DE1544313C3 - Verfahren zur Eindiffusion von Fremdatomen in einen Halbleiterkörper aus Galliumarsenid - Google Patents

Description

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Die Erfindung besteht bei einem Verfahren zur

Patentanspruch: Eindiffusion von Fremdatomen in einen Halbleiterkörper aus Galliumarsenid darin, daß auf dem Halb-Verfahren zur Eindiffusion von Fremdatomen leiterkörper eine die Dotierungssubstanz enthaltende in einen Halbleiterkörper aus Galliumarsenid, 5 Siliziumdioxydschicht aus einer Tetraäthoxysilan und dadurch gekennzeichnet, daß auf dem die Dotierungssubstanz enthaltenden Schutzgasatmo-Halbleiterkörper eine die Dotierungssubstanz ent- Sphäre niedergeschlagen wird und dann die Dotiehaltende Siliziumdioxydschicht aus einer Tetra- rungssubstanz in den Halbleiterkörper bei erhöhter äthoxysilan und die Dotierungssubstanz enthal- Temperatur eindiffundiert wird,
tenden Schutzgasatmosphäre niedergeschlagen io Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, wird und dann die Dotierungssubstanz in den daß in kontrollierter Weise eine SiO₂-Schicht mit Halbleiterkörper bei erhöhter Temperatur ein- einer definierten Anzahl von Störstellenatomen auf diffundiert wird. einfache Weise hergestellt wird und bei der sich anschließenden Diffusion aus der Oxydschicht eine i5 thermische Oberflächenätzung des Halbleiterkörpers

vermieden wird.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens sei an Hand der Figur erläutert. In einem Ofen, der im wesentlichen aus einem Rohr 1, ζ. Β.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ein- 20 einem Quarzglasrohr mit Heizwicklung 2 besteht, diffusion von Fremdatomen in einen Halbleiterkörper befinden sich ein Galliumarsenidhalbleiterkörper aus Galliumarsenid. und — an einer anderen Stelle — einige Milligramm In der Halbleitertechnik sind verschiedene Ver- der Dotierungssubstanz 4, z. B. Zink oder Cadmium, fahren bekannt, bei denen Fremdatome in einen Letztere Stelle im Diffusionsraum wird so ausgewählt, Halbleiterkörper eindiffundiert werden. Es existieren 25 daß sich im Betriebsfall dort eine Temperatur einnun jedoch verschiedene Halbleitermaterialien, wie stellt, bei der die Dotierungssubstanz den gewünschz. B. die A^mB^v-Verbindungen, die bei den für die ten Dampfdruck besitzt. Nun läßt man durch das Fremdatomdiffusion notwendigen Temperaturen be- Rohr 1 eine Gasatmosphäre (Pfeil 5) strömen, welche reits einen so hohen Dampfdruck besitzen, daß sich aus einem Schutzgas, z. B. Stickstoff, mit darin entdas Halbleitermaterial bei diesen Temperaturen zer- 30 haltenem Tetraäthoxysilans besteht. Bei der Pyrolyse setzt, wenn nicht besondere Maßnahmen dagegen des Tetraäthoxysilans schlägt sich auf dem Halbunternommen werden. So dampft z. B. bei Gallium- leiterkörper 3 eine Siliziumdioxydschicht nieder, in arsenid das Arsen ab, und das metallische Gallium die sich die Dotierungssubstanz 4 einbaut, und zwar bleibt zurück. Um solche Zersetzungen bzw. ein mit einer Konzentration, welche durch die Wahl der Wandern der Halbleiteroberfläche zu verhindern, 35 Temperaturverhältnisse in der Anordnung bestimmt wird das folgende bekannte Verfahren angewandt: wird. In einem anschließenden Arbeitsgang wird der Die Fremdatome werden in den Halbleiterkörper in mit der Passivierungsschicht versehene Galliumeiner evakuierten, abgeschmolzenen Quarzampulle arsenid-Halbleiterkörper in einer Schutzgasatmoeindiffundiert. In einem solchen abgeschlossenen sphäre, z. B. in Wasserstoff, bei der gewünschten System stellt sich der zu der betreffenden Tempera- 40 hohen Diffusionstemperatur getempert, wobei die tür gehörende Sättigungsdampfdruck ein, und eine Dotierungssubstanz in den Halbleiterkörper hineinweitere Zerstörung der Halbleiteroberfläche wird bei diffundiert. Abschließend wird die Passivierungsbestimmten Temperaturverhältnissen vermieden. Das schicht, ζ. B. mit Hilfe eines Ätzprozesses, entfernt beschriebene Verfahren ist jedoch mit dem Nachteil und. so die dotierte, sonst aber unversehrte Oberbehaftet, daß es sehr aufwendig ist. So muß die ver- 45 fläche des Halbleiterkörpers freigelegt,
wendete Quarzampulle auf Hochvakuum evakuiert Es ist jedoch auch möglich, die Passivierungs- und in einem schwierig zu handhabenden Abschmelz- schicht auf dem Halbleiterkörper zu belassen und prozeß verschmolzen werden. sie z. B. nur an einigen Stellen zu entfernen.