DE1521093A1 - Verfahren zur Ausbildung einer Oxydschicht auf einem Halbleiterkoerper - Google Patents

Verfahren zur Ausbildung einer Oxydschicht auf einem Halbleiterkoerper

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DE1521093A1 DE19651521093 DE1521093A DE1521093A1 DE 1521093 A1 DE1521093 A1 DE 1521093A1 DE 19651521093 DE19651521093 DE 19651521093 DE 1521093 A DE1521093 A DE 1521093A DE 1521093 A1 DE1521093 A1 DE 1521093A1
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Description

22 L~iii^±H:if
Wlätnmayereiraß·« München, den ^ 2·'April 1965
W 418 - Dr. Hk/Ni
Westinghouse Electric Corp. in East Pittsburgh, Pa., V.St.A.
Verfahren zur Ausbildung einer Oxydschicht auf einem Halbleiterkörper
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbildung von Oxydschichten auf ausgewählten Oberflächenstellen eines Halbleiterkörpers .
Das gegenwärtig ausgeübte Verfahren zur Erzeugung eines vorgeschriebenen geometrischen Musters auf einem Substrat aus halbleitendem Material durch Diffusion beginnt damit, daö der Halblei ter thermisch oxydiert wird, um eine schützende Oxydschicht zu erzeugen. Hierauf werden bestimmte Stellen des Oxyds mit einem säurefesten Stoff, der z.B. photographisch aufgebracht wird, abgedeckt und die ungeschützten Stellen entfernt. Bei Siliciumcxyd geschieht dies im allgemeinen durch Ätzen mit Flußsäure. Nach dem Ätzen wird die Abdeckung entfernt und die Diffusion ausgeführt, indem die Anordnung in einer Atmosphäre mit einem entsprechenden Diffusionsmittel erhitzt wird. Die Größe der auf diese Weise zu erfassenden Flächen, also die Auflösung der auf der Oberfläche des Halbleiters ausgebildeten Muster, ist weitgehend durch die Genauigkeit der erzielten Abdeckung mit
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Wachs oder einem photographisch aufgebrachten Stoff, sowie durch die Tendenz der Flußsäure oder eines anderen Ätzmittels, die Abdeckung zu hinterschneiden, begrenzt.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, mit dessen Hilfe Oxydschichten verbesserter Auflösung und Genauigkeit auf ausgewählten Oberflächenstellen eines -Halbleiters erzeugt werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung einer Oxydschicht auf ausgewählten Stellen einer Halbleiteroberfläche besteht darin, daß der zu oxydierende Halbleiterkörper in Berührung mit einem Elektrolyt gebracht wird, der Sauerstoff zuyanodischen Oxydation des Halbleiterkörpers abgeben kann, daß der Teil der Halbleiteroberfläche, auf dem die Oxydschicht gebildet werden soll, belichtet wird, um dort Minderheitsträger zu erzeugen, während die übrigen Teile dunkel bleiben, und daß während der Belichtung ein Gleichstrom durch den Elektrolyt und den Halbleiterkörper geleitet wird.
Bei Einhaltung dieser Bedingungen bildet sich eine anodische Oxydschicht nur auf demjenigen Oberflächenteil des Halbleiterkörpers aus, der sowohl in Kontakt mit dem Elektrolyt steht, als auch optisch zur Minderheitsträgerbildung angeregt wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Oxydmasken auf der Halbleiteroberfläche mit der hohen Genauigkeit erzeugt, die mittels Lichtverteilungen erzielbar ist. Es können Oxydschichten hoher Auflösung auf der Oberfläche von Halbleiterkörpern vom η-Typ oder mit Eigenleitfähigkeit, insbesondere auf Siliciumhalbleitern erzeugt werden. Ferner können anodische Oxydschichten hergestellt werden, die eine dotierende Verunreinigung enthalten und in von solchen Verunreinigung&ifreien Oxydschichten eingebettet sind«
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. Hierin sind:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines elektrochemischen Geräts, mit dem die Erfindung ausgeführt werden kann,
Fig. 2 die schematische Darstellung eines weiteren solchen Gerätes und
Fig. 3 die schematische Darstellung eines eben-solchen Gerätes mit anderer Anordnung des Halbleiters für die Zwecke der Erfindung.
Da das erf;nöungsgemäße Verfahren von einer lokalen Aktivierung durch entsprechend gewählte Belichtung abhängt, kann eine selektive ^xydierung erzielt werden, deren Auflösung im wesentlichen
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ebenso groß wie die Auflösung des verwendeten Lichtes ist. Dieses erwünschte Ergebnis wird in weit einfacherer Weise erreicht, als es bisher möglich war.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Teil der Oberfläche eines Halbleiterkörpers dadurch oxydiert, daß mindestens eine Hauptoberflächenseite desselben mit einem Elektrolyt bedeckt wird. Ein ohmscher Kontakt wird mit einer ersten Elektrode an einer Oberfläche des Halbleiters hergestellt, wo keine Oxydation stattfinden soll, und eine zweite Elektrode wird im Elektrolyt nahe der zu oxydierenden Oberfläche angeordnet , wobei die Elektroden mit einer Gleichspannungsquelle verbunden sind. Dann wird Licht auf die zu oxydierende Fläche gerichtet. Der verwendete Halbleiter ist nahezu eigenleitend oder vom η-Typ und da eine anodische Oxydbildung nur in Anwesenheit von Löchern (Defektelektronen) eintreten kann, geht die Oxydbildung ausschließlich an den vorbestimmten Stellen vor sich, die belichtet sind, weil bei Belichtung Löcher erzeugt werden.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel bildet der Halbleiter eine Scheidewand zwischen zwei elektrolyt!sehen Zellen und steht in beiden Fällen mit dem Elektrolyt in Berührung. Bei Anlegung einer Spannung zwischen den beiden Zellen und Belichtung einer Oberfläche des Halbleiters tritt anodische Oxydbildung auf einer Oberfläche ein, während je nach Art des Elektrolyten Wasserstoff
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oder ein Metall an der anderen Oberfläche abgeschieden wird. Bei einer Abänderung dieser Ausführungsform kann nach Ausführung der anodischen Oxydierung einer Oberfläche die Polarität der Elektroden umgekehrt werden, wobei nunmehr das Licht auf die zweite Oberfläche gerichtet wird. Dann wird auch diese Oberfläche oxydiert, so daß entsprechende Muster auf beiden Hauptoberflächenseiten der behandelten Halbleiterscheibe erzeugt werden.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird der Halbleiter als Wand oder Teil derselben einer elektrolytischen Zelle angeordnet. In diesem Falle kann die Rückseite leicht belichtet werden und eine anodische Oxydbildung tritt an der anderen Oberfläche, die mit dem Elektrolyt in Berührung steht, ein. Eine entsprechende Ausführungsform kann von einem bandförmigen Dendrit gemäß der britischen Patentschrift 938.915 Gebrauch machen. Unter der Rückseite wird hierbei diejenige Hauptoberflächenseite verstanden, die der Oberflächenseite, an welcher die Oxydbildung stattfinden soll, gegenüber liegt. Bei Rückseitenbelichtung soll die Dicke des scheibenförmigen Halbleiterkörpers 0,15 mm nicht übersteigen.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung befassen sich damit, bei Vorderseitenbelichtung die Elektrolytschicht möglichst klein zu halten, um eine Verzerrung des entworfenen Musters zu vermeiden. Das durch die Belichtung entworfene Muster kann aus einem
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Fleck, einem Gitter, einer oder mehreren Liniert oder dergleichen bestehen. Die verschiedenen Projektionsmöglichkeiten werden später behandelt.
Bei allen Ausführungsformen der Erfindung kann sichtbares oder infrarotes Licht auf den Halbleiter gerichtet werden und bewirkt die Bereitstellung von Minderheitsträgern, so daß die anodische Oxydbildung statt-finden kann. Deshalb soll die Be-
fe lichtung auf die zu oxydierenden Stellen beschränkt sein. Da aber die Lichtstreuung in einer Flüssigkeit typisch ausgeprägt ist, soll der Lichtweg innerhalb der Flüssigkeit so klein wie möglich gehalten werden. Wenn diese Bedingung nicht beachtet wird, werden die Ränder der auf dem Kristall entworfenen Lichtbilder unscharf und der Vorteil der hohen Auflösung durch Licht kann verloren gehen. Der vom Licht durchsetzte Flüssigkeitsfilm kann erfindungsgemäß klein gehalten werden, um hierdurch die Lichtstreuung zu verringern, indem die zu oxydierende Oberfläche des Halbleiters in sehr kleinem Abstand unterhalb
™ der Oberfläche des flüssigen Elektrolyts angeordnet wird. Ein anderes Verfahren hierzu besteht darin, daß ein Flüssigkeitsfilm durch einen engen Schlitz austritt und die Flüssigkeit unter der Einwirkung der Schwerkraft an der Oberfläche eines Halbleiterkörpers herab —-f.ließt. Auch die Erzeugung eines dünnen Flüssigkeitsfilms durch Strahlwirkung oder durch eine Zentrifugalkraft kann verwendet werden.
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Wenn die vom Licht in η-leitendem Halbleitermaterial erzeugten Löcher sich durch Diffusion bewegen durften, so könnte eine diffuse Anodenreaktion eintreten, wenn eine Gleichspannung an den Halbleiter und die im Elektrolyt befindliche Hilfselektrode angelegt wird. Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch Verwendung einer Lichtart mit hohem Absorptionskoeffizienten (etwa lO^/cm) in dem zu behandelnden Halbleiter gelöst. Für Vorderseitenbelichtung wird vorzugsweise blaues Licht verwendet, das in Silicium stark absorbiert wird, während für Rückseitenbelichtung das nahe Infrarot verwendet wird. Im letzteren Falle könnte auch weißes Licht verwendet werden, das aber nicht gleichmäßig zur Löchererzeugung beitragen würde. Demgemäß werden die Träger nur innerhalb oder sehr nahe der Oberfläche des Halbleiters erzeugt, beispielsweise innerhalb eines Bereichs von einigen Hundert Angstrom, und wandern senkrecht zur Ooerflache in n-Silicium, wenn eine Spannung angelegt wir.d. Auf diese Weise ist es möglich, auf elektrochemischem Wege scharf begrenzte Oxydmuster zu erzeugen.
Die erfindungsgemäß verwendete Lichtquelle muß so beschaffen sein, daß ihre Lichtstrahlen nur auf die gewünschten Stellen gerichtet werden. Das Lichtmuster kann ggf. durch ein umgekehrtes Mikroskop auf den Halbleiter fokusiert werden, wenn es sich um ein Siliciumband handelt, bei dem Rückseitenbelich-
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tung angewandt wird. Jede andere Art der Einwirkung auf die Lichtverteilung kann ebenso gut.verwendet werden. Da eine gleichmäßige Raumbeleuchtung die selektive Oxydbildung stören würde, kann die ganze Vorrichtung in einen undurchsichtigen Behälter eingeschlossen werden.
Der Strom fließt erfindungsgemäß nur dann, wenn ein Potential an dem Halbleiter liegt und gleichzeitig die Siliciumoberfläche belichtet wird. Die momentane Anodenstromdichte ist also eine Funktion der Lichtintensität für verschiedene kon- > stante Spannungen. Die Oxydbildung wird im allgemeinen bei Stromdichten von etwa 5 bis 10 mA/cm durchgeführt, aber auch höhere oder niedrigere Werte könnten verwendet werden. Im allgemeinen muß die Lichtintensität mindestens 4 Photonen je Siliciumatom in der Oberfläche des Halbleiters bereitstellen, wenn die anodische Oxydation vor sich gehen soll. In der Praxis kann etwa das 20-fache dieser Lichtmenge verwendet werden. Übliche Lichtquellen wie Natrium- oder Quecksilberdampflampen, weiße Lampen oder dgl., allein oder mit Filtern.und mit Mitteln zur Erzeugung der gewünschten Lichtverteilungen können Verwendung finden. Die einzelnen Lichtquellen müssen im allgemeinen geeicht werden, um für die betreffende" Anordnung mögliche Stromänderungen der Lichtenergiequelle und die Lichtabsorpti.on im Lichtweg zu berücksichtigen.
Als Elektrolyt kommt eine große Anzahl von Stoffen in Frage. Bei-
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spielsweise können Mineralsäuren wie Meta-, Ortho- oder Pyrophosphorsäure allein oder in Mischung mit anderen Säuren oder in Lösung in organischen Lösungsmitteln wie Tetrahydrofurfurylalkohol oder Ν,Ν-Dimethylpropionamid Verwendung finden. Auch Lösungen anorganischer Salze, beispielsweise Ammoniumpersulfat, Natriumnitrit oder anderer Salae in den erwähnten organischen Lösungsmitteln kommen in Frage, wobei verdünnte Lösungen dieser Stoffe besonders für das Arbeiten bei höheren Spannungen geeignet sind. Grundsätzlich kommt jeder Elektrolyt in Frage, der auch Sauerstoff enthält. Ferner muß natürlich gewährleistet sein, daß der Elektrolyt den Halbleiter oder die entstehende Oxydschicht unter den Betriebsbedingungen nicht chemisch angreift. Die jeweilige Wahl des Elektrolyten hängt von den Betriebsbedingungen und den gewünschten Ergebnissen ab. Beispielsweise wurde gefunden, daß Oxydfilme von etwa 5 Angström Dicke je Volt der angelegten Spannung gebildet werden. Die maximale Bildungsspannung kann für die einzelnen Elektrolyte um mehrere hundert Volt verschieden sein. Sollen die Oxydschichten also ziemlich dick sein (z.B. 1500 bis 4000 Angström), so muß natürlich ein Elektrolyt verwendet werden, der hohe Spannungen aushält. Ferner ist es erwünscht, daß der Elektrolyt im Betrieb keine Blasen bildet, weil Blasen eine poröse Oxydschicht ergeben. Dies ist natürlich mehr eine Frage der technischen Vollkommenheit als der Betriebsfähigkeit.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nur bei Halbleitern anwend-
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bar, die nahezu Eigenleitung oder η-Leitung zeigen. Am besten haben diese Stoffe eine verhältnismäßig breite verbotene Bandlücke, beispielsweise in der Größenordnung von 1,0 glektronenvolt. Silicium ist als Halbleitermaterial bevorzugt, aber andere Halbleiter können ebenfalls verwendet werden. Ferner soll das anodisch zu oxydierende Halbleitermaterial einen spezifischen Widerstand von mindestens 1 Ohm-cm oder mehr( beispielsweise 10 bis 100 0hm-cm oder noch mehr aufweisen. Grundsätzlich können Halbleiterkörper beliebiger Dicke verwendet werden; im allgemeinen wird man solche von der Größenordnung von 0,05 bis 0,4 mm oder mehr verwenden. Bei Rückseitenbelichtung soll dagegen die Dicke nur 0,15 nim oder weniger betragen.
Nunmehr werden einige Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Behälter 10 zur Aufnahme der nötigen Menge eines Elektrolyten 12. Der Behälter 10 besteht aus irgendeinem lichtleitenden Material, z.B. Glas, Kunststoff oder Keramik. In der Seitenwand des Behälters 10 ist eine Öffnung 14 ausgespart. Die Öffnung 14 wirdvon einem scheibenförmigen Halbleiterkörper 16 überdeckt, der beispielsweise aus n-Silicium besteht und anodisch oxydiert werden soll. Der Halbleiterkörper ist innerhalb des Behälters 10 angebracht. Eine ohmsche Elektrode 18 be-
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findet sich am Rand des Halbleiterkörpers 16 an dessen Rückseite 19. Die Elektrode 18 ist über eine Ader 20 mit der einen Klemme einer Gleichspannungsquelle 22 verbunden. Eine zweite Elektrode 24 befindet sich im Behälter 10 nahe der Oberflächenseite 23 des Halbleiterkörpers 16. Von der Elektrode 24 führt eine Ader 2 5 zur Gleichspannungsquelle 22. Die Elektrode 24 ist im Betrieb negativ. Eine Lichtquelle 26 ist auf die Rückseite 19 der Siliciumscheibe 16 durch die Öffnung 14 gerichtet. In dieser Ausführungsform, bei der es sich um Belichtung von der Rückseite handelt, soll die Dicke der Siliciumscheibe nicht mehr als etwa 0,15 mm betragen. Die ganze Anordnung ist in einen undurchsichtigen Behälter eingeschlossen (nicht dargestellt), um Einwirkungen der Umgebung auszuschließen.
Im Betrieb wird eine Gleichspannung von bis zu 300 Volt an die Elektroden 18 und 24 angelegt. Dann vird Licht aus der Lichtquelle 26 auf die Rückseite 19 des Siliciums gerichtet, um hierdurch Minderheitsträger zu erzeugen, die den Stromkreis durch das Silicium schließen, so daß die anodische Oxydation stattfinden kann.
Bei einer verwandten Ausführungsform bildet die Scheibe aus n-Silicium die Scheidewand einer zwei Kammern aufweisenden elektrochemischen Zelle, so daß die Kammern nur über das Silicium elektrische Verbindung haben. Hierbei ist keine Elek trode unmittelbar am Silicium angebracht, sondern stattdessen
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wird eine Elektrode (z.B. aus Platin) in jede Kammer eingesetzt. Jede Kammer weist eine durchsichtige Wand auf, durch die eine Lichtquelle die Halbleiterscheibe auf Wunsch belichten kann. Jeweils ist nur eine Lichtquelle in Betrieb, um die belichtete Oberfläche anodisch zu oxydieren. Befinden sich z.B. in der einen Kammer eine Lösung von 15 Volum-prozent Pyrophosphorsäure in Tetrahydrofurfurylalkohol und in der anderen Kammer konzentrierte Salpetersäure, so geht der Betrieb vorteilhaft folgendermaßen vor sich. Wird die in Berührung mit der Pyrophosphorsäure befindliche Oberflächenseite belichtet und die in dieser Flüssigkeit befindliche Elektrode negativ gemacht, so ergibt sich ein mit Phosphor dotiertes Oxyd. Hierauf wird die Lichtquelle für diese Kammer abgeschaltet und die andere Lichtquelle eingeschaltet. Gleichzeitig wird die Polarität der Elektroden umgekehrt, wodurch sich auf der zweiten Oberflächenseite des Halbleiterkörpers eine undo-tierte Siliciumdioxydschicht bildet. Es wurde experimentell gefunden, daß hierbei kein Phosphorverlust der gebildeten dotierten Oxydschicht stattfindet, obwohl diese in der ersten Kammer nunmehr als Kathode dient. Ferner sind die Oxydschichten auf den beiden Oberflächenseiten voneinander unabhängig, so daß auf jeder Seite die gewünschte Dicke erreicht werden kann.
Natürlich können andere Elektrolyte für das soeben geschilderte Verfahren verwendet werden, wobei nur erforderlich ist,
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daß der Elektrolyt Sauerstoff für die anodische Oxydation abscheiden kann und daß an der Kathodenfläche Wasserstoff, nicht aber ein Metall abgeschieden wird, denn ein Metall könnte Träger injizieren und so die zweite auszuführende anodische Oxydation stören. Selbstverständlich läßt sich die erfindungsgemäße Belichtungsverteilung gemäß dem gewünschten Oxydmuster auf beiden Seiten des Halbleiters durchführen.
Man sieht also, daß auch dotierte Oxydschichten in beliebiger vorgeschriebener Verteilung erfindungsgemäß erzeugt werden können. Ein dotiertes Oxyd ist besonders nützlich als Diffusionsquelle. Während des Diffusionsvorganges bei erhöhter Temperatur kann allerdings ein Teil des Dotierungsmaterials in die Atmosphäre ausdiffundieren und hierdurch· in gewissem Sinne verloren gehen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird dies vermieden, so daß die gesamte dotierende Verunreinigung im wesentlichen zur Diffusion zur Verfugung steht.' Zu diesem Zweck wird nach der Bildung eines dotierten Oxyds, z.B. durch eine Lösung von Pyrophosphorsäure in Tetrahydrofufurylalkohol, die an den gewünschten Stellen mit der Oxydschicht versehene Oberfläche des Halbleiters einer zweiten anodischen Oxydation unter Belichtung in einem Elektrolyt unterworfen, der ein von dotierenden Verunreinigungen freies Oxyd erzeugt. Ein typischer Elektrolyt
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hierfür besteht aus 1 bis 10 Gewichtsprozent Natriumnitrit oder Ammoniumnitrit in Tetrahydrofurfurylalkohol; es können aber auch andere Elektrolyte verwendet werden. Diese zweite Oxydation kann auf Wunsch über die ganze Oberfläche gleichmäßig ausgeführt werden, so daß das dotierte Oxyd eingekapselt wird. Damit ergibt sich eine nahezu vollständige Verfügbarkeit der dotierenden Verunreinigung bei der späteren Diffusion und gleichzeitig wird eine schützende Oxydschicht auf der übrigen Oberfläche gebildet, so daß diese gegen unbeabsichtigte ™ Dotierungen geschützt ist. Die undotierte Schutzschicht (SiO ) kann aber auch auf pyrolytischem Wege erzeugt werden.
Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in rig. 2 dargestellt. Die Halbleiterscheibe 16 aus n-Silicium ist hier in horizontaler Lage auf einen\,nichtleitenden Träger 30 angeordnet, der ggf. aus gleichem Stoff wie der Behälter 10 bestehen kann. Die Höhe des Trägers 30 und die verwendete Menge des Elektrolyten 12 sind so aufeinander abgestimmt, daß die Gber- | seite 23 der Siljciumscheibe sich gerade unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche 32 befindet. Wie bereits erwähnt, muß nämlich die Lichtstreuung in der Flüssigkeit so klein wie möglich gehalten werden und je dünner die Flüssigkeitsschicht oberhalb der Oberseite 23 des Siliciums ist, desto geringer ist die Lichtstreuung. Eine Elektrode 18 befindet sich in ohmschem Kontakt mit der Rückseite 19 der Siliciumscheibe 16, während eine zweite
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Elektrode 24 an der Seite der Siliciumscheibe 16 in den Elektrolyt taucht. Um den ohmschen Kontakt bei dieser und anderen Ausführungsformen herzustellen, kann ein Metall geringer Austrittsarbeit wie Aluminium oder Zink auf das Silicium aufgedampft und dann ein Draht an die Metallschicht angelötet werden. Die Elektroden sind über Adern20 und 25 mit der Gleichspannungsquelle 22 verbunden, wobei die in der Nähe der zu oxydierenden Oberfläche befindliche Elektrode negativ ist. Die Lichtquelle 26 zur selektiven Belichtung befindet sich hier oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche 32 M und belichtet diejenigen Stellen der Oberfläche 23 des Siüciums, die oxydiert werden sollen. Die Betriebsweise entspricht derjenigen nach Fig. 1, abgesehen davon, daß hier das L:cht durch den Elektrolyt hindurchgeht.
Ein drittes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. Hier wird die η-leitende Siliciumscheibe 16 in irgendeiner Weise oberhalb des Behälters 10 für den Elektrolyt 12 gehalten. Über der Siliciumscheibe befindet ^ sich ein Gefäß 54 mit einem Vorrat des Elektrolyts 12, das an seinem unteren Ende einen Austrittsschlitz 56 aufweist.
D.'eser ist so angeordnet, daß ein Flüssigkeitsfilm aus dem Austrittsschlitz über die Oberseite 23 der Siliciumscheibe 16 fließen kann. Die Elektroden 18 und 24 sind ähnlich wie in Fig. 2 angeordnet und mit einer Gleichspannungsquelle verbunden. Eine lichtquelle 26 ist so angeordnet, daß sie
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die gewünschten Stellen durch den Elektrolytfilm auf der Oberseite 23 des Kristalls belichtet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich eine minimale Dicke der Flüssigkeitsschicht und demgemäß hat der Elektrolyt sehr geringen Einfluß auf die Lichtstreuung.
Nachfolgend wird ein Zahlenbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren gegeben.
Eine Scheibe aus n-Silicium mit den Abmessungen 1 χ 2cm und einer Dickevon 0,2 5 mm wird verwendet. Sie hat einen spezifischen Widerstand von 11 Ohm-cm und ihre Oberfläche wird gereinigt, indem sie z.B. etwa eine Minute lang in ein Gemisch von 9 Teilen Salpetersäure und 1 Teil Flußsäure eingetaucht wird. Dann wird eine Elektrode angebracht, z. B. durch Anlöten an einen Aluminiunniederschlag auf einem Teil der Kristall Oberfläche. Die Elektrode wird mit einer Gleichspannungsquelle verbunden. Eine Platinelektrode, die an die andere Klemme der Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, wird in einen Elektrolyt in einem nichtleitenden Behälter eingesetzt. Als Elektrolyt dient wässrige Phosphorsäure. Die Siliciumscheibe wird unmittelbar unter der Oberfläche des Elektrolyten angeordnet, wobei die mit der Elektrode versehene Seite nach unten weist. Dann wird ein Lichtfleck scharf auf einen Teil der Siliciumoberflache abgebildet. Be-
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trägt die angelegte Spannung 8 Volt, so bildet sich eine Oxydschicht mit einer Dicke bis zu 400 Angström auf dem n-Silicium.
Es wurden zahlreiche Versuche in der soeben beschriebenen Weise ausgeführt. Es ergab sich regelmäßig eine Oxydschicht mit einer Auflösung von 15 Mikron und kleiner. Die gebildeten Oxydschichten wurden dann geprüft und es wurde festgestellt, daß sie eine wirksame Abdeckung gegen die Diffusion von Bor oder Phosphor in das Silicium darstellen. Bei anderen Versuchen wurde Pyrophosphorsäure in Tetrahydrofufurylalkohol als Elektrolyt verwendet. Hierbei ergaben sich gute Schichten mit hoher Auflösung, die Phosphor als dotierende Verunreinigung enthielten. Ferner wurden Halbleiterkörper aus n-Silieium, die beispielsweise durch anodische Oxydation in der Lösung von Pyrophosphorsäure erzeugte dotierte Stellen aufwiesen, in Ammoniumnitratlösungen weiter anodisch oxydiert, so daß sich eine Siliciumdioxydschicht ergab, welche sowohl die dotierten Stellen, als auch die übrige Halbleiteroberfläche bedeckte. Daraufhin wurden diese Halbleiterkörper Diffusionsbedingungen unterworfen und es wurde gefunden, daß die einkapselnde Oxydschicht einen Materialverlust des Phosphors aus dem dotierten Oxyd in die Atmosphäre wirksam verhinderte.
Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die angegebenen r.toffe beschränkt. So können beispielsweise außer den ange-
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führten Elektrolytenweitere Stoffe wie Alkali*borate, konzentrierte wässrige Borsäure, Lösungen von Borsäure in Glyzerin, Aluminat - und Gallatlösungen als Elektrolyt verwendet werden. Ein besonders vorteilhafter Elektrolyt ist Kalium-, Natriumoder Ammoniumnitrit in Tetrahydrofurfurylalkohol oder N,N-Dimenthylpropionamid. Die anodische Oxydation kann be1' Temperaturen bis zu etwa 1000C ausgeführt werden. D,as. hängt selbst-" verständlich von dem jeweils verwendeten Elektrolyt ab. Außer der Verwendung gewöhnlichen Lichtes oder von blauem Licht (etwa 45OO Angström) kann Collimatorlicht verwendet werden, insbesondere wenn längere Wellenlängen verlangt werden und eine Linienauflösung erreicht werden soll. Ferner können auch. weißes Licht und rotes Licht verwendet werden.
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Claims (8)

Pat entansprüche
1. Verfanrtn zur Bildung einer uxydschicht an vorgeschriebenen "teilen einer Halbleiteroberfläche, dadurch gekennzeichnet , daß die zu oxydierende Halbleiterfläche in Berührung mit einem Elektrolyt gebracht wird, der Sauerstoff zuT aiv-d; sehen Oxydation abgeben kann, daß die vorgeschriebenem Stellen der Halbleiteroberfläche belichtet werden, um !.: ncerheitsträger an diesen Stellen zu erzeugen, wehrend der übr-"' e Halbleiter gegen unkontrollierte Belichtung geschützt wird, und daß während der Belichtung ein Gleichstrom durch den Elektrolyt und den Halbleiterkörper geleitet wird, bis sich die Oxydschicht an den belichteten und gleichzeitig in Kontakt mit dem Elektrolyt stehenden Stellen der Halbleiteroberfläche in der gewünschten Dicke gebildet hat.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hauptcberflächenseite (23) des Halbleiterkörpers in Kontaxt nit einem dünnen Elektrolytfilm steht und die zu oxyderenden Suellen dieser Oberflächenseite mit Licht bestrahlt werden, das durch den Elektrolytfilm auf d^e betreffende Oberflächenseite gelangt.
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3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper eine Dicke von nicht mehr als 0,15 mm hat, daß nur eine Hauptoberflächenseite (23) mit dem Elektrolyt in Kontakt steht und daß die gegenüberliegende Oberflächenseite (19) des Halbleiterkörpers in der gewünschten Verteilung belichtet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer dotierende Verunreinigungen enthaltenden Oxydschicht der Elektrolyt entsprechende dotierende Verunreinigungen enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Bildung der dotierenden Verunreinigungen enthaltenden Oxydschicht eine zweite Oxydschicht durch anodische Oxydation unter Belichtung aufgebracht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hauptoberflächenseite des scheibenförmigen Halbleiterkörpers in Kontakt mit dem Elektrolyt gebracht wird, daß die andere Hauptoberflächenseite des Halbleiterkörpers in Kontakt mit einem zweiten Elektrolyt gebracht wird, der ebenfalls Sauerstoff zur anodischen Oxydation des Halbleiters abscheiden kann, daß zuerst ein Gleichstrom von dem ersten Elektrolyt durch den Halbleiterkörper zum zweiten Elektrolyt geleitet wird, während ausgewählte
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Stellen der zweiten Oberflächenseite belichtet werden, und daß danach ein Gleichstrom vom zweiten Elektrolyt durch den Halbleiterkörper zum ersten Elektrolyt geleitet wird, während ausgewählte Stellen der ersten Oberflächenseite belichtet werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper η-leitend ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper aus Silicium besteht.
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ι ^ ·, Leerseite
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