DE1514949C3 - Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes oder einer Halbleiterschaltung - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes oder einer Halbleiterschaltung

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Description

Die Erfindung sei an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Ein Halbleiterkörper 1, ζ. Β. ein Siliziumhalbleiterkörper, wird an seiner Oberfläche mit einer in Wasser unlöslichen dünnen Isolierschicht 2, z. B. einer SiO2-LaCk- oder Wachsschicht überzogen. In diese Schicht werden mit Hilfe der bekannten Fotolack- und Ätztechnik an vorgegebenen Stellen Löcher 3 eingebracht, wie dies in der Figur in einem Ausschnitt des Halbleiterkörpers dargestellt ist. Nach der Entwicklung des Fotolackes wird der noch feuchte Halbleiterkörper in eine Lösung gelegt, welche mit Ammoniumfluorid gepufferte Flußsäure und die wasserlösliche Verbindung eines Metall enthält. Die Lösung enthält gerade so viel gepufferte Flußsäure, daß die schützende Isolierschicht 2 nicht nennenswert angegriffen wird, aber die inzwischen auf der blanken Halbleiteroberfläche entstandene sehr dünne Oxidschicht sofort in Lösung geht. Das vom Halbleiterkörper zu adsorbierende Metall wird in niedriger Konzentration in die Lösung gegeben. Zum Beispiel wird in die flußsäurehaltige Lösung eine stark verdünnte AuC^-Lösung gegeben. Es kann z. B. auch Gold in Königswasser gelöst werden, die Lösung dann eingedampft, mit Wasser verdünnt und dann in die flußsäurehaltige Lösung gegeben werden. Der Halbleiterkörper wird in einer solchen Lösung leicht bewegt und nimmt in etwa 1 bis 30 Minuten die gewünschte Menge des Metalls aus der Lösung heraus. Zum Beispiel werden in
ίο 10 Minuten 90% des Silbers aus einer AgNO3-Losung adsorbiert. Es entsteht dann auf den innerhalb der Löcher 3 freigelegten Stellen des Halbleiterkörpers 1 eine mehrere Atomlagen dicke Schicht 4; die adsorbierte Metallmenge liegt, je nach der Konzentration der Lösung, zwischen 1011 und 1017 Atomen/cm2. Abschließend wird das adsorbierte Metall in an sich bekannter Weise durch eine Temperaturbehandlung in den Halbleiterkörper 1 eindiffundiert, so daß dort ein (in der Figur durch seine gestrichelte
ao Umrandung angedeuteter) dotierter Bereich entsteht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 net. Bei den modernen technologischen Verfahren zur Patentansprüche: Herstellung von Halbleiterbauelementen und Halbleiterschaltungen, insbesondere bei dem bekannten
1. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiter- Planarverfahren werden mit Hilfe von Fotogravierung bauelementes oder einer Halbleiterschaltung, bei 5 und Ätztechnik Öffnungen in die auf den Halbleiterdem ein Halbleiterkörper mit einer Metalle nicht körper aufgebrachte Maskierungsschicht eingebracht, adsorbierenden dünnen Isolierschicht bedeckt so daß an diesen Stellen die Halbleiteroberfläche freiwird, anschließend durch Einbringen von Löchern gelegt wird und hier die Eindiffusion von Fremdin die Isolierschicht der Halbleiterkörper an be- atomen vorgenommen werden kann. Die bekannten stimmten Stellen freigelegt wird und dann durch io Verfahren sind jedoch mit verschiedenen Nachteilen Eindiffundieren von Fremdstoffen dotierte Be- behaftet, besonders dann, wenn man sie zur Herstelreiche im Halbleiterkörper erzeugt werden, da- lung mikroelektronischer Schaltungen verwenden durch gekennzeichnet, daß an den durch will. Mikroelektronische Schaltungen werden nämlich die Löcher in der Isolierschicht freigelegten Stel- in der Halbleitertechnik mit immer kleineren Ablen als einzudiffundierende Fremdstoffe Metalle 15 messungen hergestellt; z. B. müssen Strukturen mit aus einer diese Metalle enthaltenden Lösung Abmessungen von wenigen μΐη noch hergestellt werdurch Adsorption auf den Halbleiterkörper aufge- den können. Bei solchen Anforderungen an die Abbracht werden. messungen des Bauelementes bzw. der Schaltung ist
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- es jedoch notwendig, bei der Eindiffusion von Fremdkennzeichnet, daß die an den freigelegten Stellen 20 atomen in bestimmte Bereiche des Halbleiterkörpers des Halbleiterkörpers adsorbierten Metalle bei mit diffusionshemmenden Schichten sehr geringer erhöhter Temperatur in den Halbleiterkörper ein- Dicke, z.B. von 0,1 μΐη und darunter, zu arbeiten, diffundiert werden. Isolierschichten auf dem Halbleiterkörper mit einer
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch derart geringen Dicke verlieren jedoch dann ihre gekennzeichnet, daß als nichtadsorbierende 25 Eigenschaft der »Diffusionshemmung«, d. h., sie wer-Schicht eine SiO2-, eine Lack- oder eine Wachs- den -— zumindest teilweise ■— für in bestimmte Beschicht verwendet wird. reiche des Halbleiterkörpers einzudiffundierende
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 Substanzen durchlässig, so daß sie als Maskierungsoder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verwen- schichten nicht mehr verwendet werden können. Als dete Lösung mit Ammoniumfiuorid gepufferte 30 Folge hiervon ist es daher mit großen Schwierigkeiten Flußsäure und die wasserlösliche Verbindung verbunden, Halbleiterbauelemente und Halbleitereines Metalls enthält. schaltungen mit sehr kleinen Abmessungen durch
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch ge- Eindiffusion von Fremdsubstanzen in einen Halbkennzeichnet, daß die Lösung in niedriger Kon- leiterkörper herzustellen.
zentration AuCL1 oder AgNO3 enthält. 35 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein V'er-
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch ge- fahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes kennzeichnet, daß Gold in Königswasser gelöst oder einer Halbleiterschaltung anzugeben, mit dessen wird, die Lösung dann eingedampft, mit Wasser Hilfe es möglich ist, diese Anordnungen mit sehr verdünnt und dann in die flußsäurehaltige Lösung kleinen Abmessungen herzustellen.
gegeben wird. 40 Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art
wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an den durch die Löcher in der Isolierschicht
freigelegten Stellen als einzudiffundierende Fremdstoffe Metalle aus einer diese Metalle enthaltenden 45 Lösung durch Adsorption auf den Halbleiterkörper Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Her- aufgebracht werden.
stellen eines Halbleiterbauelementes oder einer Halb- Zum Schluß werden dann diese Metalle in an sich
leiterschaltung, bei dem ein Halbleiterkörper mit bekannter Weise bei erhöhter Temperatur in den
einer Metalle nicht adsorbierenden dünnen Isolier- Halbleiterkörper eindiffundiert, so daß in ihm dotierte
schicht bedeckt wird, anschließend durch Einbringen 50 Bereiche entstehen, welche die verschiedenen Leit-
von Löchern in die Isolierschicht der Halbleiter- fähigkeitszonen von Halbleiterbauelementen und
körper an bestimmten Stellen freigelegt wird und Halbleiterschaltungen bilden.
dann durch Eindiffundieren von Fremdstoffen do- Bei dem erfindungsgemäß durchgeführten Verfah-
tierte Bereiche im Halbleiterkörper erzeugt werden. ren erfolgt also die Adsorption der jeweiligen Sub-
Ein solches Verfahren ist aus der DT-AS 1 080 697 55 stanz nur an der blanken Halbleiteroberfläche, wäh-
bekannt. rend an den durch eine dünne Oxidschicht oder eine
In der Halbleitertechnologie werden zur Her- andere Maskierungsschicht abgedeckten Stellen des
stellung von Halbleiterbauelementen und Halbleiter- Halbleiterkörpers keine Substanz aufgenommen wird,
schaltungen Masken aus diffusionshemmenden Iso- Ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäß der Er-
lierschichten, z.B. aus Eigenoxiden des betreffenden 60 findung besteht darin, daß die Adsorption der Sub-
Halbleiterkörpers oder Fremdoxiden, benutzt. Man stanz an der blanken Halbleiteroberfläche in völlig
erzeugt solche Maskierungsschichten durch bestimmte gleichmäßiger Weise erfolgt, so daß Substanzschich-
technologische Prozesse, z. B. durch thermische Oxy- ten einheitlicher Dicke auf die Halbleiteroberfläche
dation oder pyrolytische Abscheidung, auf dem Halb- aufgebracht werden können. Die Dicke der die ver-
leiterkörper. Eine vielfach, so auch bei dem eingangs 65 wendeten Metalle nicht adsorbierenden Schicht, z. B.
genannten Verfahren, benutzte Maskierungsschicht einer SiO2-Schicht, kann, wenn das Oxid dick genug
ist SiO2, da dieses Oxid sich durch eine hohe Stabilität ist, unter 0,1 μΐη z.B. in der Größenordnung von
und eine gute diffusionshemmende Wirkung auszeich- wenigen nm liegen.
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DE102006003283A1 (de) * 2006-01-23 2007-07-26 Gp Solar Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements mit unterschiedlich stark dotierten Bereichen
DE102008056455B3 (de) * 2008-11-07 2010-04-29 Centrotherm Photovoltaics Technology Gmbh Oxidations- und Reinigungsverfahren für Siliziumscheiben

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