran werden die Kontaktelektroden wie die Zone 32 eingelassen, die, wie in den F i g. 15 36 und 37 an die beiden Zonen 32 und 33 an- und 16 gezeigt, den pn-Ubergang 34 mit Abstand gebracht. Zum Anbringen der Kontaktelektrode 36 vollständig umschließt und so stark dotiert ist, daß für die zweite Zone 33 wird dazu in dem Oxydüberzug an ihrer den nichtleitenden Oxydüberzug 52 tragen-41 eine innerhalb der zweiten Zone 33 liegende Öff- 30 den Oberfläche keine Schicht entgegengesetzten Leitnung 42 eingeätzt, durch die dann die Kontaktelek- fähigkeitstyps auftritt. Dadurch wird eine starke Hertrode 36 auf die ebene Oberfläche 31 des Halbleiter- absetzung des Kollektorleckstromes des Transistors plättchens 30 aufgesetzt und darauf befestigt wird. gewährleistet.

Anschließend wird, um die Halbleiterdioden der Falls die ringförmige Zone 51 nicht, wie in den

Fig. 4 und 6 zu erhalten, die Kontaktelektrode37 35 Fig. 15 und 16 gezeigt, in die erste Zone 32, sondern, für die Zone32 an der der ebenen Oberfläche31 wie in Fig. 19 dargestellt, zwischen den pn-Übergegenüberliegenden ebenen Fläche 39 des Halbleiter- gangen 34 und 44 in die zweite Zone 33 eingelassen plättchens 30 angebracht. ist, kann eine starke Herabsetzung des Emitter-Basis-

Um die in F i g. 5 gezeigte Anordnung für die Leckstromes erreicht werden. Diese Lage der ring-Kontaktelektrode 37 zu erhalten, wird an einer Stelle 40 förmigen Zone 51 wird insbesondere dann gewählt, der neu gebildete Oxydüberzug 52 weggeätzt und wenn der betreffende Transistor ein npn-Transistor durch die so entstandene Öffnung die Kontaktelek- ist und die Basiszone 33 dementsprechend eine trode 37 auf die Oberfläche 31 aufgesetzt. p-Dotierung besitzt.

Im Gegensatz zu den Halbleiterdioden nach den Die Kontaktelektrode 36 für die Emitterzone 43

Fig.3 bis 5 kann (vgl. Fig.6) der Flächenabschnitt 45 sitzt bei den in Fig. 15 und 16 gezeigten Transisto-38 auch so hergestellt werden, daß er sich bis zum ren, wie auch die Kontaktelektrode 36 der weiter Außenrand des Halbleiterplättchens 30 hin erstreckt, oben beschriebenen Halbleiterdioden, auf der ebenen so daß der Flächenabschnitt 38 a, den die ringförmige Oberfläche 31 des Halbleiterplättchens 30 auf, und Zone 51 auf der ebenen Oberfläche 31 einnimmt, zwar innerhalb des von der Zone 43 in der Obersich dann auch bis zum Außenrand des Halbleiter- 50 fläche 31 eingenommenen Flächenbereiches, plättchens 30 hin erstreckt. Die Kontaktelektrode 37 für die erste Zone 32

Während bei dem soeben beschriebenen Herstel- kann (vgl. F i g. 15) wie bei den Halbleiterdioden lungsverf ahren der Flächenabschnitt 38 verhältnis- nach den F i g. 4 und 6 auf die der ebenen Oberfläche mäßig spät freigelegt wird, kann (vgl. Fig.7) der 31 des Halbleiterplättchens30 gegenüberliegenden Flächenabschnitt 38 aber auch zuerst freigelegt und 55 ebenen Fläche 39 aufgesetzt sein. Alternativ dazu der Dotierungsstoff zum Bilden der Zone 51 durch kann aber die Kontaktelektrode 37 auch, wie in den Flächenabschnitt 38 eindiffundiert werden F i g. 16 dargestellt, an einer Stelle der ebenen Ober-(Fig. 8). Erst danach wird (vgl. Fig. 9) die zweite fläche 31, und zwar im Bereich des von der ring-Zone 33 durch die in dem Oxydüberzug 35 geschaf- förmigen Zone 51 eingenommenen Flächenabschnitfene Öffnung 40 in das Halbleiterplättchen 30 ein- 60 tes, angebracht sein.

gelassen. "Die Kontaktelektrode 45 für die zweite Zone 33

Wie die den F i g. 8 und 9 entsprechenden F i g. 10 wird (vgl. F i g. 15 und 16) an einer Stelle zwischen und 11 zeigen, kann sich der in dem ersten Ver- den an die Oberfläche 31 tretenden beiden pn-Überfahrensschritt hergestellte Flächenabschnitt 38 der gangen 34 und 44 gleichfalls auf die ebene Oberebenen Oberfläche 31 und damit die ringförmige 65 fläche 31 aufgesetzt.

Zone 51 auch hier bis zum Außenrand des Halb- Falls, wie in Fig. 19 gezeigt, die ringförmige Zone

leiterplättchens 30 hin erstrecken. 51 in die zweite Zone 33 eingelassen ist, kann die

Die in den Fig. 15 und 16 gezeigten Transistoren Kontaktelektrode45 für die zweite Zone 33 auch an

einer Stelle innerhalb des von der Zone 51 auf der ebenen Oberfläche 31 eingenommenen Flächenabschnittes aufgesetzt sein, derart, daß der an die Oberfläche 31 tretende innere und äußere Rand der ringförmigen Zone 51 die Kontaktelektrode 45 mit Abstand zwischen sich einschließt. Die Kontaktelektrode 37 für die erste Zone 32 ist in diesem Falle durch eine in dem Oxydüberzug 35 dafür angebrachte Öffnung 48 hindurch auf die ebene Oberfläche 31 aufgesetzt.

Zur Herstellung des Transistors nach den Fig. 15 und 16 wird (vgl. F i g. 12) im Anschluß an den in F i g. 2 gezeigten Verfahrensschritt in die zweite Zone 33 die dritte, kleinere Zone 43 vom Leitfähigkeitstyp der ersten Zone 32 eindiffundiert, indem in den Oxydüberzug 41 eine kleinere Öffnung 46 eingeätzt und durch diese öffnung unter Neubildung eines nichtleitenden Oxydüberzuges 47 der entsprechende Dotierungsstoff eingeführt wird.

Dann wird (vgl. Fig. 13) der ringförmige Ab- *> schnitt 38 der ebenen Oberfläche 31, welcher den an diese Oberfläche tretenden pn-übergang 34 mit Abstand umschließt, freigelegt und, wie es aus F i g. 14 ersichtlich ist, die ringförmige Zone 51 durch diesen freigelegten Flächenabschnitt in die erste Zone 32 eingelassen. Schließlich werden die Kontaktelektroden an den verschiedenen Zonen angebracht.

Zum Anbringen der Kontaktelektrode 36 wird dabei in den Oxydüberzug 47 eine kleinere öffnung 49 eingeätzt, durch die dann die Kontaktelektrode 36 auf die ebene Oberfläche 31 aufgesetzt und daran befestigt wird. In entsprechender Weise wird auch die Kontaktelektrode 45 für die zweite Zone 33 auf die ebene Oberfläche 31 aufgebracht. Zum Anbringen der Kontaktelektrode37 an der in Fig. 16 gezeigten Stelle wird, wie an Hand der F i g. 5 geschildert, an der betreffenden Stelle der Oxydüberzug 52 weggeätzt und die Kontaktelektrode 37 dann durch die so geschaffene Öffnung auf die Oberfläche 31 aufgesetzt.

Bei einem abgekürzten Herstellungsverfahren wird die kleinere Öffnung 46 in den Oxydüberzug eingeätzt und durch Entfernen eines streifenförmigen Teiles des Oxydüberzuges 35 der ringförmige Flächenabschnitt 38 der ebenen Oberfläche 31 im Bereich der ersten Zone 32 freigelegt. Anschließend wird dann ein Dotierungsstoff zum Bilden der dritten Zone 43 durch die kleinere Öffnung 46 und gleichzeitig zum Bilden der ringförmigen Zone 51 durch den freigelegten, ringförmigen Flächenabschnitt 38 eindiffundiert. Die Kontaktelektroden werden dann, wie oben beschrieben, angebracht.

Um den in F i g. 18 gezeigten Transistor herzustellen, wird, wie in Fig. 17 gezeigt, der Flächenabschnitt 38 der ebenen Oberfläche 31 so angeordnet, daß derselbe zwischen den an die ebene Oberfläche 31 tretenden beiden pn-Übergängen 34 und 44 liegt. Dazu wird nach der erfolgten Eindiffusion der dritten Zone 43 in die zweite Zone 33 auf dem Oxydüberzug 41 ein den pn-übergang 44 mit Abstand völlig umschließender, streifenförmiger Teil herausgeätzt und dann (vgl. Fig. 18) durch den so freigelegten Flächenabschnitt der ebenen Oberfläche 31 die ringförmige Zone 51 unter Neubildung des nichtleitenden Überzuges 52 in die Zone 33 eindiffundiert.

Claims

65 Patentansprüche:

1. Halbleiterbauelement aus einem eine erste Zone eines ersten Leitfähigkeitstyps bildenden Halbleiterkörper mit einer ebenen, Kontaktelektroden tragenden Oberfläche, von der aus eine zweite Zone entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps in den Halbleiterkörper eingelassen ist und die mit einem nichtleitenden, den an die Oberfläche tretenden pn-übergang zwischen den Zonen vollständig bedeckenden Oxydüberzug versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die erste Zone (32) eine ringförmige Zone (51) vom gleichen Leitfähigkeitstyp eingelassen ist, die den pn-übergang (34) mit Abstand umschließt und so stark dotiert ist, daß an ihrer gleichfalls einen nichtleitenden Oxydüberzug (52) aufweisenden Oberfläche keine Schicht entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps auftritt.

2. Halbleiterbauelement aus einem eine erste Zone eines ersten Leitfähigkeitstyps bildenden Halbleiterkörper mit einer ebenen, Kontaktelektroden tragenden Oberfläche, von der aus eine zweite Zone entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps und in diese wiederum eine dritte Zone vom ersten Leitfähigkeitstyp in den Halbleiterkörper eingelassen ist und die mit einem nichtleitenden, die an die Oberfläche tretenden pn-Übergänge zwischen den Zonen vollständig bedeckenden Oxydüberzug versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die erste oder in die zweite Zone (32 oder 33) eine ringförmige Zone (51) eingelassen ist, die den Leitfähigkeitstyp der Zone (32 oder 33) aufweist, in die sie eingelassen ist, und die den pn-übergang (34) zwischen der ersten und der zweiten Zone (32 und 33) oder den pnübergang (44) zwischen der zweiten und der dritten Zone (33 und 43) mit Abstand umschließt und so stark dotiert ist, daß an ihrer gleichfalls einen nichtleitenden Oxydüberzug (52) aufweisenden Oberfläche keine Schicht entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps auftritt.

3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der ringförmigen Zone (51) vom Rand der Raumladungsschicht des umschlossenen pn-Überganges (34 oder 44) klein ist.

4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Zone (51) an ihrer Oberfläche die Kontaktelektrode für die Zone (32 oder 33) aufweist, in die sie eingelassen ist.

5. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zone (32) aus Silicium von hohem spezifischem Widerstand, die zweite Zone (33) aus Silicium von niedrigem spezifischem Widerstand und der nichtleitende Oxydüberzug (35) auf der ebenen Oberfläche (31) aus Siliciumdioxyd gebildet ist.

6. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierung der ringförmigen Zone (51) mindestens 10¹⁸ Atome pro Kubikzentimeter beträgt.

7. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die zweite oder die zweite und die dritte Zone nach dem Aufbringen des nichtleitenden Oxydüberzuges auf die ebene Oberfläche mittels Diffusion eines Dotierungsstoffes durch eine sich durch den Oxydüberzug hindurch bis zur ersten Zone erstreckende öffnung von der ebenen Ober-

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fläche aus erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bilden der ringförmigen Zone (51) aus dem nichtleitenden Oxydüberzug (35) auf der ebenen Oberfläche (31) ein streifenförmiger Teil entfernt wird, der einen der pn-Übergänge (34 oder 44) mit Abstand vollständig umschließt, daß dann durch den so freigelegten ringförmigen Flächenabschnitt (38) der ebenen Oberfläche (31) der Dotierungsstoff für die ringförmige Zone (51) mit einer solchen Konzentration eindiffundiert wird, daß eine Inversion des bei der Eindiffusion neu mit einem nichtleitenden Oxydüberzug (52) versehenen, ringförmigen Flächenabschnitts (38) in den entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp vermieden wird, und daß anschließend an den Zonen (32,33,43) die Kontaktelektroden (36,37,45) angebracht werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch ge-

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kennzeichnet, daß der Dotierungsstoff zum Bilden der zweiten Zone (33) vor dem Erzeugen der ringförmigen Zone (51) eindiffundiert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 zum Herstellen eines als Transistor ausgebildeten Halbleiterbauelementes, dadurch gekennzeichnet, daß in dem bei der Eindiffusion zum Bilden der zweiten Zone (33) in der öffnung (40) neu gebildeten, nichtleitenden Oxydüberzug (41) eine kleinere öffnung (46) vorgesehen und aus dem Oxydüberzug (35) der ebenen Oberfläche (31) der streifenförmige Teil zum Freilegen des ringförmigen Flächenabschnitts (38) im Bereich der ersten Zone (32) entfernt wird und daß dann der Dotierungsstoff zum Bilden der dritten Zone (43) gleichzeitig mit dem Erzeugen der ringförmigen Zone (51) durch die kleinere öffnung (46) eindiffundiert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen