DE1564086B2 - Verfahren zum herstellen eines halbleitersystems - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersystems, bei dem in einem gewählten Oberflächenteil eines Halbleitersubstrats ein erster Bereich eines ersten Leitungstyps erzeugt wird, bei dem dann auf der gleichen Oberfläche des Substrats eine Deckschicht mit einer Öffnung angebracht wird, die die Oberfläche über den gewählten Oberflächenteil hinaus frei läßt, und bei dem anschließend Störstellenmaterial durch die Öffnung in das Substrat bis in eine größere Tiefe als die Tiefe des ersten Bereiches eindiffundiert wird, so daß durch die Diffusion des Störstellenmaterials ein zweiter Bereich unter dem ersten Bereich gebildet wird.

Halbleitersysteme,·: wie Transistoren oder Dioden, enthalten im allgemeinen eine Grenzschicht zwischen Halbleiterschichten von entgegengesetztem Leitungstyp, beispielsweise eine pn-Grenzschicht oder eine Grenzschicht zwischen Halbleiterschichten anderer Leitungstypen, beispielsweise eine pi-, ni-, p⁺p~- oder n⁺n~-Grenzschicht oder eine kombinierte Grenzschichtstruktur. Die genannten n- oder p-Typ-Halbleiterschichten werden im allgemeinen in der Weise erzeugt, daß eine Donator- oder Akzeptor-Störstelle in den Halbleiterkörper eingeführt wird, und zwar durch Legieren, durch Diffusion, durch Wachstumstechnik oder eine Kombination dieser Maßnahmen.

Bei der praktischen Herstellung von Halbleitersystemen, wie Transistoren, ist es im Hinblick auf die elektrischen Eigenschaften und die Anwendung des Halbleitersystems üblich, die Dotierung nur auf einen bestimmten Teil des Halbleiterkörpers zu beschränken und eine selektive Multidotierung vorzunehmen, bei der nacheinander verschiedene Störstellen durch dieselbe Oberfläche in ein Substrat eingeführt werden. Ein typisches Halbleitersystem, das nach diesem selektiven Multidotierverfahren hergestellt wird, ist der in F i g. 1 dargestellte Planartransistor.

Im folgenden sei zunächst kurz die übliche Herstellung eines solchen Planartransistors entsprechend F i g. 1 erläutert. Zunächst wird auf einer Breitseite eines n-Typ-Silicium-Einkristalls eine Siliciumoxidschicht erzeugt, die in einem bestimmten Bereich eine Öffnung aufweist. Durch selektives Eindiffundieren einer p-Typ-Störstelle durch diese Öffnung wird dann p-Typ-Basisbereich erzeugt. Danach wird auf diesem p-Typ-Basisbereich eine zweite Schicht Siliciumdioxid hergestellt, in der wiederum durch Entfernung eines bestimmten Teiles eine Öffnung erzeugt wird. Dann läßt man durch diese letztgenannte Öffnung eine n-Typ-Störstelle selektiv diffundieren, so daß ein n-Typ-Emitterbereich gebildet wird. Anschließend werden in der genannten Siliciumdioxidschicht Öffnungen erzeugt, um einen Zugang zum Basisbereich und zum Emitterbereich zu gewinnen. Durch diese Öffnungen werden dann Metallschichten hergestellt, die mit den genannten Bereichen in ohmschem Kontakt stehen.

Planartransistoren dieser Art zeichnen sich durch eine besondere Stabilität aus, da der Kantenbereich der pn-Grenzschicht durch die Siliciumdioxidschicht vollständig geschützt ist.

Es wurde jedoch festgestellt, daß die bekannten Herstellungsverfahren die im folgenden näher erläuterten Nachteile besitzen. Wie F i g. 1 zeigt, wird durch die Öffnung, die in der auf dem n-Typ-Siliciumsubstrat vorgesehenen Siliciumdioxidschicht vorhanden ist, zunächst eine Basisstörstelle diffundiert. Bei Herstellung einer Öffnung in einer zweiten Siliciumdioxidschicht auf der Oberfläche des Siliciumsubstrats zur lokalen Diffusion einer Emitterstörstelle ist eine Verfahrensstufe vorhanden, bei der ein Photolack auf die ganze Oberfläche der Siliciumdioxidschicht aufgebracht und in diesem Photolackfilm eine Öffnung hergestellt wird, die der Öffnung zur Diffusion der Emitterstörstelle entspricht.
Bei diesem Aufbringen eines Photolackes besteht

ίο nun jedoch ein Absatz an der Siliciumdioxidschicht, der in F i g. 1 durch einen Teil gekennzeichnet ist. Wegen dieses Absatzes in der Siliciumdioxidschicht ergibt sich eine nicht völlig gleichmäßige Stärke des Photolackfilmes, die die Ursache von kleinen Löchern im Bereich des erwähnten Absatzes ist. Diese im Photolackfilm auftretenden kleinen Löcher ermöglichen der Ätzlösung [beispielsweise Fluorwasserstoff (HF)], die zur Herstellung der Öffnungen in der Siliciumdioxidschicht zur anschließenden Emitterdiffusion dient, einen Zugang zur Siliciumdioxidschicht. Es besteht infolgedessen die Gefahr, daß sich diese Löcher bis zum Halbleitermaterial ausweiten. Ein in der Siliciumdioxidschicht über dem Basisbereich befindliches Loch würde es nun jedoch dem Emitter-Störstellenmaterial gestatten, beim anschließenden Eindiffundieren dieses Emitterstörstellenmaterials weiter in die Basisschicht einzudringen, was die Transistoreigenschaften ungünstig beeinflußt. Gleiches gilt für den Verfahrensschritt, bei dem zur Herstellung von Emitter- und Basiselektroden Metall niedergeschlagen wird. Hierbei kann ein Kurzschluß zwischen dieser Metallschicht, beispielsweise aus Aluminium, und dem Substrat durch die feinen Löcher im Photolackfilm entstehen, der gleichfalls eine Ursache für das Entstehen von Ausschuß ist. Da die Metallschichtfläche bei einem integrierten Halbleiterschaltkreis wesentlich größer als die bei einem Planartransistor ist, besteht bei einem solchen integrierten Halbleiterschaltkreis in hohem Maße die Gefahr des Auftretens eines Kurzschlusses zwischen dem niedergeschlagenen Aluminiumfilm und dem Halbleitergrundkörper. Die aus Siliciumdioxid bestehende Diffusionsmaske enthält ferner einen erheblichen Anteil von Oxiden der Störstellenatome; diese Maske ist ferner sehr dünn und demgemäß wenig widerstandsfest gegen- ■ über der Ätzlösung, die zur Bildung einer Öffnung (für das anschließende Eindiffundieren des Emitterstörstellenmaterials) benutzt wird. Diese geringe Wi-

■ derstandsfestigkeit der Maske vergrößert noch die Gefahr des Auftretens der erwähnten kleinen Löcher.

• Es wurde bereits beschrieben, wie bei der erläuterten selektiven Diffusion eine zweite Siliciumdioxidschicht auf die Oberfläche des Halbleiters in der Öffnung

. aufgebracht wird, die für eine selektive Diffusion hergestellt wurde. Es ist jedoch schwierig, bei Verwendung von Germanium oder anderen Halbleitermaterialien als Substrat eine zweite Siliciumdioxidschicht gleichzeitig mit der Diffusion herzustellen. Zur Behebung dieser Schwierigkeit wurde vorgeschlagen, nach dem Diffusionsprozeß die Abdeckschicht aus Siliciumdioxid od. dgl. auf dem Halbleitersubstrat durch thermische Zersetzung eines Materials wie organisches Oxysilan herzustellen. Hierzu muß jeweils nach Beendigung eines Diffusionsvorganges eine Siliciumdioxidschicht niedergeschlagen werden, was zusätzliche Verfahrensstufen bedingt und den weiteren Nachteil mit sich bringt, daß wegen der Wiederverteilung der Störstellen durch Wärmebehandlung

die elektrischen Eigenschaften leicht geändert werden.

Bei einem bekannten Verfahren ist die Halbleitersubstratoberfläche bei der Erzeugung der Öffnung für die Basisdiffusion nicht eben, da die Emitterzone darüber hinausragt. Dies ist insofern nachteilig, da während des Ätzens der Deckschicht die Schablone kaum an der ganzen Oberfläche einer dabei verwendeten Photolackschicht anliegt. Die Deckschicht, in der die Öffnung erzeugt wird, wird nämlich in der eingangs genannten Reihenfolge, d. h. nach Erzeugung eines ersten Leitungsbereichs, also der Emitterzone aufgebracht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein selektives Multidotierverfahren zu entwickeln, das sich besonders für die Herstellung von Planartransistoren eignet, jedoch auch für die Herstellung zahlreicher anderer Halbleitersysteme geeignet ist.

Ein wesentliches Ziel der Erfindung besteht darin, das Auftreten von Ausschuß bei der Herstellung von Halbleitersystemen, wie Transistoren und integrierten Halbleitersystemen zu vermeiden, soweit dieser Ausschuß auf der Bildung von kleinen Löchern in der genannten Photolackschicht oder in der Siliciumdioxidschicht unter dem Photolackfilm beruht. Durch die Erfindung soll eine neue und wirksame Methode geschaffen werden, die nicht nur für Silicium-, sondern auch für Germaniumhalbleitersysteme oder andere, intermetallische zusammengesetzte Halbleitersysteme geeignet ist, ohne daß komplizierte Verfahrensstufen erforderlich sind.

Die Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Deckschicht auf einer ebenen Oberfläche des Substrats angebracht wird, daß die Deckschicht vor der Erzeugung des ersten Bereichs angebracht wird und eine Öffnung aufweist, die den gewählten Oberflächenteil freilegt und durch die Störstellenmaterial zur Erzeugung des ersten Bereichs eindiffundiert wird, und daß nach der Erzeugung des ersten Bereichs eine zweite Öffnung in der Deckschicht hergestellt wird, die über den freiliegenden Oberflächenteil des ersten Bereiches hinausgeht und diesen einschließt.

Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele hervor. Während die bereits erläuterte F i g. 1 einen Querschnitt durch einen nach einem bekannten Verfahren hergestellten Planartransistor zeigt, veranschaulicht F i g. 2 einen Querschnitt durch einen nach der Erfindung hergestellten Planartransistor. Die F i g. 3 a bis 3 e erläutern ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung.

Der in Fig.2 dargestellte, erfindungsgemäß hergestellte Planartransistor enthält ein Halbleitersubstrat 1, das beispielsweise aus einem Silicium- oder Germaniumeinkristall besteht und flach ausgebildet ist. Das Substrat bildet im Planartransistor den Kollektor. Auf der Oberfläche dieses Substrats ist eine Isolierstoffschicht 21 vorhanden, die üblicherweise aus Siliciumdioxid besteht. Die Schicht 21 kann beispielsweise auch aus Siliciumnitrid, Aluminiumsilikatglas (Al₂O₃ · SiO₂), Boraluminiumsilikatglas (B₂O₃-Al₂Op-SiO₂) bestehen. Der Transistor enthält weiterhin einen Emitterbereich 3 und einen Basisbereich 4. Erfindungsgemäß wird vor Herstellung des Basisbereiches 4 derjenige Teil des Substrats, auf dem der Emitterbereich 3 erzeugt werden soll, stark mit Störstellenmaterial dotiert, das denselben Leitungstyp wie das Substrat 1 aufweist. Dann wird ein Stör stellenmaterial, dessen Leitungstyp von dem des Substrats unterschiedlich ist, zur Bildung des Basisbereiches eingeführt, und zwar nur in dem Maße, daß der Leitungstyp des zuvor gebildeten Emitterbereiches 3 nicht geändert wird. Auf diese Weise wird somit unter dem Emitterbreich 3 der Basisbereich 4 erzeugt. Als Störstellenmaterial zur Bildung des Basisbereiches wird ein Material gewählt, dessen Diffusionskonstante größer als die des zur Bildung des

ίο Emitterbereiches benutzten Störstellenmaterials ist. Das Störstellenmaterial für den Basisbereich diffundiert daher durch den Bereich hindurch, der das Emitterstörstellenmaterial enthält. . _:... .

Das Störstellenmaterial für den Basisbereich läßt man durch die in der Isolierstoff schicht 21 gebildete Öffnung eindiffundieren. Eine zwischen dem Basisbereich 4 und dem Kollektorsubstrat 1 vorhandene pn-Grenzschicht erstreckt sich bis zur oben, erwähnten Breitseite des flachen Substrats. Die Kante dieser pn-Grenzschicht wird durch die erwähnte Isolierstoffschicht 21 dauernd geschützt.

Mit dem Emitterbereich 3 und dem Basisbereich 4 sind Metallschichten 5 und 6 in ohmschem Kontakt. Diese Metallschichten sind mit den genannten Bereichen 3 und 4 durch Öffnungen verbunden, die in der zweiten Isolierschicht 22 hergestellt sind. Diese zweite Isolierschicht befindet sich in der zuvor erwähnten Öffnung der Schicht 21, die ihrerseits zum Eindiffundieren des B asistörstellenmaterials dient.

An Hand der F i g. 3 a bis 3 e wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung zum Herstellen eines Halbleitersystems erläutert, wobei das Halbleitersubstrat aus Silicium

■ besteht.

Zunächst wird ein n-Typ-Siliciumsubstrat mit einem spezifischen Widerstand von 0,3 Ωαη hergestellt (dotiert mit Phosphor bis auf eine Konzentration von 3 · 16¹⁶ Atome/cm³). Auf die eine Breitseite dieses Substrates wird eine Siliciumdioxidschicht 21 aufgebracht (F i g. 3 a). Der Teil der Siliciumdioxidschicht, unter dem der Emitterbereich hergestellt wer-. den soll, wird entfernt, so daß eine die Halbleiteroberfläche teilweise freilegende Öffnung 7 entsteht. Die Herstellung dieser Öffnung erfolgt in bekannter Weise nach einem Photogravierverfahren. Die SiIicinmdioxidschicht besitzt eine Stärke von etwa 8000A und wird erzeugt durch Wärmebehandlung des Siliciumsubstrats in feuchter Atmosphäre bei Atmosphärendruck und 1200° C während etwa 45 Minuten.

Das Substrat wird dann zusammen mit einer Störstellenquelle in einen abgeschlossenen Behälter gebracht, der auf Unterdruck von 1O^-5 Torr gehalten wird. Als Störstellenmaterial wird pulverisiertes SiIicium mit einem Gehalt von 5 · 10²⁰ Atomen/cm³ Arsen benutzt. 1 g dieses Pulvers wird in der Nähe des in dem genannten Behälter eingeschlossenen Substrats angeordnet. Der Behälter wird dann als Ganzes während 80 Minuten auf 1200° C aufgeheizt. Es entsteht auf diese Weise ein hoch dotierter n-Typ-Emitterbereich 3 (vgl. F i g. 3 b).

Zur Herstellung eines Basisbereiches wird anschließend in der Siliciumdioxidschicht 21 eine Öffnung 8 hergestellt, die größer ist als es zuvor die

Öffnung 7 war (vgl. F i g. 3 c). Das Halbleitersubstrat wird dann zunächst 10 Minuten in einem Raum gehalten, durch den Stickstoff mit einer Menge von 50 l/Min, und Sauerstoff mit einer Menge von

5 6

12 l/Min, hindurchströmt. Dann wird Stickstoff, das p-Typbereich 3 hoher Störstellenkonzentration gebil-

man durch 15 cm³ Borbromid (bei Zimmertempera- det wird (Fig.3b). Anschließend wird in der SiIi-

tur) hindurchströmen läßt, zusammen mit Sauerstoff ciumdioxidschicht eine Öffnung 8 hergestellt, die

der Oberfläche des Halbleiters zugeführt, die auf wesentlich größer als die zuvor vorhandene Öffnung 7

97O⁰C erwärmt wird. Die genannte Gasmischung 5 ist (Fig.3c). Das Substrat 1 wird dann während

bleibt 35 Minuten in Berührung mit der Halbleiter- 38 Minuten bei 750° C in einer Arsenatmosphäre

oberfläche. Danach wird die Zufuhr von mit Bor- gehalten. Das Arsen diffundiert selektiv durch die

bromid angereichertem Stickstoff unterbrochen und Öffnung 8 bis auf eine Tiefe, die größer als die Tiefe

das Substrat abgekühlt. Während dieses Vorganges des Bereiches 3 ist, so daß sich unter dem Bereich 3

wird Borglas auf der ganzen Oberfläche des Halblei- io ein n-Typbereich 4 bildet (Fi g. 3 d).

ters und der Siliciumdioxidschicht 21 gebildet, wobei Der p-Typbereich weist eine Oberflächenstörstel-

eine flache Diffusion von Bor in den Halbleitersub- lenkonzentration von 10¹⁹ Atome/cm³ und eine Tiefe

strat unter der öffnung 8 erfolgt. Nach Entfernung von 1,5 μηι (gemessen von der Oberfläche) auf und

der Borglasschicht von der Oberfläche wird das Sub- dient als Emitter des Transistors. Der n-Typ-Bereich4

strat in feuchter Sauerstoff-Atmosphäre während 15 besitzt eine Oberflächenstörstellenkonzentration von

60 Minuten erhitzt, so daß Bor aus dem erwähnten 10¹⁸ Atome/cm³, eine Diffusionstiefe von 2,5 μΐη und

Borglasniederschlag weiter eindiffundiert. Da die dient als Basis. Die Stärke der Basis ist demge-

Diffusionsgeschwindigkeit des Bor größer als die des maß 1 μΐη. Die zwischen dem Kollektorbereich 1 und

Arsen ist, diffundiert das Bor weiter in das Substrat dem Basisbereich 4 vorhandene pn-Grenzschicht wird

ein als der Tiefe des Arsen enthaltenden, hoch dotier- 20 an ihrem an der Oberfläche befindlichen Bereich voll-

ten Bereiches 3 entspricht. ständig durch die Siliciumdioxidschicht 21 geschützt.

Im Halbleitersubstrat wird auf diese Weise ein Da bei Verwendung eines Germaniumsubstrats p-Typbereich 4 unter dem hoch dotierten η-Typ- während des Diffusionsprozesses in der Öffnung keine bereich 3 gebildet (vgl. F i g. 3 d). Die Kante der Siliciumdioxidschicht gebildet wird, erfolgt hier die zwischen dem p-Typbereich 4 und dem n-Typsub- 25 Erzeugung einer Siliciumdioxidschicht 22 durch das strat 1 vorhandenen pn-Grenzschicht erreicht die genannte Verfahren der thermischen Zersetzung von Breitseite des Substrates und wird durch die SiIi- organischem Oxysilan. In dieser Siliciumdioxidciumdioxidschicht 21 geschützt. In der Öffnung 8 schicht 22 werden dann Öffnungen 9 und 10 hergewird eine zweite Siliciumdioxidschicht gebildet, die stellt, durch die über Metallschichten der ohmsche die Halbleiteroberfläche bedeckt. Diese zweite SiIi- 30 Anschluß des Emitters- und Basisbereiches erfolgt, ciumdioxidschicht schützt die pn-Grenzschicht zwi- Es ist im allgemeinen erwünscht, daß das Einschen dem n-Typ-Bereich 3 und dem p-Typ-Bereich 4. diffundieren des Basisstörstellenmaterials bei einer Die Diffusionstiefe des n-Typ-Bereiches 3 beträgt niedrigeren Temperatur als das Eindiffundieren des etwa 2 μΐη; die Oberflächenstörstellenkonzentration Emitterstörstellenmaterials erfolgt. Dies verringert liegt bei etwa 5 · 10²⁰ Atome/cm³. Dieser Bereich 3 35 eine Diffusion des Emitterstörstellenmaterials bei bildet die Emitterzone des Transistors, während der dem anschließenden Diffusionsprozeß des Basismatep-Typ-Bereich 4 die Basiszone bildet; seine Diffu- rials, so daß eine Verschiebung der Emitter-Basissionstiefe beträgt etwa 2,7 μΐη (gemessen von der Grenzschicht des Transistors während des Diffusions-Oberfläche des Halbleitersubstrats). prozesses des Basisstörstellenmaterials verkleinert

Zum Schluß werden in der zweiten Siliciumdioxid- 40 wird. Die Breite der Basis und damit die Frequenz

schicht Öffnungen 9 und 10 hergestellt, die die Emit- des Transistors kann vor allem durch die Diffusions-

ter- und Basiszone teilweise freilegen. Durch diese tiefe des Basisstörstellenmaterials gesteuert werden.

Öffnungen 9 und 10 kommen Metallschichten 5 Auf diese Weise läßt sich eine hohe Gleichförmigkeit

und 6, beispielsweise aus Aluminium, in ohmschen verschiedener Elemente erzielen. Nach dem Verfah-

Kontakt mit den genannten Zonen, so daß man den 45 ren nach der Erfindung beginnt die Diffusion mit dem

Transistor mit dem Aufbau gemäß F i g. 2 erhält. Teil, der einen kleineren Diffusionsbereich besitzt,

Wird Germanium als Halbleitersubstrat benutzt, so während anschließend unter Bildung einer größeren

diffundiert (im Gegensatz zur Verwendung von SiIi- öffnung die Diffusion des Materials vorgenommen

cium als Substrat) im allgemeinen ein n-Typ-Stör- wird, das einen größeren Diffusionsbereich aufweisen

Stellenmaterial wesentlich schneller als ein p-Typ- 5° soll. Auf diese Weise entfällt vollkommen die bei

Störstellenmaterial. Aus diesem Grunde ist es ange- dem bekannten Verfahren unvermeidliche Stufe im

bracht, ein p-Typ-Germanium als Substrat zu ver- Oxidfilm an der Stelle, die der für das Eindiffundie-

•wenden. ren des Emitterstörstellenmaterials vorgesehenen

Es wird somit zunächst ein p-Typ-Germanium mit Öffnung entspricht. Beim vorliegenden Verfahren einem spezifischen Widerstand in der Größenordnung 55 tritt somit lediglich eine einzige Stufe im Oxidfilm auf von 1 Qcm hergestellt. Auf eine Breitseite dieses (vgl. Fig. 3d). Auf diese Weise wird die Möglichkeit Substrats wird Siliciumdioxid aus der dampfförmigen für das Auftreten von kleinen Löchern im Photolack-Phase niedergeschlagen. Durch thermische Zerset- film gegenüber dem bekannten Verfahren gemäß zung von Tetraäthoxysilan bei 700° C während Fig. 3, bei dem zwei Stufen auftreten, wesentlich 1,5 Stunden kann beispielsweise eine Siliciumdioxid- 6° verringert. Bei dem bekannten Mehrfachdiffusionsschicht mit einer Stärke von etwa 8000 A erzeugt wer- verfahren werden in der Maske die gleiche Anzahl den. In einem vorgegebenen Bereich dieser Silicium- von Stufen gebildet, wie Diffusionsvorgänge ausgedioxidschicht wird dann eine Öffnung 7 (entsprechend führt werden. Beim Verfahren nach der Erfindung F i g. 3 a) hergestellt. entsteht demgegenüber unabhängig von der Zahl der

Die resultierende Anordnung 1 wird dann auf 65 ausgeführten Diffusionsvorgänge lediglich eine Stufe, 850° C erhitzt und während 23 Minuten einer Umge- und zwar beim letzten Diffusionsvorgang. Die Gebung ausgesetzt, die Indiumdampf enthält, so daß fahr, daß kleine Löcher infolge des Vorhandenseins durch die Öffnung 7 Indium diffundiert und ein derartiger Stufen während der Diffusion auftreten, ist

daher erfindungsgemäß vollständig beseitigt. Die flache Siliciumdioxidschicht, die zur Bildung einer Stufe führt, wird erfindungsgemäß bis zum letzten Verfahrensschritt aufgeschoben, die dazu dient, an einzelnen Stellen Anschlußöffnungen für die Elektroden zu schaffen.

Die auf die erwähnten kleinen Löcher zurückzuführende unerwünschte Diffusion wird beim Verfahren nach der Erfindung somit auf ein Minimum verringert. Weiterhin ist auch die Gefahr eines Kurz-Schlusses im Halbleitersubstrat nach dem Aluminiumniederschlag weitgehend beseitigt. Die Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Planartransistoren oder integrierten Planartypsystemen ist daher wesentlich verbessert.

In der obigen Beschreibung wurde lediglich der Fall erörtert, daß nur ein Störstellenmaterial im ersten Diffusionsvorgang eindiffundiert. Statt dessen ist es selbstverständlich auch möglich, mehrere Störstellenmaterialien entweder gleichzeitig oder nacheinander durch die Öffnung 7 eindiffundieren zu lassen; gleiches gilt für den späteren Diffusionsvorgang durch die Öffnung 8. Statt ferner durchgehende Diffusionsvorgänge bei der Dotierung im ersten und zweiten Diffusionsvorgang auszuführen, kann man auch ein Störstellenmaterial in beschränktem Maße entweder durch unmittelbares Aufbringen, nach einer Legierungstechnik oder nach einer Diffusionstechnik einführen und abgesehen hiervon später gesondert Störstellenmaterialien in den Halbleiter einbringen, wobei eine Wärmebehandlung benutzt wird unter Verwendung der Diffusionstechnik oder eines sonstigen Verfahrens.

Claims (9)

Patentansprüche: 35

1. Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersystems, bei dem in einem gewählten Oberflächenteil eines Halbleitersubstrats ein erster Bereich eines ersten Leitungstyps erzeugt wird, bei dem dann auf der gleichen Oberfläche des Substrats eine Deckschicht mit einer Öffnung angebracht wird, die die Oberfläche über den gewählten Oberflächenteil hinaus frei läßt, und bei dem anschließend Störstellenmaterial durch die Öffnung in das Substrat bis in eine größere Tiefe als die Tiefe des ersten Bereiches eindiffundiert wird, so daß durch die Diffusion des Störstellenmaterials ein zweiter Bereich unter dem ersten Bereich gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht auf einer ebenen Oberfläche des Substrats angebracht wird, daß die Deckschicht vor der Erzeugung des ersten Bereichs angebracht wird und eine Öffnung aufweist, die den gewählten Oberflächenteil freilegt und durch die Störstellenmaterial zur Erzeugung des ersten Bereichs eindiffundiert wird, und daß nach der Erzeugung des ersten Bereichs eine zweite Öffnung in der Deckschicht hergestellt wird, die über den frei liegenden Oberflächenteil des ersten Bereiches hinausgeht und diesen einschließt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Isolierfilm in der öffnung erzeugt wird, dann zwei Öffnungen in diesem Isolierfilm so angebracht werden, daß Teile des ersten und des zweiten Bereichs freigelegt werden, und daß die freigelegten Teile der Bereiche über die Öffnungen kontaktiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich die Emitterzone, der zweite Bereich die Basiszone und der übrige Teil des Substrats die Kollektorzone eines Transistors darstellen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das den zweiten Bereich bildende Störstellenmaterial eine größere Diffusionskonstante als die des den ersten Bereich bildenden Störstellenmaterials aufweist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitersubstrat aus Silicium und der oder die Isolierfilme in der zweiten Öffnung der Deckschicht aus durch Oxydation des Siliciumsubstrats erzeugtem Siliciumoxid bestehen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitersubstrat aus Germanium und der oder die Isolierfilme in der zweiten Öffnung der Deckschicht aus durch thermische Zersetzung eines Organooxysilans erzeugtem Siliciumoxid bestehen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Isolierfilme in der zweiten Öffnung der Deckschicht aus Siliciumnitrid, Aluminiumsilikatglas oder Bor-Aluminiumsilikatglas bestehen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitersubstrat ein n-Siliciumkristall ist, daß der erste Bereich durch Eindiffundieren von Arsen in das Substrat bei etwa 1200° C und der zweite Bereich durch Eindiffundieren von Bor in das Substrat bei etwa 970° C gebildet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitersubstrat ein p-Germaniumkristall ist, daß der erste Bereich durch Eindiffundieren von Indium in das Substrat bei 850° C und der zweite Bereich durch Eindiffundieren von Arsen in das Substrat bei 750° C gebildet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 109 524/141