DE1297758B

DE1297758B - Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen

Info

Publication number: DE1297758B
Application number: DEM66917A
Authority: DE
Inventors: Shoda Koichiro; Moriyama Kyoji; Yamadashimo Oaza
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1964-10-12
Filing date: 1965-10-12
Publication date: 1969-06-19
Also published as: US3384518A; NL6513181A; GB1127213A; NL147581B

Description

1 2

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur sation an den Grenzschichten in den herausgelösten

Herstellung von Halbleiterbauelementen mit pn-Über- Löchern. Ferner sieht ein früher vorgeschlagenes

gang, bei dem ein Halbleiterkörper mit einer inerten Verfahren (deutsches Patent 1250 004) ebenfalls das

Schutzschicht umgeben wird und in dieser inerten Eintauchen des mit einer perforierten Schutzschicht

Schicht Öffnungen freigelegt, im Bereich der Öffnun- 5 überzogenen Halbleiterkörpers in eine mit Dotie-

gen Löcher in dem Halbleiterkörper gebildet und rungsmaterial versetzte Legierungsschmelze vor. Das

diese mit einer Metallschmelze gefüllt werden, die bei entsprechende Patent schützt jedoch nur ein Verfah-

dem Erstarren Rekristallisationsschichten an den ren, bei dem der Grund der Ausnehmungen in der

Grenzen zwischen dem Metall und dem Halbleiter- Schutzschicht zuerst durch Aufdampfen mit einer

körper bildet. io Metallschicht überzogen wird, die auf Grund der Zu-

Die elektrische Leistung, der Wirkungsgrad und sammensetzung der Legierung im Schmelzbad unandere Daten von Halbleiterbauelementen hängen gelöst bleibt. Es entsteht hierbei kaum eine Vertieoft in erheblichem Maß vom Herstellungsverfahren fung im Halbleitermaterial.

ab, bei dem Legierungsstoffe an gegebenen Stellen Demgegenüber werden durch das erfindungs-

mit dem Halbleitermaterial legiert werden und mit 15 gemäße Verfahren große Übergangsflächen geschaf-

diesem gleichrichtende Kontakte bilden. Dieses Ver- fen, und durch Steuerung der Lösungstiefe lassen sich

fahren bedarf also besonderer Sorgfalt, es soll jedoch die Eigenschaften des Halbleiterbauelements mit

außerdem in einer für eine Massenfertigung geeig- guter Präzision bestimmen,

neten Weise schnell durchführbar sein. Durch die Erfindung können in einem einzigen

Es ist ein Verfahren der eingangs genanten Art 20 Verfahrensablauf zahlreiche kleine legierte Elektro-

bekannt (deutsche Auslegeschrift 1122 635), bei dem den an einem Halbleiterkörper ausgebildet werden,

die Löcher im Halbleiterkörper durch galvanisches Da das schmelzflüssige Legierungsmaterial unter Ul-

Anätzen in anodischer Schaltung hergestellt und so- traschallschwingung mit den freiliegenden Teilen des

dann in einem anderen Elektrolysebad in katho- Halbleiters in Berührung gebracht wird, kann das

discher Schaltung mit Metall gefüllt werden. Das Me- 25 Maß der Auflösung des Halbleitermaterials an diesen

tall wird sodann durch Erhitzen einlegiert. Dieses freigelegten Stellen bestimmt werden, ohne daß eine

bekannte Verfahren erfordert zahlreiche Schritte, die zu lange, möglicherweise für die inerte Schutzschicht

die Fertigung erschweren und verteuern. nachteilige Tauchzeit zur Anwendung kommen müßte.

Es ist auch bekannt (USA.-Patentschrift 2796 562), Die Schwingung bewirkt auch eine feste Verbindung

auf die Öffnungen in der inerten Schutzschicht Kü- 30 des Legierungsmaterials mit dem Halbleitermaterial,

gelchen aus einem Legierungsmaterial aufzupressen, Insgesamt benötigt das erfindungsgemäße Verfahren

sodann das Halbleiterplättchen zu erhitzen und eine nur eine kurze Zeitdauer und einen sehr geringen

Verbindung zwischen dem Legierungsmaterial und Geräteaufwand.

dem Halbleitermaterial herzustellen. Dieses Verfah- Durch die Erfindung können außer Aluminium ren ist jedoch wegen der erforderlichen komplizier- 35 leicht Zinn oder Indium mit Silizium legiert werden, ten Herstellungsvorrichtungen sehr aufwendig und Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Herführt wegen der schnellen Sättigung der kleinen Stellung von Transistoren nach der Legierungsdiffu-Menge der Legierungsschmelze mit gelöstem Halb- sionstechnik, außerdem auch z. B., um gleichrichleitermaterial nicht dazu, daß in der Halbleiterplatte tende Eontakte bei Transistoren des üblichen Legieselbst Vertiefungen entstehen, die mit dem Legie- 40 rungstyps oder nichtgleichrichtende Kontakte bei rungsmaterial ausgefüllt werden. Transistoren des Doppel-Diffusionstyps herzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Der Legierungsschmelze wird vorteilhaft eines der

nichtohmschen Kontakte auf der Halbleiterplatte in Metalle Zinn, Silber oder Gold in einer Menge von

technisch einwandfreier und zugleich einfacher, für weniger als 1% zugesetzt, um dadurch eine bessere

die Massenfertigung geeigneter Weise herzustellen. 45 Benetzung des Halbleiterkörpers mit dem geschmol-

Diese Herstellung soll ohne komplizierte Montage- zenen Legierungsmaterial zu erreichen. Vorzugsweise

Vorrichtungen möglich sein. - besteht die Schutzschicht aus Siliziumdioxid in einer

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich da- Stärke von 0,5 bis 2 μ. Die Verwendung dieses an sich durch aus, daß der Halbleiterkörper zum Buden der bekannten (USA.-Patentschrift 2 796 562) Schicht-Löcher und zu deren Füllen mit einer Metallschmelze 50 materials bietet den Vorteil, daß es den bei üblichen für eine kurze Zeit, die in der Größenordnung von Legierungsschmelzen herrschenden Temperaturen 10 bis 30 Sekunden liegen kann, in eine Legierungs- standhalten kann.

schmelze eingetaucht wird, die einen Aktivator ent- Nach dem Herausnehmen des Halbleiterkörpers hält und in an sich bekannter Weise (belgische Pa- aus der Schmelze kann auf die der Schutzmanteltentschrift 546 668) einer Ultraschallschwingung aus- 55 schicht verbliebene Menge Legierungsmaterial mittels gesetzt ist, wodurch der Halbleiterkörper im Bereich einer scharfkantigen Schneide oder durch auf den der Öffnungen der inerten Schicht teilweise aufgelöst Halbleiterkörper wirkende Zentrifugalkraft bei erhöhwird, und daß nach dem Herausnehmen des Halb- ter Temperatur entfernt werden,
leiterkörpers aus der Schmelze die Rekristallisations- Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der schichten durch nochmaliges Schmelzen des in den 60 Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreieinzelnen Löchern befindlichen Legierungsmaterials bung. In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsgebildet werden. weise dargestellt, und zwar zeigt

Die Verwendung von Tauchbädern zur Herstel- Fig. 1 ein am Beginn des Herstellungsverfahrens lung von Elektroden ist zwar in der Halbleitertechnik vorhandenes Halbleiterplättchen,
an sich bekannt (»Der Radiomarkt«, Coburg, 65 Fig. 2 das mit einer Schutzschicht versehene 9. 2.1951), durch die Erfindung ergibt sich jedoch Halbleiterplättchen gemäß Fig. 1,
das Herauslösen von Halbleitermaterial und die BiI- Fig. 3a und 3b ein Element aus dem Halbleiterdung metallgefüllter Vertiefungen zur Rekristalli- plättchen nach F i g. 2,

3 4

F i g. 4 bis 7 das Element gemäß F i g. 3 a und 3 b Bad der geschmolzenen Legierung getaucht. Es wurde in aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten. mit einer Ultrallschwingung bei einer Frequenz von Das erfindungsgemäße Verfahren wird in einem 40 Kilohertz ein gutes Ergebnis erzielt. Es ist ebenersten Durchführungsbeispiel für die Herstellung von falls festgestellt worden, daß besseres Benetzen zwi-Germanium-Legierungsdiffusions-Transistoren unter 5 sehen der Legierung und dem Halbleiterkörper durch Bezug auf die F i g. 1 bis 7 beschrieben. einen Zusatz von weniger als 1 °/o Zinn, Silber oder In F i g. 1 ist der Körper eines dünnen Halbleiter- Gold erreicht werden kann. Beim Eintauchen in das plättchens aus p-Germanium allgemein durch die der Ultraschallschwingung ausgesetzte Legierungsbad Kennziffer 1 bezeichnet. Dieses Plättchen hat einen lösen sich die von der inerten Schicht entblößten Durchmesser von 20 bis 25 mm und eine Dicke von io Halbleiterteile in der geschmolzenen Legierung auf. 100 bis 200 μ. Das Halbleiterplättchen hat einen spe- Die Menge dieser Halbleiterlösung ist ein wichtiger zifischen Widerstand von vielen Ohmzentimetern. Faktor bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsver-Ein n-Störstoff, wie z. B. Antimon, ist auf beiden Sei- fahren, und es ist notwendig, daß das Lösen des ten des Halbleiterplättchens 1 eindiffundiert zur BiI- Halbleitermaterials in einem Maße erfolgt, daß die dung der n-Schichten2 und 3. Eine Diffusionstiefe 15 freigelegten Oberflächenteile des Halbleiters in einer des Antimons von 5 bis 15 μ und eine Oberflächen- Tiefe von 5 bis 20 μ aufgelöst sind, d. h. bis die konzentration von 10¹⁶ bis 10¹⁷Atom je Kubik- n-Diffusionsschicht an der Oberfläche vollkommen Zentimeter werden bevorzugt. Dann werden die weggelöst ist. Allerdings ist es notwendig, die oben Schichten 4 und 5 aus inertem Material auf den beschriebene Lösungstiefe bei der Herstellung von Oberflächen des Halbleiterplättchens aufgebracht, wie ao nichtgleichrichtenden Kontakten flacher vorzusehen, in Fig. 2 dargestellt. Der Begriff »inertes Material« z.B. bei einem Doppel-Diffusionstyp-Transistor, bei soll ein Material bezeichnen, das physikalisch und dem die Diffusionsschicht außerordentlich dünn ist. chemisch nicht reagiert, weder mit der Halbleiter- Fig. 5 zeigt den Zustand der Halbleiterplatte, platte noch mit den mit dem Halbleiter zu legieren- nach dem sie aus der geschmolzenen Legierung geden Materialien, die später beschrieben werden. Diese 35 zogen worden ist, und man erkennt, daß die obere inerte Materialschicht kann eine Siliziumdioxidschicht und die untere Oberfläche des Halbleiterplättchens SiO₂ sein, die durch eine Silanverbindung gewonnen vollkommen mit Schichten des Legierungsmaterials 9 wird, wie z. B. Tetra-Äthoxy-Silane, welche bei einer überdeckt sind. In diesem Fall bindet sich das Legie-Temperatur von mehreren hundert Grad Celsius rungsmaterial 9 nicht mit den Lagen 4 und 5 der durch Pyrolyse zersetzt wird. Eine Beschichtungs- 30 inerten Schichten, sondern haftet an diesen nur stärke von 0,5 bis 2 μ wird bevorzugt. Bei einer über- mechanisch. Andererseits wird das Legierungsmatemäßig starken Beschichtungslage ist es schwierig, rial 9 infolge der oben beschriebenen Auflösung des eine feste Haftung zwischen der Schicht und dem Halbleiters im Legierungsbad mit der n-Halbleiter-Halbleiter infolge des Unterschieds ihren Wärmeaus- platte 1 und der eindiffundierten n-Schicht 2 in Bedehnungen zu erhalten und die Öffnungen in der ge- 35 rührung gebracht und bildet an den Zwischenrändern wünschten Form präzis auszubilden wie beim Photo- dünne rekristallisierte Schichten 10 und 11. Vorzugsätzungsprozeß. Andererseits bildet eine übermäßig weise wird die Halbleiterplatte 10 bis 30 Sekunden in dünne Beschichtung einen ungenügenden Oberflä- das geschmolzene Legierungsbad getaucht. Eine überchenschutz. Mehrere Hunderte von Transistoren kön- mäßig lange Tauchzeit führt zum Bruch der inerten nen aus dieser einen Halbleiterplatte 1 hergestellt 40 Schicht. Eine SiO₂-Beschichtung mit einer Schichtwerden. Die Transistoren in einer solchen Anzahl stärke von 0,7 μ kann einer Tauchzeit bis zu 30 Sewerden auf einmal in Form eines Halbleiterplätt- künden genügend standhalten. Die durch die Ultrachens behandelt, bis sie in einer späteren Stufe von- schallschwingung bewirkte Hohlraumbildung ist in einander getrennt werden. Eine punktiert in F i g. 2 dieser Verfahrensstufe so wirksam, daß nicht nur dargestellte quadratische Form 6 deutet an, daß ein 45 Luftblasenbildung oder unerwünschte Verunreinigunwinziger Teil in einem Halbleiterplättchen 1 der gen in dem Legierungsmaterial 9 oder dessen Grenz-Fläche 6 eines Transistors entspricht. Der einer Tran- schichten 10 und 11 vermieden werden, sondern auch sistorfläche entsprechende Teil 6 in F i g. 2 wird in unerwünschte, an den Grenzschichten niedergeschla-F i g. 3 b zur besseren Erläuterung in vergrößertem gene Verunreinigungen im Legierungsbad entfernt Maßstab dargestellt, und F i g. 3 a zeigt eine Schnitt- 50 werden und das Legieren auf diese Weise in einem geansicht des Transistorteils von F i g. 3 b. nügend sauberenZustand des Halbleiterkörpers erfolgt. In der folgenden Stufe wird ein als Photoätzungs- Bei dem Verfahren nach der Erfindung werden beprozeß allgemein bekanntes Verfahren angewandt, in trächtliche Teile der von der inerten Schicht entweichem die Beschichtung und das Freilegen erfolgt. blößten Abschnitte der Halbleiterplatte in einem ge-Ein photobeständiger Lack wird auf dem Halbleiter- 55 schmolzenen Legierungsbad, wie oben beschrieben, plättchen entwickelt, und die Schicht aus inertem Ma- weggelöst.

terial wird teilweise durch Flußsäure entfernt, so daß Wie aus dem obigen Ausführungsbeispiel deutlich Teile der inerten Schicht 4 in der gewünschten Kon- wird, erfolgt die Reaktion zwischen der Halbleitertaktform entfernt werden, um freigelegte Flächen 7 platte und dem Legierungsmaterial in einem Bad, das und 8, wie in F i g. 4 dargestellt, auf dem Plättchen 1 60 eine große Menge geschmolzenen Legierungsmaterials zu erhalten. enthält und das einer fortlaufenden Ultraschall-

Inzwischen wird eine Legierung, bestehend aus schwingung ausgesetzt wird.

Blei, das als Trägermetall dient, und einer Antimon- Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das

menge von einigen Prozenten, das als n-Störstoff die- Halbleitermaterial somit an den freigelegten Teilen

nen soll, in einem Schmelztiegel bei 500° C zum 65 bis zu einer gewünschten Tiefe durch eine entspre-

Schmelzen gebracht. Während Ultraschall der ge- chend regulierte Tauchzeit entfernt werden. Das Le-

schmolzenen Legierung durch die Wand des Tiegels gierungsmaterial dringt mit großer Präzision und mit

zugeführt wird, wird das Halbleiterplättchen 1 in das Hilfe von Ultraschallschwingung in die an den frei-

5 6

gelegten Teilen ausgebildeten Aussparungen ein und Abschnitt, an welchem die Legierungselektrode den legiert vollkommen mit dem Halbleitermaterial. Da- Halbleiterkörper berührt, und es wird dort somit ein her ist eine äußerst feste Haftung zwischen dem nichtgleichrichtender Basiskontakt 19 gebildet, der Halbleiterkörper und diesem Legierungsmaterial ge- durch den diffundierten n-Vorbereich 2 mit der einschaffen. 5 diffundierten n-Basisschicht unterhalb der Emitterin der nachfolgenden Verfahrensstufe wird die schicht zu verbinden ist. Diese Verfahrensstufen er-Halbleiterplatte in einer inerten oder reduzierenden geben schließlich einen p-n-p-Transistor. Danach wird Gasatmosphäre wieder auf 500° C erhitzt, um das der unterhalb der gestrichelten Linie 20 des HaIb-Legierungsmaterial wieder zu schmelzen. Mittels leiterplättchensl liegende Teil entfernt, um dort einen mechanischer Mittel werden nur die Teile des Legie- io Kollektorkontakt anzubringen, rungsmaterials entfernt, die sich auf der inerten Die vorstehend beschriebenen Schritte werden bei Schicht 4 befinden. jedem Transistorteil des Halbleiterplättchens, das Dies kann z. B. durch eine längliche, geradlinige eine Vielzahl von kontinuierlich angeordneten Transcharfe Schneide 12, wie z. B. durch eine Rasier- sistorelementen enthält, ausgeführt. Wie allgemein klinge, auf der Oberfläche der Halbleiterplatte erfol- 15 bekannt, wird das Halbleiterplättchen danach in gen, die in Pfeilrichtung, wie in Fig. 6 dargestellt, Stücke unterteilt, und man erhält eine Vielzahl von bewegt wird. Die verbleibenden Teile 13 und 14 des Transistoren. An der unteren Fläche des Halbleiter-Legierungsmaterials werden in einer späteren Stufe Plattenteils 1 eines jeden Transistors ist eine Metallweiterbehandelt, um den Emitter bzw. die Basis des platte vorgesehen, die gleichzeitig als Kollektor und Transistors zu bilden. Dieses Entfernen des Legie- 20 Wärmeableiter dient. Dabei sind an dem Emitter 13 rungsmaterials kann bequemer ausgeführt werden, und an der Basis 14 Zuleitungen auf der oberen wenn die Breite der Elektroden 13 und 14 so schmal Fläche des Plattenkörpers 1 befestigt, wie möglich ist. Mit einer Breite der Aussparungen Die inerte Schicht 4 kann so, wie sie ist, als Obervon 100 μ konnte z. B. das erfindungsgemäße Verfah- flächenschutz dienen, wenn eine niedrigere Durchren zufriedenstellend durchgeführt werden. Etwa 25 bruchsspannung zulässig ist. Wenn aber eine höhere nach dem Entfernen des überschüssigen Legierungs- Durchbruchsspannung erforderlich ist, ist es vorzumaterials in sehr kleinen Mengen an einigen Stellen ziehen, die inerte Schicht 4 vollständig mittels Flußauf der inerten Schicht 4 zurückbleibendes Material säure zu entfernen. Dabei wird die ganze Oberfläche kann in einer späteren Stufe vollständig weggeätzt des Halbleiters durch diese Säure ebenfalls leicht gewerden. Anstatt dem oben beschriebenen Entfernen 30 ätzt, so daß Teile mit einer hohen Störstellenkonzenmittels einer scharfen Schneide kann ein Verfahren tration auf der Halbleiteroberfläche entfernt werden angewandt werden, bei welchem das überschüssige können.

Legierungsmaterial durch eine Zentrifugalkraft ent- Im folgenden wird eine weitere mögliche Ausfühfernt wird. Dabei wird die Differenz in der Adhäsions- rungsform beschrieben. Die zweite Ausführungsform kraft zwischen den legierten Teilen und den lediglich 35 betrifft ein Verfahren zur Hexstellung von Transistoanhaftenden Teilen für das Entfernen des auf der ren der Silizium-Legierungs-Diffusions-Bauart. Das inerten Schicht 4 befindlichen Legierungsmaterials Verfahren zur Herstellung von Transistoren der ausgenutzt. Silizium-Legierungs-Diffusions-Bauart ist im wesent-Von den drei Legierungselektroden 14, 13 und 14 liehen das gleiche wie das vorstehend beschriebene in F i g. 6 wird das Matereial aus der Elektrode 13, 40 Verfahren. Daher sind die Herstellungsstufen nahezu die als Emitter dienen soll, mit einem p-Störstoff die gleichen, wie sie vorstehend unter Bezug auf dotiert, wie z. B. Bor oder Aluminium. Bei diesem Fig. 1 bis 7 beschrieben worden sind. Das Ausgangs-Dotieren wird Bor oder Aluminium in einem höheren material ist jedoch eine Platte aus η-Silizium. Die Alkohol von etwas zähflüssiger Beschaffenheit dis- inerte Schicht kann in diesem Fall hergestellt werden, pergiert, diese Dispersion auf die Legierungselektrode 45 indem zunächst eine vordiffundierte p-Schicht auf der aufgetragen. Durch geeignete Mittel wird das Halb- n-Siliziumplatte ausgebildet wird und eine Silanverleiterplättchen dann für einige Minuten bis zu meh- bindung durch Pyrolyse zersetzt wird, oder wahlweise, reren zehn Minuten auf eine Temperatur von 600 bis indem die Platte auf eine hohe Temperatur in einer 800⁰C in einer inerten oder reduzierenden Gas- oxydierenden Atmosphäre erhitzt wird, um einen atmosphäre, wie z. B. Stickstoffgas oder Formiergas 50 thermischen Zuwachs der SiO₂-Schicht zu bewirken, (eine Gasmischung aus Stickstoff und Wasserstoff), Ferner wird Zinn als Trägermatereial bevorzugt und erhitzt. Bei diesem Dotieren erhält man eine Halb- kann mit einem n-Störstoff, wie z. B. Arsen oder Anleiterstruktur, wie sie in F i g. 7 dargestellt ist. In dem timon, in einer Menge von 0,5 °/o dotiert werden, um Beispiel nach F i g. 7 diffundiert vorwiegend das An- die Legierung zu bilden. Diese Legierung wird durch timon, welches einen größeren Diffusionskoeffizienten 55 Erhitzen zum Schmelzen gebracht, und bildet ein als der des Akzeptors hat, unterhalb der Legierungs- schmelzflüssiges Legierungsbad, das ebenfalls der front der Elektroden 13 und 14 in den Halbleiterkör- Ultraschallschwingung ausgesetzt wird, und die HaIbper und bildet dort n-Bereiche 15. Da von den drei leiterplatte wird in das Bad getaucht. In diesem Fall Legierungselektroden nur die Legierungselektrode 13 ist es vorzuziehen, dieser Legierung eine kleine den p-Störstoff enthält, wie z. B. Aluminium oder 60 Menge bzw. nicht mehr als l°/o von Gold hinzuzu-Bor, die einen größeren Abscheidungskoeffizienten fügen, um durch diese Legierung ein besseres Benetals Antimon aufweisen, bildet sich eine rekristallisierte zen der Siliziumplatte zu erhalten, und die gep-Schicht 16 im Verlauf der Rekristallisierung, und wünschte Behandlung kann mit dem schmelzflüssigen eine Emitterschicht 18 wird an der Trennfläche zwi- Legierungsbad bei einer Temperatur von etwa 500° C sehen der rekristallisierten p-Schicht 16 und dem dif- 65 und einer Tauchzeit von etwa 20 Sekunden im fundierten n-Bereich 15 gebildet. Da andererseits die schmelzflüssigen, der Ultraschallschwingung ausge-Legierungselektrode 14 Antimon als Störstoff enthält, setzten Legierungsbad erreicht werden, bildet sich eine rekristallisierte n-Schicht 17 an dem Nachdem das Legierungsverfahren an bestimmten

Teilen unter Anwendung von Ultraschallschwingung durchgeführt worden ist, wird eine aus p-Störstoffen bestehende Dispersion — Bor- und Aluminiumpulver dispergiert in einem höheren Alkohol von etwas zähflüssiger Beschaffenheit — der Legierungselektrode zugesetzt, die als Basis dienen soll, und das Halbleiterplättchen für etwa 5 Minuten bei 1120° C in einer N₂-GaS- oder Formiergas-Atmosphäre (eine Gasmischung aus N₂ und H₂) erhitzt, so daß das erforderliche Legieren und Diffundieren erfolgt. Bei dieser Gelegenheit wandelt sich nur das Aluminium der genannten, dem Legierungsmaterial zugesetzten p-Störstoffe durch Umsetzen mit N₂-GaS in Aluminiumnitrid um, und eine bestimmte Menge davon wird in gasförmigem Zustand der Legierungselektrode 14, die als Emitter dienen soll, zugeführt. Auf diese Weise diffundiert das einen größeren Diffusionskoeffizienten aufweisende Aluminium schnell und bildet die p-Bereiche nicht nur unterhalb der Legierungselektrode, die als Basis dienen soll, sondem auch unterhalb der als Emitter dienenden Legierungselektrode. Andererseits wird der Teil des den Emitter bildenden Legierungsmaterials, der den Halbleiter berührt, im Verlauf seiner Rekristallisation durch die Anwesenheit des n-Störstoffs, Antimon oder Arsen, der einen größeren Abscheidungskoeffizienten aufweist, in eine rekristallisierte n-Schicht umgewandelt, und es wird somit zwischen der rekristallisierten η-Schicht und dem oben beschriebenen diffundierten p-Bereich ein p-n-Ubergang gebildet. Inzwischen wird durch das der Legierungselektrode, die als Basis dienen soll, zugesetzte Bor, das einen größeren Abscheidungskoeffizienten als Antimon aufweist, der Teil des die Basis bildenden Legierungsmaterials, der den Halbleiter berührt, in eine rekristallisierte p-Schicht umgewandelt, und es wird an der Basis auf diese Weise ein nichtgleichrichtender Kontakt gebildet, der durch die vordiffundierten p-Bereich mit der diffundierten p-Basisschicht unterhalb der Emitterschicht verbunden ist. Auf diese Weise erhält man n-p-n-Transistoren.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen mit p-n-Übergang, bei dem ein Halbleiterkörper mit einer inerten Schutzschicht umgeben wird und in dieser inerten Schicht öffnungen freigelegt, im Bereich der öffnungen Löcher in dem Halbleiterkörper gebildet und diese mit einer Metallschmelze gefüllt werden, die beim Erstarren Rekristallisationsschichten an den Grenzen zwischen dem Metall und dem Halbleiterkörper bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper zum Bilden der Löcher (7, 8) und deren Füllen mit einer Metallschmelze (9) für kurze Zeit in eine Legierungsschmelze eingetaucht wird, die einen Aktivator enthält und in an sich bekannter Weise einer Ultraschallschwingung ausgesetzt ist, wodurch der Halbleiterkörper im Bereich der Öffnungen der inerten Schicht teilweise aufgelöst wird, und daß nach dem Herausnehmen des Halbleiterkörpers aus der Legierungsschmelze die Rekristallisationsschichten durch nochmaliges Schmelzen des in den einzelnen Löchern befindlichen Legierungsmaterials gebildet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (4, 5) aus Siliziumdioxid in einer Stärke von 0,5 bis 2 μ ausgebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper nach dem Herausnehmen aus der Schmelze einige Minuten bis zu einigen zehn Minuten auf 600 bis 800° C in einer inerten Atmosphäre erhitzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Herausnehmen des Halbleiterkörpers aus der Schmelze die auf der Schutzschicht (4, 5) verbliebene Menge (9) an Legierungsmaterial mittels einer scharfkantigen Schneide (12) oder durch eine auf den Halbleiterkörper wirkende Zentrifugalkraft bei erhöhter Temperatur entfernt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 909 525/319