DE1297760B - Process for the production of a plurality of semiconductor devices with the aid of a single photostencil - Google Patents
Process for the production of a plurality of semiconductor devices with the aid of a single photostencilInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurchThe invention relates to a method of manufacture. This object is achieved according to the invention
einer Vielzahl von Halbleiteranordnungen auf einer gelöst, daß eine lichtdurchlässige Photoschablone mit einzelnen Halbleiterplatte mit HiMe einer photo- Gruppen von lichtundurchlässigen Bereichen bzw. graphischen Maskierungstechnik. eine lichtundurchlässige Photoschablone mit Gruppena variety of semiconductor devices on one solved that a translucent photographic stencil with single semiconductor plate with HiMe of a photo group of opaque areas resp. graphic masking technique. an opaque photo stencil with groups
Die pn-Übergänge von Silizium-Diffusionstransisto- 5 von lichtdurchlässigen Bereichen versehen wird, woren werden üblicherweise durch selektive Festkörper- bei jede Gruppe alle erforderlichen Bereiche für die diffusion ausgebildet, wobei die als Dotiermaterial Herstellung der verschiedenen Zonen eines Halbdienenden Elemente, beispielsweise Bor und Pho- leiterbauelements nebeneinander angeordnet aufweist, sphor, in bestimmte Zonen einer Siliziumplatte hin- und daß dann diese Photoschablone auf der Obereindiffundiert werden. Zur Abdeckung der nicht der io fläche der Halbleiterplatte nacheinander in verschie-Diffusion unterworfenen Bereiche dienen Silizium- denen Positionen so fixiert wird, daß durch die aufoxyd und Silikatgläser, in welche die Dotiermateria- einanderfolgende Verwendung der Bereiche innerhalb lien nur sehr langsam eindiffundieren. Die Abdeck- einer Gruppe die entsprechenden Zonen der Halbschablonen werden zunächst als Überzug der Silizium- leiteranordnungen hergestellt werden können, platte erzeugt, in den mit Hilfe von photographischen 15 Nach der Erfindung wird also nur eine einzige und ätztechnischen Verfahren Öffnungen geätzt wer- Schablone benutzt, die für die Belichtung der verden, durch welche das Dotiermaterial in weiteren schiedenen Ätzöffnungsbereiche lediglich etwas ver-Verfahrensschritten in die Siliziumplatte hineindiffun- schoben zu werden braucht. Es muß somit nicht für dieren kann. jeden Belichtungsvorgang eine andere PhotoschabloneThe pn junctions of silicon diffusion transistors are provided with translucent areas are usually through selective solid-state with each group all necessary areas for the diffusion formed, with the production of the various zones of a half-serving as a doping material Having elements, for example boron and photoconductor component arranged next to one another, sphor, into certain zones of a silicon plate and that this photo template then diffuses onto the top will. To cover the non-io surface of the semiconductor plate one after the other in different diffusion Subjected areas serve silicon which positions are fixed in such a way that the aufoxyd and silicate glasses in which the doping materials are used consecutively within the areas Diffuse in very slowly. The covering of a group the corresponding zones of the half stencils can initially be produced as a coating for the silicon conductor arrangements, plate generated in the with the help of photographic 15 According to the invention, only a single and etching processes, openings are etched, stencils are used for the exposure of the verden, by which the doping material only slightly ver process steps in further different etching opening regions needs to be diffused into the silicon plate. So it doesn't have to be for can date. a different photographic template for each exposure process
Bei der Herstellung von Transistoren werden inner- 20 in das Belichtungsgerät eingesetzt und sorgfältig halb dieser Diffusionszonen weitere, entgegengesetzt justiert werden. Dadurch entfallen einmal die Arbeitsdotierte Diffusionszonen ausgebildet. Die gegenseitige gänge des Schablonenauswechsehis und Schablonenräumliche Lage dieser verschiedenen ineinander- justierens, so daß die Herstellung wesentlich vereinliegenden Zonen muß dabei sehr genau eingehalten facht und verkürzt wird, zum anderen ergibt das vorwerden. Bei der Massenherstellung von Transistoren 25 liegende Verfahren eine wesentlich größere Genauigwerden größenordnungsmäßig 100 Stück in einer ein- keit der gegenseitigen Lage der einzelnen Belichtungszigen Siliziumplatte in gleichzeitigen Ätzschritten und flächen, so daß die Ausschußrate wesentlich verrin-Diffusionsschritten ausgebildet. Hierzu werden Photo- gert wird.In the manufacture of transistors, 20 are inserted inside the exposure device and carefully half of these diffusion zones are further adjusted in opposite directions. This means that there is no need to pay for work Diffusion zones formed. The mutual steps of the stencil exchange and the spatial position of these different stencils are adjusted so that the production is essentially unified Zones must be met very precisely and shortened, and on the other hand this results in pre-emergence. Processes involved in mass manufacturing transistors 25 have a much greater degree of accuracy on the order of 100 pieces in a unity of the mutual position of the individual exposure cells Silicon plate in simultaneous etching steps and surfaces, so that the reject rate is significantly reduced diffusion steps educated. For this purpose, photo gert is used.
Schablonen benutzt, welche eine der gewünschten An- Die bei vorliegenden Verfahren verwendete ein-Stencils are used, which have one of the desired characteristics.
zahl der gleichzeitig auszubildenden Bauelemente ent- 30 zige Schablone enthält für die gleichzeitige Herstellung sprechende Anzahl von Mustern für die zu ätzenden vieler Halbleiterbauelemente eine entsprechende An-Diff usionsöffnungen aufweisen. zahl nebeneinander angeordneter Ätzmuster. Die Scha-number of components to be formed at the same time. 30 contains complete template for simultaneous production A corresponding number of patterns for the many semiconductor components to be etched a corresponding An-Diff Have usion openings. number of etched patterns arranged next to each other. The Scha-
Bei der Herstellung dieser Photomasken ist es be- blone verbleibt während der Bearbeitung des HaIbkannt, ein in stark vergrößertem Maßstab genau aus- leiterplättchens innerhalb des Belichtungsgeräts und geführtes Ätzmuster auf optischem Wege zu verklei- 35 wird. lediglich für die verschiedenen Belichtungsnern und entsprechend oft nebeneinander auf die schritte zur Ausbildung der verschiedenen Ätzöffnun-Photoschablonen zu übertragen, bis diese die ge- gen zwischen den einzelnen Diffusionsschritten um wünschte Anzahl von Mustern enthält. Für die Ätzung ein bestimmtes Stück hin- bzw. hergeschoben, der verschiedenen Öffnungen, welche bei den ver- Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen ergebenIn the preparation of these photomasks, it is sawn blone remains during processing of the HaIbkannt, a is off in a greatly enlarged scale exactly conductor plate within the exposure device and run etching pattern by optical means to scaled-35th only to be transferred to the steps for the formation of the different etching opening photographic templates for the various exposure units and correspondingly often next to one another, until this contains the number of patterns required between the individual diffusion steps. For the etching, a certain piece of the various openings, which result in further details and configurations, is pushed back and forth for the etching
schiedenen Diffusionsschritten verwendet werden, 40 sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung stellt man jeweils verschiedene Photoschablonen her. mit den die Erfindung veranschaulichenden Darstel-different diffusion steps can be used, 40 can be derived from the following description in conjunction different photo templates are produced in each case. with the illustration illustrating the invention
Für die Herstellung dieser verschiedenen Schablonen hingen. Es zeigtFor making these different stencils hung. It shows
ist es weiterhin bekannt, zunächst eine Zeichnung mit F i g. 1 einen Transistor mit einem nach demit is also known, first a drawing with F i g. 1 a transistor with one after the
verschiedenfarbigen Flächen auf einem Farbfilm ab- vorliegenden Verfahren hergestellten aktiven EIezubilden. Jede Farbe entspricht dabei einer anderen 45 ment,different colored areas on a color film produced active eggs. Each color corresponds to a different 45 ment,
Schablone. Mit HiUe dieses einzigen Farbbildes las- F i g. 1A den Transistor nach F i g. 1 in natürlicherTemplate. With the back of this single color image I finished. 1A shows the transistor according to FIG. 1 in natural
sen sich dann auf photographischem Wege unter Ver- Größe,are then photographically reduced to size,
wendung von Farbfiltern die verschiedenen Scha- Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem Halbleiter-application of color filters the different patterns.
blonen herstellen. plättchen mit einem aktiven Transistorelement into make blones. plate with an active transistor element in
Die besondere Schwierigkeit bei der Benutzung der 50 500facher Vergrößerung,The particular difficulty in using the 50-500x magnification,
verschiedenen Schablonen in den einzelnen Ver- Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 der F ig. 2,different templates in the individual comp. 3 shows a section along line 3-3 of FIG. 2,
fahrensschritten besteht insbesondere bei Hoch- F i g. 4 eine Photoschablone zur gleichzeitigen Herfrequenztransistoren, bei denen die verschiedenen stellung von 100 Transistoren der in Fig. 2 dar-Diffusionszonen äußerst klein sind, darin, daß die gestellten Art in 200facher Vergrößerung, einzelnen Schablonen außerordentlich genau justiert 55 Fig. 5 eines der Ätzmuster in lOOOfacher Verwerden müssen, damit die Belichtungsflächen genau größerung,There are steps in particular in the case of high-F i g. 4 a photo template for simultaneous heart rate transistors, in which the various positions of 100 transistors of the diffusion zones shown in FIG. 2 are extremely small, in that the type provided, magnified 200 times, adjusts individual stencils extremely precisely must, so that the exposure areas exactly magnification,
in die gewünschte Lage kommen. Die Verwendung Fig. 6A bis 6T einzelne Schritte bei der Her-come into the desired position. The use of Figs. 6A to 6T individual steps in the manufacture
jeweils verschiedener Schablonen für die einzelnen stellung des in F i g. 2 dargestellten Transistors, Verfahrensschritte erschwert diese Ausrichtung ganz F i g. 7 einen Ausschnitt aus einer Photoschablonedifferent templates for the individual position of the in F i g. 2 transistor shown, Process steps make this alignment more difficult. 7 shows a section from a photo template
erheblich, so daß sich eine relativ große Ausschuß- 60 mit einem Ätzmuster für die Herstellung sehr kleiner quote ergibt. Transistoren,significant, leaving a relatively large scrap 60 with an etched pattern for making very small quote results. Transistors,
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Fig. 8A bis SK einzelne Verfahrensschritte beiThe object of the invention is to illustrate individual method steps in FIGS. 8A to SK
Schwierigkeiten, welche sich durch das Erfordernis der Herstellung eines Transistors mit der in F i g. 7 der genauen Ausrichtung verschiedener Photoschablo- gezeigten Schablone.Difficulties arising from the requirement to manufacture a transistor having the type shown in FIG. 7th the exact alignment of various photoschablets shown in the template.
nen ergeben, zu vermeiden. Die Herstellung der Halb- 65 F i g. 1 zeigt einen stark vergrößerten Transistor 11 leiterbauelemente soll wesentlich vereinfacht und da- mit aufgeschnittener Metallkappe 13. Er ist in mit verbilligt werden, und die Ausbeute soll gleich- Fig. IA in natürlicher Größe abgebildet. Die in zeitig wesentlich erhöht werden. F i g. 2 von oben und in F i g. 3 im Querschnitt ge-necesary to avoid. The manufacture of the half-65 F i g. 1 shows a greatly enlarged transistor 11 Ladder components are to be significantly simplified and thus a cut-open metal cap 13. It is in are also cheaper, and the yield should be shown in natural size as shown in Fig. IA. In the be increased significantly in good time. F i g. 2 from above and in F i g. 3 in cross-section
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zeigte Halbleiterplatte 12 ist unter Anwendung ver- lichtundurchlässigen Zonen nur an der Unterseite der
schiedener photolithographischer Ätz- und selektiver Schablone. Die Lichtschutzschicht wird mit ultravio-Diffusionsschritte
hergestellt. Das aktive Transistor- lettern Licht bestrahlt. Die Lichtschutzschicht unterelement
14 der Halbleiterplatte ist der innerhalb der halb der durchsichtigen Teile 48 wird durch das Licht
gestrichelten Linien gezeichnete Bereich. Die Zonen 5 polymerisiert, während die Zonen unterhalb der un-15,16,17
und 18 haben keine Funktion; sie entstehen durchsichtigen Zonen 49, 50, 51 und 52 unbeeinflußt
als Teil photographischen Ätzens und anderer Schritte bleiben,
bei der Herstellung des Transistors. Die Platte 40 wird dann in einer Entwicklerflüssig-The semiconductor plate 12 shown is using opaque zones only on the underside of the different photolithographic etching and selective stencils. The light protection layer is produced using ultravio diffusion steps. The active transistor letters radiate light. The light protection layer sub-element 14 of the semiconductor plate is the area within which the half of the transparent parts 48 are drawn by the dashed lines of light. The zones 5 polymerized, while the zones below the un-15,16,17 and 18 have no function; they emerge clear zones 49, 50, 51 and 52 unaffected as part of photographic etching and other steps,
in the manufacture of the transistor. The plate 40 is then in a developer liquid
Der Transistor umfaßt eine Emitterzone 20, eine keit gewaschen, welche aus einem Lösungsmittel beBasiszone 21 und n- und η+-Zonen 23 und 24, io steht, das die unpolymerisierte Lichtschutzschicht entweiche die Kollektorzone darstellen. Die Metallelek- fernt, die polymerisierte Lichtschutzschicht aber nicht troden25 und 26 schaffen den Kontakt zu den angreift (Fig. 6D). Anschließend wird die Platte40 Emitter- und Basiszonen 20 und 21 durch Öffnungen gespült und dann getrocknet.The transistor includes an emitter region 20, a wash made from a solvent base region 21 and n- and η + -zones 23 and 24, io stands that the unpolymerized light protection layer escapes represent the collector zone. The metal core, but not the polymerized light protection layer Troden25 and 26 create contact with the attacks (Fig. 6D). Then the plate40 Rinsed emitter and base zones 20 and 21 through openings and then dried.
in einem Oxydfilm, welcher die Oberfläche der Platte Die Platte 40 wird nunmehr in ein Ätzbad eingeschützt. i5 taucht, welches das Siliziumoxyd 43, aber nicht diein an oxide film which covers the surface of the plate. The plate 40 is now protected in an etching bath. i5 dips, which is the silicon oxide 43, but not the
F i g. 4 zeigt eine Belichtungsschablone 30, wie sie Lichtschutzschicht oder das Silizium angreift. Dasbei dem vorliegenden Verfahren verwendet wird. Mit jenige Oxyd, welches nicht mit Lichtschutzschicht dieser Schablone 30 können alle Belichtungen der überdeckt ist, wird weggeätzt, wodurch das Silizium Schutzschicht vollzogen werden, welche für das Ätzen an den öffnungen 54, 55, 56 und 57 freigelegt wird aller notwendigen Öffnungen in dem Oxydfilm für die so (Fig. 6 E). Das Oxyd 43" unterhalb des polymeriselektive Diffusionsbehandlung und andere Zwecke sierten Lichtschutzmaterials wird gegen den Angriff erforderlich sind. Diese Schablone 30 besteht aus der Säure geschützt.F i g. 4 shows an exposure stencil 30 as it attacks the light protection layer or the silicon. That the present procedure is used. With the oxide that does not have a light protection layer this stencil 30 can all exposures that is covered, is etched away, whereby the silicon Protective layer are completed, which is exposed for the etching at the openings 54, 55, 56 and 57 all necessary openings in the oxide film for the so (Fig. 6 E). The oxide 43 "below the polymeriselective Diffusion treatment and other purposes-based light protection material is used against the attack required are. This stencil 30 consists of the acid protected.
100 Bildern oder Mustern 34, von denen jedes aus Der zurückbleibende polymerisierte Lichtschutz-100 images or samples 34, each of which consists of the remaining polymerized photoprotective
mehreren undurchsichtigen Zonen 36, 37 und 38 be- stoff 43 wird dann von der Oberfläche der Platte entsteht, welche in der vergrößerten F i g. 5 besser er- as fernt (F i g. 6 F); die Platte sieht dann in Obenansicht kennbar sind. wie in F i g. 6 G aus. Anschließend wird die Platteseveral opaque zones 36, 37 and 38 covered 43 is then created from the surface of the plate, which in the enlarged F i g. 5 better understood (Fig. 6 F); the plate is then viewed from above are recognizable. as in Fig. 6 G off. Then the plate
Eine undurchsichtige Zone 37 dient der Herstel- bei hoher Temperatur einem Bor enthaltenden Dampf lung der Öffnung in dem Oxyd für die Diffusions- ausgesetzt. Das Bor diffundiert selektiv in das Silizium behandlung der Basiszone des Transistors, eine andere ein, und zwar in diejenigen Zonen, von denen das Zone 36 zur Herstellung der öffnung für die Dif- 30 Oxyd weggenommen wurde; dabei entstehen Zonen fusionsbehandlung des Emitters und ein Paar von des p-Typs59, 60, 61 und 62 (Fig. 6H). Die Zone undurchsichtigen Zonen 38 zur Herstellung von öff- 59 wird zur Basis des Transistors; die Zonen 60, 61 nungen für die Metallbeschichtung. und 62 besitzen in der Vorrichtung keinerlei Funk-An opaque zone 37 is used to produce a vapor containing boron at a high temperature development of the opening in the oxide for diffusion exposed. The boron selectively diffuses into the silicon treatment of the base zone of the transistor, another one, namely in those zones of which the Zone 36 for making the opening for the dif- 30 oxide was removed; this creates zones fusion treatment of the emitter and a pair of p-type 59, 60, 61 and 62 (Fig. 6H). The zone opaque zones 38 for the production of öff- 59 becomes the base of the transistor; zones 60, 61 for metal coating. and 62 have no radio
Die Schablone 30 ist aus einer photographischen tion.The template 30 is made of a photographic tion.
Mutterschablone gefertigt, welche die Form des ge- 35 Während oder nach dem Diffusionsschritt wird ein wünschten Musters aufweist. Bei Verwendung einer Siliziumoxydfilm 64 über die vorher belichteten Flä-Mehrfach-Lochblende, welche eine Anordnung von chen des Siliziums gebildet. Nachfolgend wird die 100 Löchern hat, oder bei vorzugsweiser Verwendung Platte wiederum mit einer Lichtschutzschicht (F i g. 61) einer Spezialkamera, wird ein Photo hergestellt, wel- beschichtet und die Schablone wiederum über die ches 100 Bilder enthält. Dieses Photo wird dann pho- 40 Platte 40 angeordnet. Aber dieses Mal so, daß die tographisch unter Bildung der Schablone 30, wie in undurchsichtige Zone 49 nach rechts verschoben ist, F i g. 4 gezeigt, reproduziert. Der Mittenabstand der so daß sie oberhalb der Basis-Diffusionszone 59 zu einzelnen undurchsichtigen Zonen der Bilder ist kon- liegen kommt (Fig. 6 J). Die Vorderschutzschicht stant. Daher kann ein und dieselbe Schablone 30 für wird belichtet und entwickelt wie vorhin und ergibt alle Photoätzstufen verwendet werden, so daß eine 45 den polymerisierten Schutzstoff 68 (Fig. 6K); hierausgezeichnete Übereinstimmung jeder durch den auf wird das Oxyd über der Basiszone 59 unter BiI-Ätzschritt erzeugten Zonen jedes Transistors ge- dung der Emitter-Diffusionsöffnung 69 (Fig. 6L) sichert wird. Daher können nicht nur kleinere Tran- und der anderen öffnungen 70,71 und 72 weggeätzt, sistoren hergestellt werden, sondern auch die Aus- Die Photoschutzschicht68 wird entfernt (Fig. 6M) beute wird wesentlich besser. 50 und Phosphor zur Bildung der η-leitenden Emitterin F i g. 6 sind die Stufen zur gleichzeitigen Her- zone75 (Fig. 6N) und der außerhalb liegenden stellung von 100 npn-Transistoren unter Verwendung Zonen 76,77 und 78 eindiffundiert. Während der der Schablonen von F i g. 4 an Hand eines einzelnen Emitterdiffusion wird ein sehr dünner Film eines Transistors gezeigt. Die Maskierung und Ätzschritte Phosphorsilikatglases80 (Fig. 6N) gebildet. Nachsind ebenfalls gut für die Herstellung von pnp-Diffu- 55 folgend auf die Emitterdiffusion wird die Platte in sionstransistoren geeignet. eine schwache Ätzlösung eingetaucht, um diesen FilmMother template is made, which has the shape of the 35 During or after the diffusion step a desired pattern. When using a silicon oxide film 64 over the previously exposed multiple pinhole diaphragm, which formed an array of surfaces of silicon. The following is the 100 holes, or if it is preferred to use a plate again with a light protection layer (Fig. 61) a special camera, a photo is produced, which is coated and the stencil is in turn over the ches contains 100 images. This photo is then placed on the photographic plate 40. But this time so that the tographically with the formation of the template 30, as is shifted to the right in the opaque zone 49, F i g. 4 shown, reproduced. The center-to-center distance of the so that they are above the base diffusion zone 59 to individual opaque zones of the images is confronted (Fig. 6J). The front protective layer stant. Therefore, one and the same stencil 30 for is exposed and developed as before and results all photoetch steps are used so that a 45 polymerized protective fabric 68 (Fig. 6K); excellent According to each through the on is the oxide over the base region 59 under BiI etching step Zones produced by each transistor as a result of the emitter diffusion opening 69 (FIG. 6L) is secured. Therefore, not only can the smaller Tran and the other openings 70, 71 and 72 be etched away, The photo-protective layer68 is removed (Fig. 6M) prey gets much better. 50 and phosphorus to form the η-conductive emitter F i g. 6 are the stages for the simultaneous heart zone75 (FIG. 6N) and the outside zone Position of 100 npn transistors using zones 76, 77 and 78 diffused in. During the of the templates of FIG. 4 on the basis of a single emitter diffusion becomes a very thin film of a Transistor shown. The masking and etching steps formed phosphosilicate glass 80 (Fig. 6N). Afterwards also good for the production of pnp diffusion, following the emitter diffusion, the plate in sion transistors suitable. a weak etching solution dipped to this film
Eine Platte 40 aus η-leitendem Silizium mit einer 80 zu entfernen und das Loch 69 (F i g. 6 O) in der η+-Zone 41 wird mit einem Film von Siliziumdioxyd Emitterzone wieder zu öffnen. 43.beschichtet (Fig. 6A). Auf das Oxyd ist ein zu- Die Oberfläche der Platte wird dann gesäubertA plate 40 made of η-conductive silicon with a 80 to remove and the hole 69 (Fig. 6 O) in the η + zone 41 will reopen with a film of silicon dioxide emitter zone. 43. coated (Fig. 6A). The surface of the plate is then cleaned
sammenhängender Überzug 45 aus einer Lichtschutz- 60 und wiederum mit einer Beschichtung 85 versehen Emulsion aufgetragen (Fig. 6B). (Fig. 6P), und zwar mit der LichtschutzemulsionCoherent coating 45 made of a light protection 60 and again provided with a coating 85 Emulsion applied (Fig. 6B). (Fig. 6P) with the light protection emulsion
Anschließend wird die Schablone 30 über die Licht- und wie vorhin bei der Vorbereitung für einen nachschutzbeschichtung 45 angeordnet (Fig. 6C). Aus folgenden Belichtungsschritt behandelt. Gründen besserer Übersichtlichkeit ist der Querschnitt Die Schablone 30 (Fig. 6 Q) wird wiederum überThen the stencil 30 is over the light and as before in preparation for a post-protective coating 45 (Fig. 6C). Treated from following exposure step. For the sake of better clarity, the cross section is. The template 30 (Fig. 6Q) is in turn over
durch die Maske so gezeichnet, als ob die undurch- 65 der Platte angeordnet, dieses Mal jedoch nach links sichtigen Zonen 49, 50, 51 und 52 von der Unterseite gegenüber der vorherigen Lage verschoben, so daß der Schablone nach der Oberseite derselben sich er- die beiden undurchsichtigen Zonen 51 und 52 über strecken würden. In Wirklichkeit befinden sich die der Basiszone 59 zu liegen kommen, und zwar mitdrawn through the mask as if the impenetrable 65 of the plate were arranged, but this time to the left visible zones 49, 50, 51 and 52 shifted from the underside with respect to the previous position, so that the stencil towards the upper side of the same, the two opaque zones 51 and 52 overlap would stretch. In reality, those of the base zone 59 are located, namely with
einer Öffnung auf jeder Seite der Emitteröffnung 69. Die Beschichtung 85 aus der Lichtschutzemulsion wird belichtet und entwickelt (F i g. 6 R), wobei Öffnungen 87, 88, 89 und 90 über dem Oxydfilm gebildet werden; daraufhin wird das Oxyd weggeätzt (Fig. 6S), wobei die Öffnungen 95 und 96 in dem Oxyd gebildet werden. Die zurückbleibende polymerisierte Schutzschicht 85" wird dann entfernt (Fig. 6T) und die Platte gesäubert. Die zwei Öffnungen 89 und 90 über dann die Oberfläche der Platte mit Lichtschutzschicht abgedeckt und die gleiche Schablone wieder so ange* ordnet, daß beim Belichten der Lichtschutzschicht der undurchsichtige Teil der Schablone über einer der S ursprünglichen Öffnungen zu liegen kommt. Nach Belichtung und Entwicklung der Schutzschicht wird das Oxyd 120 von einer der ursprünglich offenen Zonen 114 (Fig. 8E) weggeätzt. Die Platte wird dann einer Emitter-Diffusion unterworfen, wodurch die Emitter-an opening on each side of the emitter opening 69. The photoprotective emulsion coating 85 is exposed and developed (Fig. 6R), forming openings 87, 88, 89 and 90 over the oxide film; the oxide is then etched away (Fig. 6S), forming openings 95 and 96 in the oxide. The remaining polymerized protective layer 85 "is then removed (FIG. 6T) and the plate is cleaned. The two openings 89 and 90 over the surface of the plate are then covered with a light-protective layer and the same stencil is arranged again so that the light-protective layer is exposed when the light-protective layer is exposed opaque portion of the stencil comes to rest over one of the original openings S. After exposure and development of the protective layer, the oxide 120 is etched away from one of the originally open zones 114 (FIG. 8E). The plate is then subjected to emitter diffusion, whereby the Emitter
der so gebildeten Basiszone59 gestatten die Herstel- io zone 125 (Fig. 8F) entsteht. Während der Bildung the base zone 59 formed in this way allow the production zone 125 (FIG. 8F) to arise. During education
lung einer Verbindung mit dem Silizium der Basiszone durch eine nachfolgende Metallisierungsstufe, während die vorher gebildete Öffnung 69 demselben Zweck für die Emitterzone dient; daraufhin wird die der Emitterzone wird ein Glasfilm 126 an der öffnung der Zone 114 gebildet. Dieser Glasfilm wird durch Tauchen der Platte in ein Ätzbad, welches dieses Oxyd angreift, sehr schnell entfernt. Das Oxyd 119 development of a connection with the silicon of the base zone by a subsequent metallization step, while the previously formed opening 69 serves the same purpose for the emitter zone; a glass film 126 is then formed at the opening of the zone 114 in the emitter zone. This glass film is removed very quickly by immersing the plate in an etching bath which attacks this oxide. The Oxide 119
Platte in Würfel geschnitten; es entstehen die Halb- 15 an der anderen Öffnung (F i g. 8 G) besteht aus einemPlate cut into cubes; the half-15 at the other opening (Fig. 8 G) consists of one
anderen Glastyp und ist schwieriger zu entfernen; zur Entfernung dieses Oxyds 119 wird daher ein photolithographischer Ätzprozeß durchgeführt.different type of glass and is more difficult to remove; a photolithographic etching process is therefore carried out to remove this oxide 119.
Nunmehr wird wiederum dieselbe undurchsichtige Zone der Schablone benutzt; sie wird über den Platz der ursprünglichen Öffnung 115 angeordnet. Nach der Belichtung und Entwicklung der Photoschutzschicht und dem nachfolgenden Ätzen des Oxyds sieht die Platte wie in F i g. 8 H und in der Obenansicht wie inNow the same opaque area of the template is used again; it is placed over the site of the original opening 115 . After the exposure and development of the protective photo layer and the subsequent etching of the oxide, the plate looks as in FIG. 8 H and in the top view as in
leitereinheiten 12 gemäß den F i g. 1, 2 und 3.Ladder units 12 according to FIGS. 1, 2 and 3.
Während der nicht gezeigten Metallisierungsstufe, durch welche die Emitter- und Basiselektroden 25 und 26 auf der oxydbedeckten Oberfläche der Platte gebildet werden, wird ein Aluminiumfilm auf der Plattenoberfläche abgelagert; dieser Aluminiumfilm wird durch Ätzung unter Zuhilfenahme photolithographischer Methoden in die in F i g. 2 gezeigte Form übergeführt. Die Lage der Metall-Lamellen 25' und 26'During the metallization step, not shown, by which the emitter and base electrodes 25 and 26 are formed on the oxide-covered surface of the plate, an aluminum film is deposited on the plate surface; this aluminum film is etched with the aid of photolithographic methods in the manner shown in FIG. 2 transferred form. The position of the metal slats 25 ' and 26'
der Elektrode 25 und 26 ist weniger kritisch, da diese 25 F i g. 81 aus. Diese undurchsichtigen Zonen, welche nur einen guten Kontakt zu den Emitter- und Basis- zur Formung dieser Metallzonen nötig sind, können, zonen durch die drei Öffnungen 69, 89 und 90 hin- wenn gewünscht, in die erste Schablone aufgenomdurch bekommen müssen (F ig. 6T); daher kann eine men werden. Da jedoch ihre Lage weniger kritisch andere Schablone für diese Stufe benutzt werden, als diejenige der Diffusionsöffnungen ist, ist es nicht ohne daß Schwierigkeiten wegen mangelnder Über- 3o unbedingt nötig, daß sie in die erste Schablone aufeinstimmung auftreten. Jedoch können die für das genommen werden. Es ist jedoch bei den kleinsten photolithographische Ätzen der Alummiumfilme in Vorrichtungen, welche gegenwärtig nach dieser Medie Emitter- und Basiskontakte erforderlichen un- thode hergestellt werden können, wünschenswert, daß durchsichtigen und durchsichtigen Zonen, wenn ge- alle undurchlässigen Zonen sich auf derselben Zone wünscht, auch auf der Originalschablone mit vorge- 35 befinden.of electrodes 25 and 26 is less critical, since these 25 F i g. 81 off. These opaque zones, which only need good contact with the emitter and base zones to form these metal zones, can, if desired, have to be added to the first template through the three openings 69, 89 and 90 (Fig . 6T); therefore can be a men. However, since their position is less critical than that of the diffusion orifices, other templates are used for this stage, it is not absolutely necessary that they coincide with the first template without difficulties due to a lack of overlap. However, those can be taken for that. However, for the smallest of photolithographic etchings of the aluminum films in devices which can currently be fabricated using this method of emitter and base contacts, it is desirable that clear and clear areas, when all opaque areas are on the same area, be desirable. also located on the original template with pre-35th
sehen werden. Nach diesen Behandlungsstufen wer- Dje eben beschriebenen Verfahren benutzen Schawill see. After these treatment steps Dj advertising ee b described methods s use shaving
den die Platten in Halbleitereinheiten aufgeschnitten. which the plates cut open in semiconductor units.
Ein spezieller Fall der oben beschriebenen Technik ergibt sich bei der Herstellung von Transistoren mit sehr kleinen Abmessungen. In diesem Fall hat jedes Muster nur eine einzelne undurchlässige Fläche auf der Schablone zur Herstellung aller für die Verarbeitung nötigen Öffnungen. Jedes Muster bestehtA special case of the technique described above arises in the manufacture of transistors with very small dimensions. In this case each pattern has only a single impermeable area on the template for making all the openings required for processing. Every pattern exists
gemäß Fig. 7 aus einer einzigen undurchlässigen 7 from a single impermeable
Linie. Bei einer bestimmten Ausführungsform ist die 45 beuchtet werden, löslich werden, auch »Negativeine
Linie jedes Bildes 5 μ lang und 25,4 μ breit. schablonen« benutzt werden, bei welchen die mit den
In den in den Fig. 8A bis 8K gezeigten Stufen m ätzenden Gebieten übereinstimmenden Zonen auf
werden weniger Einzelheiten als bei dem vorhin be- der Schablone durchsichtig anstatt undurchsichtig
schriebenen Verfahren gezeigt. Da die Photomaskier- sjn(j.
und Ätzstufen im Grunde dieselben sind wie oben 50
beschrieben, werden nur die Ergebnisse dieser Stufen
gezeigt.Line. In a particular embodiment, which are beuchtet 45, be soluble, and "Negative A line of each image 5 μ long and 25.4 μ wide. Stencils «are used in which the zones corresponding to the areas shown in the steps m etching areas shown in FIGS. 8A to 8K are shown in less detail than in the method previously described using the stencil as transparent instead of opaque. Since the photo masking s j n ( j.
and etch levels are basically the same as above 50
only the results of these stages are described
shown.
Filme aus Siliziumdioxyd 110 und 110' werden auf der Oberfläche einer η-leitenden Siliziumplatte 111, welche eine n+-Zonell2 (Fig. 8A) besitzt, ausgebildet. Unter Verwendung der Schablone wird eine blonen mit undurchlässigen Zonen, welche in ihrer Anordnung mit den zu ätzenden Flächen übereinstimmen. An Stelle dieser »Positivschablonen«, welche bei Schutzschichten verwendet werden, die in einem Schutzschicht-Entwicklungsmittel unlöslich werden, wenn sie belichtet werden, können bei Verwendung von Schutzschicht-Materialien, welche in bestimmten Entwicklerflüssigkeiten unlöslich sind und wenn sieFilms of silicon dioxide 110 and 110 ' are formed on the surface of an η-type silicon plate 111 having an n + zone 2 (FIG. 8A). Using the stencil, a blonen with impermeable zones is created, the arrangement of which corresponds to the areas to be etched. Instead of these "positive stencils", which are used with protective layers that become insoluble in a protective layer developer when they are exposed, protective layer materials that are insoluble in certain developer liquids can be used, and if they
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