DE1439737C - Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung - Google Patents

Description

Bei Halbleiteranordnungen mit Planarstruktur werden die Sperrschichten bekanntlich durch Eindiifundiercn von Störstellen in den Halbleiterkörper durch das Diffusionsfenster einer auf dem Halbleiterkörper befindlichen Oxydmaskierung hergestellt. Der dabei entstehende pn-übergang zeigt jedoch an den Stellen, an denen er in Richtung zur Oberfläche hin abbiegt, einen stark gekrümmten Verlauf. Diese Krümmung hat zur Folge, daß dort hohe Feldstärken auftreten, die kleine Durchbruchsspannungen bewirken. Wegen der bei Planaranordnungen auftretenden Krümmung im Spcrrschichtenverlauf ist es außerordentlich schwierig, mit Hilfe der Planartechnik Transistoren herzustellen, die hohe Sperrspannungen und gleichzeitig auch ein gutes Frequenzvcrhalten aufweisen. Das gleiche gilt auch für hochsperrende Dioden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei dem diese Nachteile nicht auftreten. Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung vorgeschlagen, bei dem der Halbleiterkörper mit einem Mesaberg versehen wird und bei dem gemäß der Erfindung die seitliche Begrenzung dos Mesaberges mit einer DiiTusionsmaske bedeckt wird und bei dem in den nichtmaskierten, tafelförmigen Bereich der Halbleiteroberfläche eine HaIbleitcrzonc eindiffundiert wird.

Die DiH'usioiismaske besteht beispielsweise aus einer dünnen Oxydschicht. Gute Ergebnisse werden beispielsweise durch eine Schicht Siliziumoxyd erzielt. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die gesamte Oberfläche des durch die Abtragung entstandenen Mesaberges oxydiert und anschließend die Oxydschicht von dem tafelförmigen Bereich des Mcsaberges wieder entfernt, in dem die Diffusion in den Halbleiterkörper vorgesehen ist. Das Entfernen eines Teils einer Oxydschicht erfolgt beispielsweise durch Abätzen unter Verwendung der Photoätztechnik oder durch Abschleifen.

Die Diffusionsmaske kann beispielsweise auch dadurch hergestellt werden, daß die bei der Herstellung der Mesaslruktur entstehende Vertiefung durch ein Isoliermaterial ausgefüllt wird. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, auf den durch die Abtragung entstandenen vertieften Bereich des Halbleiterkörpers einen isolierenden Stoff derart aufzubringen, daß die Abtragung durch den isolierenden Stoff wieder kompensiert wird und somit wieder eine plane* Oberfläche wie vor der Abtragung entsteht. Dabei wird also ebenfalls die durch die Mesaätzung entstandene Vertiefung ausgefüllt. Eine solche Ausbildung des Halbleiterkörpers hat den Vorteil, daß bei Verwendung von Leitungsbahnen zur Kontaktierung der Halbleiterelektroden eine plane Auflagefläche für die Leitungsbahnen entsteht. Auf diese Weise werden Absätze vermieden, die wegen ihrer relativ scharfen Kanten die Leitbannen erheblich beanspruchen. Die auf den nicht abgetragenen Teil der Halbleiteroberfläche aufgebrachte Isolierschicht kann zudem auch relativ dick hergestellt werden, so daß die auf dieser isolierschicht verlaufenden Stromzuführungen kapazitätsarm sind. Diese Siromzuführungen können bei Verwendung in einer Mikrominiaturschaltung auch als Widerstand ausgebildet werden.

Das Ausfüllen der durch die Abtragung entstandenen Vertiefung kann entweder vor oder nach dem Diffusionsprozeß erfolgen, und zwar z. B. mittels Isoliermaterial oder Halbleitermaterial.

Zur Herstellung einer Halbleiterdiode nach der Erfindung wird beispielsweise ein Halbleiterkörper vom bestimmten Leitungstyp zunächst mit einer Mesastruktur versehen, dann die seitliche Begrenzung des dabei entstehenden Mesaberges mit einer Oxydschicht bedeckt und schließlich in den nichtmaskierten Teil des Mesaberges eine Halbleiterzone vom entgegengesetzten Leitungstyp eindiffundiert.

Die Herstellung eines Transistors nach der Erfindung erfolgt beispielsweise dadurch, daß ein Halbleiterkörper vom Leitungstyp der Kollektorzone mit einer Mesastruktur versehen, dann der seitliche Teil des Mesaberges mit einer Oxydschicht bedeckt und in den nichtmaskierten Teil des Mesaberges die Basiszone eindillundiert wird. Zur Fertigstellung des Transistors wird schließlich noch die Emitterzone durch Legieren oder Diffundieren in die Basiszone eingebracht.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel in Verbindung mit den Fig. 1 bis 3 näher erläutert.

Die Fig. 1 betrifft zunächst die Herstellung einer Halbleiterdiode nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Zur Herstellung einer Halbleiterdiode nach der Erfindung wird gernäß Fig. 1 der aus Silizium bestehende Halbleiterkörper 1 auf der einen Oberflächenscite so abgetragen, daß eine von Mesadioden oder Mesatransistoren her bekannte Struktur entsteht. Das Abtragen des Halbleiterkörpers erfolgt vorzugsweise durch Ätzen. Der geätzte Teil des Halbleherkörpers wird anschließend nach bekannten Verfahren oxydiert, wobei die Siliziumdioxydschicht 2 entsteht.

Beim Abtragen der Oxydschicht zur Herstellung des Dilfusionsfensters 3 durch Atzen empfiehlt sich die Anwendung der sogenannten Photoätztechnik. Das Abtragen der Oxydschicht kann aber auch durch Abschleifen erfolgen.

Bei der Diffusion entsteht im Halbleiterkörper 1 nach F i g. 2 eine Diffusionszone 4, deren Leitungstyp dem des Halbleitergrundkörpers entgegengesetzt ist. In einem p-leitcnden Halbleiterkörper wird somit beispielsweise eine η-leitende Halbleiterzone eindiffundiert. Der durch die Eindiffusion der Zone entgegengesetzten Leitungstyps entstehende pn-übergang hat einen geraden Verlauf, da die Diffusionsfront 5 eben ist und keinen Knick aufweist, sondern an den Seitenflächen 6 des mesaförmig ausgebildeten Bereichs 7 der Halbleiteroberfläche endet.

Die Herstellung eines Transistors nach der Erfindung erfolgt nach den gleichen Verfahrensschritten, wie sie in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 beschrieben sind. Während der Ausgangshalbleiterkörper 1 bei der Herstellung eines Transistors den Leitungstyp der Kollektorzone aufweist, findet die in den Halbleiterkörper diffundierte Zone 4 vom entgegengesetzten Leitungstyp als Basiszone Verwendung. Die bei einem Transistor darüber hinaus noch erforderliehe Emitterzone 8 wird beispielsweise durch Legieren oder durch Diffusion in die Basiszone 4 eingebracht.

Auf den durch Mesaätzung entstehenden Absatz 9 wird bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 4 ein isolierender Stoff 10 aufgebracht, der beispielsweise aus Quarzglas bestehen kann. Diese Schicht-wird vorzugsweise so gewählt, daß sich die aufgebrachte Schicht bis zum tafelför-

migen Teil 11 des Mesaberges erstreckt, d. h., die durch die Abtragung entstandene Vertiefung wird nachträglich wieder mit Isoliermaterial oder Halbleitermaterial ausgefüllt. Dies hat den Vorteil, daß die aufgebrachte Schicht und der nach der Abtragung verbleibende tafelförmige Teil des Mesaberges in einer ebenen Oberfläche liegen, so daß die Leitbahnen 12, die zur Kontaktierung der Halbleiterelektroden vorgesehen sind, eine ebene Auflagefläche haben. Dadurch wird bei Leitbahnen der bei Planartransistören der bisher üblichen Bauart vorhandene Knick vermieden.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, bei dem der Halbleiterkörper mit einem Mesaberg versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Begrenzung des Mesaberges mit einer Diffusionsmaske bedeckt wird und daß in den nichtmaskierten, tafelförmigen Bereich der Halbleiteroberfläche eine Halbleiterzone eindiffundiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionsmaske durch Erzeugen einer dünnen Oxydschicht auf der seitliehen Begrenzung des Mesaberges gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionsmaske dadurch hergestellt wird, daß der abgetragene Teil des Halbleiterkörpers durch ein Isoliermaterial ersetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der abgetragene Teil des Halbleiterkörpers entweder vor oder nach dem Diffusionsprozeß durch Isoliermaterial ersetzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Oberfläche des Mesaberges oxydiert und anschließend die Oxydschicht von dem tafelförmigen Bereich des Mesaberges wieder entfernt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Entfernen eines Teils der Oxydschicht durch Abätzen unter Verwendung der Photoätztechnik erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Entfernen eines Teils der Oxydschicht durch Abschleifen erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionsmaske aus Siliziumdioxyd besteht.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungstyp der in den Halbleiterkörper eindiffundierten Zone dem Leitungstyp des Halbleiterkörpers entgegengesetzt ist.

10. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halbleiterkörper vom bestimmten Leitungstyp zunächst mit einer Mesastruktur versehen wird, daß dann die seitliche Begrenzung des Mesaberges mit einer Oxydschicht versehen wird und daß schließlich in den nichtmaskierten Teil des Mesaberges eine Halbleiterzone vom entgegengesetzten Leitungstyp eindiffundiert wird.

11. Verfahren zur Herstellung eines Transistors nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halbleiterkörper vom Leitungstyp der Kollektorzone zunächst mit einer Mesastruktur versehen wird, daß dann die seitliche Begrenzung des Mesaberges mit einer Oxydschicht versehen wird, daß dann in den nichtmaskierten Teil des Mesaberges die Basiszone eindiffundiert wird und daß schließlich die Emitterzone durch Legieren oder Diffundieren in die Basiszone eingebracht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen