DE1564423A1 - Transistor - Google Patents

Description

PHB,31«

AnmsSdcr: IiV. PHILIPS'GLOEILAHPENFABRIEKEM

Akte: PHB-31 «479 Anmeldune vomi 25. Juli 1966

T H A IT S I S T O R.

Die Erfindung betrifft einen-Transistor, der einen Halbleiterkörper oder einen Teil eines Halbleiterkörper» mit einer diffundierten Emitterzone νο« einen Leitfahigskeittyp enthält, die sich "bis su einer flachen OTSerflache des Körper» oder Körperteil» erstreckt und im Körper oder Körperteil innerhalb einer diffundierten Basiszone vom entgegengesetzten Leitfähigkeit «typ liegt, wobei der unmittelbar unterhalb der Emitterzone liegende Teil der Basiszone, von der erwähnten Oberfläche her ge recht net, in einer Tiefe im Körper oder Körperteil liegt, die geringer als die Tiefe des benachbarten, »ich bis su dieter Oberfläche erstreckenden Teils der Basiszone ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung solcher Transistoren.

Transistoren ait einer Basiszone, die einen unmittelbar 90988A/Q894

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unterhalb der Emitterzone liegenden Teil aufweist» der im Halbleiterkörper in einer Tiefe von der Oberfläche her liegt, die geringer als die Tiefe eines benachbarten,, sich bis zur Oberfläche erstreckenden Teiles der Basiszone · ist, sind in der britischen Patentschrift Ur. 1,018.673» in dem deutschen Patent ..... (Patentanm. N 24.411 TIIIc/21g) und in der "Zeitschrift für angewandte Physik", 18» Iffr. 3_t Seiten 129 - 132, 1964, beschrieben worden. Eine derartige Gestaltung der Basiszone in einem Transistor mit einer diffundierten Basiszone, besonders wenn der unmittelbar· unterhalb der Emitterzone liegende Teil der Basis verhältnismä-_# ßig schmal ist und einen verhältnismäßig hohen spezifischen Widerstand hat, während der sich bis zur einen Oberfläche erstreckende Teil der Basiszone verhältnismäßig breit ist und einen verhältnismäßig niedrigen spezifischen Widerstand hat, ergibt Vorteile in bezug auf die charakteristischen elektrischen Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich des Basisreihenwiderstandes und der Eignung des Transistors für selbsttätige Verstärkungsregelung, und diese Vorteile werden im nachstehenden näher erläutert.

Im Betrieb von Flächentransistoren werden unter der Steuerung von Signalinformation Minoritätsträger aua der Emitterzone in die Basiszone- injiziert, so daß sie durch die Basiszone zur Kollektorzone wandern, wobei in den der Kollektorzone zugeordneten Kreiselementen Ausgangsströme erzeugt werden. Die indizierten Ladungsträger durchwandern die Basiszone infolge von Diffusion, und dieser Effekt wird bei einem Transistor mit einer durch Diffusion gebildeten Basiszone, in der die Dotierungsstoffkottzentrstion von

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der Emit te none her sur Kollektortone hin abnimmt, durch das eingebaute elektroatatiache Feld reretlrkt, daa den injiaierten Minoritltstrlgern ««ine Triftgeachwindigkeit erteilt. So dient der Aufbau der Baaiatone u.a. tür Beatimmung der Auagangscharakteriatiken dea Tranaiators«wobei die Laufzeit der HinoritKtatrftger durch die Baaia gone den Höchstwert der BetriebafrequenE bestimmt, bei dem eine nennenawerte Veratlrkung erhalten wird. Zur Srsielung einer guten Bochfrequentcharakterietik let es wichtig, daea die Breite der Baaiasone gering let. Ea iat auch wichtig, daee der Beihenwlderatandi der Baal»tone niedrig iat, und bei Traneiatoren ■1t diffundierter Baaia aind mehrere Verfahren bekannt, mittel· deren achmaie Baaiaionen erhalten werden und ohmeche Kontakte mit den eohmaien Baaiaaonan hergeatellt werden können, ao daea eich •in niedriger Reihenwideretand ergibt.

Bei der Here teilung το η aogenannten "doppeltdiffundiert en¹¹ Fltchentraneiatoren mit diffundierten Baaia- und Emitterzone iat daa AuagangaBaterial eine Scheibe aua einem Halbleitermaterial Ton einem Leitflhigkeitatyi·. Sin Dotierungaatoff, der cherakterietiach fur den entgegengeaetsten Leitftklgkeitatyp Iat, wird in die Ob· rf liehe der Scheibe eindiffundiert, ac daea aich eine β ret β Oberflächenschicht τοη entgegengesetstem Leitfthigkeitetyp ergibt, in der nachher die Baaiaaone su liegen kommt. Dann wird ein Detierungeatoff, der fur den einen Leitflhigkeitstjrp charakteristisch let, in die erste Oberflochenechicht eindiffundiert, ao daae aich eine eweite Oberfl&chenachicht ergibt, die vom einen Leitflhigkeitatyp iat und eich nur teilweise in der ersten Schicht erstreckt und

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in der die Emitterzone liegt. Bin bei der Herstellung dieser Torrichtungen anfangs auftretende GrundprrfWem war die Herstellung eines geeigneten ohmseheη Kontaktθβ mit der in der vergrabenen ersten diffundierten Oberflächenschicht liegenden Basiszone her- «ustellen, und es wurden su diesem Zweck mehrere Legierungsverfahren und Mesa-Aeteverfahren angewandt.

Bei der Herstellung des doppefdiffundierten sogenannten Planar-Transietors, bei dem der Basis-Kollektor-Uebergang den Smitter-Basis-Uebergang innerhalb des Halbleiterkörper» umgibt und beide Uebergtnge sich bis zu einer flachen Oberfltche des Halbleiterkörper* unterhalb einer anhaftenden isolierenden Schutzschicht auf der einen Oberflache erstrecken, welche Schicht Oeffnungen aufweist, die mit ohaachea Kontaktmaterial ausgefüllt aind, so dass sich wenigstens mit den Smitter- und Basisionen an den Stellen, an denen diese Oberflache erreichen, Kontakte ergeben, wird das vorstehend· Problem eu einem grossen Teil überwunden.

Sie Herstellung eines Planar-Transistors umfasst die Bildung einer haftenden isolierenden Schutzschicht auf einer flachen Oberfl lc he sines Halbleiterkörper vom einen Leitffthigkeitstjrp, die Diffusion eines für den entgegengessteten Leitfihigkeitstjp charakteristischen Dotierungsetoffes, für den die Isolierschicht undurchlässig ist, in einen ersten Oberflachenteil des Körpers, der durch eine erste Oeffnung in der Isolierschicht beigelegt ist, so dass sich eine Basis «on· vom entgegengesetsten Leitflhigkeitetyp ergibt, die nachfolgende Ulffuelon eines für den einen Laitflhiekeitetyy charakteristischen Dotiertmgaatof fee,

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für den die Isolierschicht undurchlässig ist, in einen Obe rf liehe nteil, der durch die eine zweite Oeffnung in der Isolierschicht freigelegt ist und völlig innerhalb des durch die Anbringung der ersten Oeffnung vorher freigelegten ersten OberflSchenteiles liegt, so dass sich eine völlig innerhalb der Basiszone liegende Emitterzone vom einen Leitfllhigkeitetyp ergibt, die Herstellung weiterer Oeffnungen in der Isolierschicht, um wenigstens die Emitter- und Basiszonen-an den Stellen frei zu legen, an denen sie sich bis zur Oberfläche erstrecken, und die Anbringung von ohmschem Kontaktmaterial in diesen weiteren Oeffnungen. Im allgemeinen wird wahrend und/oder nach jedem Diffusionsvorgang eine neue Isolierschicht in der betreffenden Oeffnung gebildet, welche Schicht in jedem Fall an die anfangs vorhandene Isolierschicht angrenzt und sich an diese anschliesst·

Me Serstellung von Oeffnungen in der Isolierschicht erfolgt mit Hilfe photographischer Verfahren, d.h. unter Anwendung von Photoabdeckaaterialien sowie liaskie runge- und Aetzverfahren sur selektiven Sntfernung von Teilen einer Photoabdecklaekschicht auf der Oberfläche der Isolierschicht, wodurch unter Verwendung geeigneter AetsflUssigkeiten entsprechende Teile der Isolierschicht selektiv entfernt werden können.

Die Breite des Teiles der BasisBone, der unmittelbar unterhalb der Smittersone liegt« wird u.a. durch den Umfang der zweiten Diffusion bestimmt, wahrend die Breite des Teiles der Basissone, der sich neben der Emittersone bis sur Oberflache erstreckt, durch den Umfang- der »weiten Diffusion, durch die Dif-

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ferena im Flächeninhalt «wischen dem ersten und dem zweiten OberflSchenteil und durch ihre Lag« in Bezug aufeinander auf der einen Oberfläche bestirnt. Ia allgemeinen ist die Breite des eioh Vis zur Oberfllche erstreckenden Teiles der Basis»one erheblich grosser als die Breite des unmittelbar unterhalb der Baittersone liegenden Teiles der Basiszone, um die Herstellung der weiteren Oeffnung zu erleichtern, durch die die Basiszone an der Oberfläche freigelegt wird und in der das Material zur Herstellung des ohaschen Kontaktes mit der Basiszone angebracht wird. Unter der Breite der Basiszone wird dabei der Abstand zwischen den Emltter-Basis-Uebergang und dem Kollektor-Basis-Uebergang verstanden.

Ss hat sich herausgestellt) dass bei der Herstellung doppeltdiffundierter Transistoren und insbesondere bei der Herstellung von Siliiiua-Planar-Transistoren die erreichbare Breite des unterhalb der Emitterzone liegenden feiles der Basiszone begrenzt ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass während der zweiten Diffussion, d.h. wahrend der Diffusion des für den einen Leitffihigkeitstyp charakteristischen Dotierungsstoffe, die für den einen Leitfähigkeit β typ charakteristischen Dotierungestoffatome auf ihrer

Wanderung die vorher ei n<Üf fundiert en, für den entgegengesetzten

ι Leitfähigkeitstyp charakteristischen Dotierungsetoffatom« vor sich her treiben. In einem begrenzten Gebiet, der im wesentlichen dem Gebiet entspricht, in dem die zweite Diffusion erfolgt, wird ein Teil des Basis-Kollektor-Uebergangs aus"der wahrend Asx ersten Diffusion zustande gekomaenen Lage la den Körper hineingeschoben. Während de₈ Verlaufs aar Mffusion des für den einen Leitfshigkeits-

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typ charakteristischen Dotierungestoffe wird der Emitter-Basis-Uebergang und vor diesen her der Basis-Kollektor-Uebergang vorgesohoben. Dieser Effekt wird Üblicherweise als "base push-out effect^H (Basisvorschubeffekt) oder als "collector dip** (Kollektorsenkung) be seich net. Bei der Herstellung eines Planar-Transistors, besondere wenn ein npn-Siliciumplanartraneietor Bit einem schmalen Baaisionenteil ait einer Breite von hoch·ten« einem Mikron hergestellt werden soll_t kann dieser Effekt eine Beschrankung für die Breite des unmittelbar unterhalb der Emitterzone liegenden Teiles der Basissone bedeuten, wobei sich manchmal ein verengter Teil mit ver- . ringertsr Breite neben der Emittersone ergibt, wodurch die elektrischen Eigenschaften beeinträchtigt werden.

infolge dieses Basisvorschubeffekt liegt der unmittelbar unterhalb der Emitterzone befindliche Teil der Basiszone in einer Tiefe im Körper von der Oberflache her, die gröaaer als die Tiefe des sich bis zur OberflSohe erstreckenden benachbarten Teiles der Basis»one ist. Ferner ist bei doppeltdiffundierten Transistoren, bei denen die Basis- und Emitterzonen nacheinander gebildet werden, sogar dann, wenn sich der Basisvorachübeffeiet nicht stark bemerkbar macht, die Tiefe des unterhalb der Emittersone liegenden Teiles der Basiszone nicht kleiner als die Tiefe dee benachbarten Teiles der Basiszone, im Qe gens at s tu den Transistoren, auf die sich die Erfindung besieht.

Die Erfindung bezweckt, einen verbesserten Transistor der beschriebenen Art und ein Verfahren zu seiner Herstellung *u schaffen.

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Ein Transistor gemIsβ der Erfindung besteht auβ eine· Halbleiterkörper oder- körperteil mit einer diffundierten Emitterzone vom einen Leitfähugkeitstyp, die eich bis zu einer flachen Oberflache des Körpers oder Körperteiles erstreckt und im Körper oder Körperteil in Bezug auf die diffundiert· Basis »one Tom entgegengesetzten Leitfähigkeitβtyp nach innen su gelegen ist, und einer Kollektorsone rom einen Leitfähigkeitstjp, wobei der unmittelbar unterhalb der Emitterzone befindliche Teil ia Körper oder Körperteil in einer Tiefe von der enrlhnten Oberfläche her liegt, die geringer als die Tiefe des sich zu dieser Oberfltche erstrekkenden benachbarten Teiles der Basiszone ist, wahrend die Emitterzone einen Botierungsstoff enthält, der charakteristisch für den einen Leitfähigkeitβtyp ist und in einen ersten freigelegten Teil der erwähnten Oberfläche eindiffundiert ist, und die diffundierte Basiszone einen Dotierungestoff enthält, der charakteristisch fur den entgegengesetzten Leitfähigkeitetyp ist und nachher in einen sweiten freigel^egten Teil der erwähnten Oberfläche, der eine grössere Ausdehnung hat als der erste freigelegt· Oberflächenteil und diesen einschliesst, eindiffundiert ist, wobei während dieser Diffusion die Lage der pn-Uebergänge zwischen den Kauter- und Basiszonen und zwischen den Basis- und Kollektoraonen gleichzeitig bestimmt worden sind.

Bei einem erfinduagsgeaässen Verfahren zur Herstellung eines Transistors mit einem Halbleiterkörper oder -körperteil mit einer diffundierten Emitterzone rom einen Leitfähigkeitstyp, die sich bie zu einer flachen Oberfläche des Körpers oder Körper-

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teilea erstreckt und im Körper in Bezug auf ©ine diffundierte Basiszone vom entgegengesetzten LeitfShigkeitstyp nach innen au gelegen ist, werden die Emitter- und Basiszonen nacheinander dadurch gebildet, dass zunächst in einen ersten freigelegten Teil einer flachen Oberfläche eiaae Halbleiterkörper oder -körpsrtailee vom einen LeitfShigkeitstyp ein Dotiarungsetoff eindiffundiert wird, der charakteristisch für den einen Leitfahigkeitstyp ist, verhSltnismässig langsam in das Halbleitermaterial des Körpers oder Körperteiles eindiffundiert und verhaltniemässig hohe diffundierte Konzentrationen ergibt, sowie dadurch, dass dann in einen zweiten freigelegten Teil der erwähnten flachen Oberflache des Körpers oder Körperteiles, der einen grösseren Flächeninhalt hat al3 der zuerst erwähnte Teil und diesen einschliesst, ein Dotierungsetoff eindiffundiert wird, der charakteristisch für den entgegengesetzten Leitfahigkeitstyp ist, verhältnismSssig schnell in das Material des Halbleiterkörpers oder Körperteiles eindiffundiert und im Teil des Körpers, der den vorher eindiffundierten, für den einen LeitfBhigkeitstyp charakteristischen Dotierungestoff enthalt, selektiv 30 verzögert wird, dass der unmittelbar unterhalb der Emitterzone befindliche Teil der Basiszone im Körper in einer Tiefe von dieser Oberflache her liegt, die geringer »ls die Tiefe des eich bis zu dieser Oberfläche erstreckenden angrenzenden Teiles der Basiszone ist.

Sie Erwünschte Gestaltung der Basiszone ergibt sich durch die selektive Verzögerung der Diffusion des filr den entgegengesetzten Leitfahigkeitstyp charakteristischen Dotierung«-

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stoffes. Wahrend dieser Diffusion werden die Lag© des Emitter-Basis-Ueberganges und die Lage des Koüektor-Basls-Ueberganges gleichzeitig bestimmt, und es können gleichzeitig ein unterhalb der Emitterzone liegender verhaltniamassig schmaler Teil der Basiszone und ein dickerer Teil der Basiszone, der sich bis zur erwähnten Oben lache erstreckt una von ai3s«*r Obertxache aer gerachtnet tiefer im Körper liegt als der unmittelbar unterhalb der Emitterzone liegende schmale Tail, erhalten werden. Auf diese Weise ist es möglich mittels eine» Diffusionsverfahrens, bei dem im Gegensatz zur üblichen Herstellung eines doppeltdiffundierten Transistors, bei der die Basisdiffusion vor der Smitterdiffueion erfolgt, die Emitterdiffusion vor der Basisdiffusion erfolgt, einen schmalen Basiszone nt eil unterhalt der Emitterzone, was für eine für Hoc hfreque nabe trieb geeignete Torrichtung erwünscht ist, sowie einen sich bis zur Oberfläche erstreckenden Teil, wodurch sich ein niedriger Basisreihenwiderstand ergibt, zu erhalten.

Auch der vorerwähnte Nachteil, dass der Basis-Kollektor-Uebergang durch die Diffusion des Emitterdotierungsstoffe aus der Anfangslage vorgeashoben wird, tritt beim erfindungsgeraSssen Verfahren nicht auf. Man kann tatsächlich annehmen, dass die zur Bildung der Emitter- und Basiszonen durchgeführte Diffusion den Basisvorschubeffekt umkehrt.

Die Verzögerung der Diffusion des für den entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp charakteristischen Dotierungsstoffe durch die Konzentration des vorher diffundierten für den einen LeitfÄhigkeitstyp charakteristischen Dotierungsetcffe lisot eich z.B. an

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Rand des Falles erklären, in dem, wahrend der Körper anfange eine gleichmassige Konzentration eines Donators enthalt, der fUr den einen Leitflhigkeitstrp charakteristische Dotierungsetoff ein Donator ist, deesen Dif fuaionsgttschwindigkeit im Hal°bleitermaterial de· Körpers/rerhaTtnisraaseig gering ist, und der fUr den entgegenge-8etEten Leitfahigkeitstyp charakteristische Dotierungsstoff ein Akzeptor ist, dessen Diffuaionsgeschwindigkeit im Halbleitermaterial des Körpers verhaltnisuiassig hosh ist. Bei der Temperatur der JÜceeptordif fusion wird der vorher eindiffundierte Donatordotierungsstoff ionisiert, so dass die räumliche Verteilung der positiTen Donatorionen ein "eingebautes" Feld erzeugen, das in der Nahe dsr Körperoberfläche am positivsten ist. Der Akzeptordotierungstoff wird bei der Diffusionatamperatur negativ ionisiert und seinem Eintritt in sowie seiner Wanderung durch den Halbleiterkörper widersetzt sich das "eingebaute" Feld der Donatordotierun^sstoffionen. Der Koeffizient der Diffusion der Akzeptoratome durch die Zone des Halbleiterkörper· mit dem Donatorkonzentrationsgradienten wird somit herabgesetzt. Fur einen lestimmten Akzeptordotierungestoff ist die Verzögerung umso starker, je höher der Diffusionskoeffizient des Donatordotierungsetoffes ist, und diaa dürfte darauf zurückzuführen sein, daas sich die Donatoratome wahrend der zweiten Diffusion mit den Akzeptoratoaen aitbewegen, so dass ein bestirastee Akseptoratom langer durch das von den Donatoren erzeugte Verzögerungsfeld beeinfiuset wird.

Der Halbleiterkörper kann aus Stlisiux, Germanium oder einer III-V-HalbleiterverVindung, wie Galliumarsenid, bestehen.

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Der Aufbau des Transistors wird u.a. durch den Wert des im Halbleitermaterial des Körpers erzielbaren Diffusionsverzögerungstffekta bestimmt. Bei diesen drei Materialien ist der W. ffue ions verzöge rung se ff ekt im allgemeinen am stärksten im Galliumarsenid und am schwächsten im Germanium. Der Verzögerungseffekt ist stark) wenn einer der Dotierungsstoffe in einem Teil des Körpers in einer erheblich gröeseren Menge als sowohl die Konzentration des anderen Dotierungsstoffee als aich die Konzentration n, der spezifischen Ladungsträger vorhanden ist. Bei typischen SLffuaionstemperatureη gilti

Oe ( 700 - 90O⁰C) [I₁ . 3 x 10¹⁸ - 10¹^ cm"³ Si (1000 -1200°C) n_± · 3 x 10 - 10¹⁹ cm"³ QaAa ( 700 - 900°C) ^. 2i 10¹⁶ - 10¹⁷ cm"³

Sie zur Erzielung eines starken DLffusionsverzögerungseffekts erforderlich· Dotierungsetoff konzentration iat in Germanium nicht leicht erreichbar.

Dadurch^ dass ein Teil der Basiszone tiefer ie Körper liegt als der unterhalb des Emitters liegende schmale Teil, ergibt eich ein Transistor) der sich sur Verwendung bei selbsttätigen VeretÄrkungeregelungeschaltungen eignet, weil bei einer Zunähe* de· Sfflitteretroms die Injektion von Mlnoritlt st ragern in die Basle son· an den Seiten der Emitterzone konzentrierter wird, so dass die aus diesen Teilen der Emitterzone injizierte Mineritttstrlger einen breiteren Teil der Basiszone durchwandern) wodurch die Laufzeit in dieser Zone zunimnt. Deshalb niasrt bei Sunanae des Xstitterst roaes der Frequenzgang ab, so dass die Leistungsverstlrkung auob

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Hfenn hier von der Bildung der Emitterzone durch die erste Diffusion des für den einen Leitfähigkeitstyp charakteristischen Dotierungestoffes die Hede ist, muss darunter eine derartige Diffusion des Stoffes verstanden werden, dass sich eine geeignete Emitterdotierungsstoffkonzentration in dem Teil des'Körpers ergibt, in dem sich am Ende der Emitter befindet und dessen Grenze, d.h. der Emitter-Basia-Uebergang, durch die nachfolgende Diffusion des for den entgegengesetzten Leitf ähi_ü-keitstyp charakteristischen Dotierungsatoffes bestimmt wird.

Die nachfolgende Diffusion des für den entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp charakteristischen Dotierungsetoffee kann in einen zweiten freigelegten Teil der erwähnten Oberfläche erfolgen, der den ersten Teil allseitig umgibt, so dass die im Körper oder Körperteil gebildete diffundierte Basiszone die Emitterzone allseitig innerhalb des Körpers oder Körperteiles umgibt.

Der Diffusionskoeffizient des für den entgegengesetzten LeitfÄhigkeitstyp charakteristischen Dotierungestoffes im Material des Halbleiterkörper oder -körperteiles vom einen Leitfähigkeitstyp kann bei den "betreffenden Diffusionstemperaturen mindeetens das Fünffache oder sogar mindestens das Hundertfache des Diffueionekoeffiziänten des fur den einen Leitfähigkeitstyp charakteristischen Dotierungsstoffes im Material des Kalbleiterkörpers oder -körperteiles vom einen Leitfähigkeitstyp sein. Die Eigenschaften dee Transistors werden u.a. durch den Unterschied zwischen den Diffusion·]«* ff izienten der beiden Dotierungsstoffe bestimmt,und für eine optimale Leistung au··, der Unterschied aöglichat gross sein.

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Die V/ahl der, jeweils zu benutzenden Dotierungsstoffe wird jedoch auch durch deren physikalische Eigenschaften in bezug auf das Material des Halbleiterkörpers oder -körperteiles und auf andere bei der Herstellung angewandte Materialien bestimmt.

Auaführungsbei spiele der Erfindung sind im den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden naher beschrieben. 3s zeigen

Fig. 1 eine graphische Darstellung der Dotierungsstoffkonzentrationen,

die Pig. 2 bis 18 aufeinanderfolgende Stufen eines Verfahrens zur Herstellung einee doppeltdiffundierten Siliziumplanart raneis to rs nach der Erfindung,

die Fig. 2 bis ^ sowie 19 bis 13 aufeinanderfolgende Stufen der Herstellung eines doppeltdiffundierten Silixiumnesatranjjistors nac. der Erfindung»

In Fig. 1 sind die Konzentrationen C der Dotierungsatoffβ in einem Halbleiterkörper oder -körperteil in logarithiaiacham Maszstab auf der Ordinatenachae und der Abstand von der Oberfläche in linearem Maszstab auf der Abssissenachae aufgetragen. Der Deutlichkeit halber wir! anfangs von einem n-leitenian Körper oder Körperteil ausgegangen, wobei der erste eindiffundiert· JDotierungsstoff ein Donator ßit verh&ltmistnSssig niedrigem Diffueionakqeffi- »ieten im Material des Körpers oder Körperteiles und der zweite eindiffundierte Dotierungsstoff ein Akzeptor mit verhältniamaaaighohem Diffuaionskoeffisienten ia Material des Körpers oder Körper- * teilae iat. Sie Akxeptordiffuaion wird dargestellt für die Zone

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des Körpers, die die vorher eindiffundierte Donatorkonzentration enthalt und in der die Diffusion selektiv verzögert wird, und für die angrenzende Zone, in der die Diffusion unbehindert ist. Der Sinfachheit halber wird die Akzeptoroberflachenkonzentration für "beide Zonen als die gleiche dargestellt. Der spezifische Schichtwiderstand der ungestörten Akaeptorverteilung in der p-leitenden Basiszone zu den Seiten der η-leitenden Emitterzone ist viel geringer als der spezifisch* Lagenwideratand des Teiles der F-leitenden Basiszone, der unterhalb der die verzögerte Akzeptorverteilung enthaltenden Emitterzone liegt. Deshalb ist für einen "bestimmten 8pQ*ifiechenSchichtwiderstand in der wirksamen Basiszone, d.h. dem Teil der Basiszone, der unter der Emitterzone liegt, der gesamte Basiswideratand des Transistors niedriger als in einem doppeltdiffundierten Transistort der dadurch hergestellt ist, dass fünfte hat sur Bildung der Basistone der Akzeptordotierungsstoff und dann sur Bildung der Emitterzone der Donatordotierungsstoff eindiffundiert wird. Für eine bestimmte Akzeptorkonzentration beim Eeitter-Basis-Uebergang 1st der Emitterwirkungegrad jedoch niedriger, weil es in der n-leitenden Emitterzone «ine höhere Akzeptorkonzentration gibt. Deshalb muss bei der Herstellung eines Transistors nach dem erfindungsgamassen Verfahren die Diffusion der "beiden Dotieruqgsstoffe so geregelt werden, dass sich ein geeigneter Kompromiss «wischen Smitterwirkungsgrad und Basiswiderstand ergibt.

Der für den einen Leitfähigkeitetyp charakteristische DotierungSBtoff kann in einen ersten Oberflachenteil der bestirntsten Oberfläche eindiffundiert werden, der durch eine Oeffnung in einer

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anhaftenden isolierenden Schutzschicht, die wenigstens auf dieser flachen überflache des Halbleiterkörpers angebracht ist und undurchlässig fUr diesen Dotierungsetoff ist, freigelegt worden ist. Die Diffusion des fUr den entgegengesetzten Leitfihigkeitstyp charakteristischen Dotierungestoffes kann »nschliesssnd auf mehrere Weisen erfolgen, je nach der Art des herzustellenden Transistors, der z.B. ein Mesatransistor oder ein Planartransistor sein kann.

Bei einer bevorzugten AusfUhrungsform des Verfahrene wird bei der Herstellung eines Planartransistors eine haftende isolierende Schutzschicht auf wenigstens der einen flachen Oberflache dee Hall leiterkOrpers oder -körperteileβ gebildet, wonach in der maskierenden Schicht eine erste Oeffnung hergestellt wird, um den ersten Oberflächenteil freizulegen, dann ein für den «inen Leitfähigkeitβtyp charakteristischen Dot ie runksetoff, fur den die Isolierschicht undurchlässig ist, in den ersten in dieser Weise freigelegten Oberflachenteil eindiffungiert wird, so dass sich ein· Emit tersonendotie runge«toffkonzentration ergibt, anschliessend in der gleichen Isolierschicht eine zweite Oeffnung hergestellt wird, um den zweiten Oberflachenteil freizulegen und dann ein fur den entgegengesetzten Leitfihigkeitstyp charakterischer Dotierungsstoff, für den die Isolierschicht undurchlässig ist, in den auf diese Weise freigelegten zweiten OberflScheηteil βiniiffundiert wird, so dass sich gleichzeitig der Baais-Kollektor-Uebergang und der 3aitter-3asie-Uebergang ergeben, die sich beide bis xu der einen Oberfläche erstrecken.

Σei diesem Verfahren kann während oder nach der Diffusion

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des für den entgegengesetzten Leitfähigkeitatyp charakterischen Dotierungsstoffes in den zweiten Teil eine neue haftende isolierende Schutzschicht auf dem zweiten Oberflächenteil gebildet werden, die sich an die vorher gebildeten Isolierschicht anschlieast, wonach weitere Oeffnungen in der Isolierschicht hergestellt werden, um die Emitter- und Basiszonen an den Stellen freizulegen, an denen sis sich bis zu einer Oberfläche erstrecken, worauf auf den so freigelegten Emitter- und Basiszonen ohmsche Kontakte dadurch hergestellt werden, dass ohmschee Kontaktmaterial in diesen weiteren Oeffnungen angebracht wird, während die Isolierschicht, welche die sich bis zur einen Oberfläche erstreckenden Teile des Emitter-Basis-Ueberganges und des Bas is-Kol Ie ktor-Uel ergange 3 bedeckt, nach wie vor in standgehalten werden. Der Halbleiterkörper kann aus Silizium und die haftende isolierende Schutzschicht aus Siliziumoxyd bestehen. Der Halbleiterkörper oder -körperteil kann ursprünglich aus η-leitendem Silizium bestehen, während der zuerst eindiffundierte für den einen Leitfähigkeitstyp charakteristische Dotierungsatoff Areen ist und der nachher eindiffundierte für den entgegengesetzten Leitf&higkeitstyp chakrateri3tische Dotierungsstoff Bor ist. ·

Obgleich der Unterschied zwischen den Difffusionskoeffizienten der Dotierungsatoffβ Arsen und Bor nicht bo gross ist wie z.3* der Unterschied zwischen denen von Arsen und Gallium, werden dennoch die Dotierungsatoffe Arsen und Bor gewählt, weil Siliziumoxyd undurchdringlich für die Diffusion dieser beiden Dotierungsstoffe ist. Sin zweites Doti^rungsatoffpaar, das eiph ebenfalls für

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Verfahren zur Herstellung eines npn-SiIiziumplanartransistors eignet, besteht aus Antimon und Bor, deren Diffusion gleich-

falls wirksam vom Siliziumoxyd maskiert wird.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausfuhrun.<sform des Verfa.-.rena wird bei der Herstellung eines sogenannten Mesatransistors der für den einen Leitfähigkeitatyp charakteristische Dotierungsstoff in den ersten Oberflächenteil der einen Oberfläche eindiffundiert, der durch eine erst.-· Oeffnung in eine" anhaftenden isolierenden Schutzschicht a,uf der einen Oberfläche, die für len diffundierten für den einen Leitfähi ksitstyp charakteristischen Dotierungsstcff undurchdringlich ist, freigelegt worden ist, wonach die Isolierschicht entfernt und anscnliessend dar für den entgegengesetzten LeitfShigiceitstyp charakteristische Dotierungsstoff auf der ganzen einen Oberfläche eindiffundiert wird. Der Halbleiterkörper oder -körperteil kann aus"Silizium und die anhaftende isolierende Schutzschicht aus Siliziuraoxyd bestehen.

Bei einem Verfa.iren zur Herstellung eines Mesatransistor« besteht der Halbleiterkörper oder -körperteil anfangs aus n-leitenden Silizium, während der zuerst eindiffundierte für den einen LeitfÄhigkeitstyp charakteristische Dotierungestoff Arsen und der dann eindiffundierte fUr den entgegengesetzten LeitfShigkeitstyp charakteristische Datierungestoff Gallium ist. Dieses Paar von Dotierungsstoffen ist geeignet, weil eich ihre Diffusionskoeffizienten verhältnismassig stark voneinander unterscheiden und der durch die Oeffnung in der Siliziuraoxydschicht eindiffundierte Dotierungsstoff vom einen Leitfähigkeitstyp, d.h. Areen, durch diese

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Schicht maskiert wird. Ein solches Verfahren, bei dem das Siliziumoxyd von der Oberfläche entfernt wird, bevor das Gallium eindiffundiert wird, ist manchmal besser als tin Verfahren, bei dem -wahrend der Galliurodiliusion da3 Siliziuraoxyd auf Teilen der Oberfläche noch an Ort und Stelle iet. Die völlige Entfernung dee SilisiumoXydB versauet ms G'-'tai,r ain^r Di: fusion von Arsen aus dam dotierten Oxyd und gilt eine reine oxydfreie Flache, auf der die Gaili umdiffus ion erfolgt und untar der die iiridri ngtiefe auf dem Teil, dar kein zuvor eindil'fundiertes Arsen enthalt, gleichniässig ist, und unter der Eindringtiefe und somit auch die Verzögerung . auf dem Teil, der das vorher eindiffündierte Arsen enthält, gleic"·.-mäseig ist.

Andere für dieses Verfahren zur Herstellung eines npn-Siliziuaunesatransietora geeignete Dotierungsstoff paare sindt Arsen und Aluminium., Arsen und 3or, Arsen und Indium, Fhoephor und Gallium, Antimon und jallium, Antimon .und Aluminium, Antimon und indium, Antimon und Bor, Phosphor und Aluminium.

Nach der zweiten Diffusion wird eine Mesastruktur gebildet» Se giVt mehrere Veifahren z-*r Herstellung von Kontakten auf den Emitter- und 3asia*onen und tür Durchführung der Meea-Aetiung. Bei einem bevorzugten Verfahren wird, nachdem auf der ganzen einen Oberfläche der für den entgegengesetzten Leitf&higkeitstyi. charakteristische Dotierungsatoff eindiffundiert worden ist, auf der einen Oberflache eine haftende isolierende Schutzschicht gebildet, wonach in dieser Schicht Oeffrun^en hergestellt werden, um die Smitter- und 3asiszonen an ien Stellen, ar. ienan sie sich bis zur Oberfl-lohe

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erstrecken, freizulegen dann auf den Zonen ohmache Kontakte dadurch hergestellt werden, dass ohmachesKontaktmaterial in den Oeffnungen angebracht wird, und schliesslich der Körper geatzt wird, um eine Mesastruktur zu erzeugen und die seitliche Ausdehnung der 3asiszone und des unterliegenden Kollektor-Basis-Ueberganges zu beschranken. Wenn der Halbleiterkörper oder -körperteil aue Silicium besteht, kann die Isolierschicht aus Siliziumozyd bestehen, das wenigstens auf dem Teil der Oberflächen in dem eich der Eraitter-Basie-Uebergang ^v.is zur Oberflache erstreckt, standig erhalten bleibt.

Aueführungsformen der Erfindung werden nachstehend beschrieben. Zunächst werden einige Beispiele gegeben, bei denen nacheinander ein Donatorstoff und ein Akzeptorstoff in einen n-leit-nden Siliziumkörper eindiffundiert werden. Diese Beispiele dienen zur Erläuterung der selektiven Verzögerung des Akzeptoretoffea durch das Vorhandensein der Konzentration des vorher eindiffundierten Donatoretoffee. Dann werden zwei Beispiele des Verfahrene zur Herstellung eines Transistors gegeben, und zwar erstens ein Verfahren zur Herstellung eines doppeltdiffundierten Siliziuaplanartransietors und zweitens ein Verfahren zur Herstellung eines doppeltdiffundierten Siliziuaneeatransistora, an Hand der Fig. 2 bis 18 bzw. der Pig. 2 bis 5 und 19 bie 23 der beiliegenden Zeichnungen.

In den nachstehenden Beispielen ist da· Ausgangsaaterial jeweils ein scheibenförmiger Körper aus η-leitenden Silizium mit den Abmessungen 1cs χ 0,8 cm χ 200 /U und einem spezifischen Widerstand von 5 ohm cm, der gleichmlssig Bit Phosphor in einer

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- Konzentration von 10 Atoraen/cc dotiert worden ist. Auf eine in der Halbleitertechnik übliche Weise wird der Körper durch Oxydation in feuchtem Sauerstoff mit einer haftenden isolierenden Schutzschicht aus Siliziumoxyd überzogen. Auf einer Oberfläche des Körpers werden Oeffnungen so hergestellt, dass sich üi-er die Fläche erstreckende, 0,5 ¹^¹¹ breite Streifen zurückbleiben, die im Abstand von 0,5 mm voneinander liegen. Diese Bearbeitung srfolgt unter Anwendung eines photoempfindlichen Aetzgrundes und eines ebenfalls in der Halbleitert-chnik üblichen Aetzverfahrens. BSISPEL I.

Eine solche Scheibe wurde zusammen mit einer Arsenmenge Ln ein entlüftetes und luftdicht verschlossenes Siliziumrohr gageben und während QO Minuten auf 1000 C erhitzt, so dass Arsen durch die Oeffnungen in der Siliziumoxydschicht in den Körper eindiffundierte und in der ITShe der Oberfläche in den Oeffnungen η -leitende Zonen im Körper entstanden. Diese Behandlung ergab in den Oeffnungen

21

eine Arzenkonzentration an der Oberfläche von mehr als 10 Atomen/cc Die Siliziuraoxydschicht wurde dann durch Lösen in Plussäure entfernt. Der Körper wurde neben eirer Galliumoxydquelle in einem Ofen =ngwordnet und 4 Minuten auf 1300 C erhitzt, wahrend ein Gemisch aus Stickstoff und Wasserstoff Über das Galliamoxyd und dann über den Körper geleitet wurde. Während/dieser Erhitzung diffundierte Gallium, das aus dem Galiiumoxyd erhalten wurde und in Silicium schneller als Arsen eindiffundiert, in die Oberfläche, drang tiefer in den Körper ein als daa zuvor βindiffundierte Arsen und wurde in denjenigen Teilen des Körpers, die die vorher «iniif-

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fundierte Arsenkonzentration enthielten, verzögert. In diesen Zonen in der Nähe der Oberfläche war die Arsenkonzentration grosser als die Konzentration des eindiffundierten Galliums, so dass diese Zonen η-leitend ti ieten. Die 3al Ii umdiffus ion ergab indolgedessen gleichzeitig zwei pn-Ueberglnge, während sie durcn die Konzentration des vorher eindiffundierten Arsens so stark verzögert wurde, dass der am tiefsten ia Korper liegende pn-Uehergang gestuft ist. Fig. zeigt las Muster der Dotierunejsstoffverteilung, wie es ":ei «sinem Verfahren nach der Erfindung.erhalten wurde. In Pig. 1 is c über ι aufgetragen, wobei c die Dot ie rungsstoff konzentration und ι der Abstand von der Oberfläche der Scheibe ist. Die linie C₁ bezieht sich auf die ursprüngliche Donatorkonzentration in der Auagan^e-Bcheibe, die Kurve ₃ auf dor. diffundierten Donator, die Kurve b auf die ungestörte Akzeptordiffusion und die Kurve b_ auf die verzögerte Akzeptordiffusion. Die in Fig. 1 angegebenen Abmessungen" χ , χ , χ ,w und d wurden nit Hilfe einer geeigneten Schneide-

^a "1 ^b2
und Färbetechnik gemessen. Zs wurden die fol^anden Yerte erhalten!

x_e « 2,9 /U, x_fc =. 4,3/U, x_b - 4,8/U, w - 1,4/U und d . 0,5/u.

Die Breite der schaalen p-leitenden Zonen, die unter der Stelle liegen, an der zur Durchführung der ersten Arsendiffusion das Siliziumoxyd entfer.it worden war, ist 1,4yU, und die Galliumdiffusion ist so stark verzögert worden, dass die Stufe im am tiefsten im Körper liegenden inr-Uebergang 0,5yU betragt. BSISPISL 2.

Die Bedingungen entsprachen denen im 3eiBpiel i_t ausgenommen, dass die TaI Ii umdiffus ion linger, d.h. während 8 MI nute α,

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bei 1300°C durchgeführt wurde. Dies ergab die folgenden Warte: x_e « 3,2,u, x_b « 5»7/U, x_b - 6,5 ,u, w . 2,5/u und d « 0,8,u.

BEISPIEL 3.

Die Bedingungen entsprachen denen im Beispiel 1, mit der Auenahn», dass die GaHiuradiffusion wahrend 12 Minuten bei 1300 C durchgeführt wurde. Dies ergab die folgenden Werte«

χ . 3»5/U» *_v - 6»9/U, x, - 7,7/U, w - 3»4/u und d « 0,8 ,u. ⁹ I ^bi '2 ' ' '

BSI S PISL 4.

Die Bedingungen entsprachen denen im Beispiel 1, mit der Aufnahme, dass die GaIliumdirfusion wahrend 16 Minuten bei 1300 G durchgeführt wurde. Dies ergab die folgenden Wertei

χ * 3|8/U, χ * 7,5,u, χ . 8, 3 /U₁ w ■ 3»7/U und d . 0,8/U. ^β / °] / "2 ' I 1

BSISPISL 5.

In diesem Beisfiel war das Ausgan^smaterial das gleiche wie im Beispiel 1, aber es wurde »tatt einer ersten Areendiffusion eine Ihosphordiffusion vorgenommen. Der Körner wurde in einem Ofen angeordnet, in dem Stickstoff bei 210 C über Fhosphorpentoxyd geleitet wurde und während 10 Minuten auf 1000°C erhitzt. Der KSrper wurde aus dee Rohr genoacen, die 5i Ii »i umoxy dec hie ht wurde entfernt und anechliessend wurde unter den gleichen Bedingungen wie ix

cd Beispiel 3, d.h. während 12 iünuten bei 130ΰ°0, Gallium eindiffun-

diert. Dies ergab die folgenden Werter

x- 3,i/u, x, - 4»7/u, χ, . 6,4/U, w - 1,1/U und d « 1,7/U. * ^ 1 ¹Z-'' ' '

OO SSIsnSL 6.

CD —————

Die 3edinga:i5en ents] rächen denen iu Beispiel 5> mit der

BAD ORiGIMAL

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Abnahme, dass die Phosphordiffusion in einer kürzeren Zeit, nSmlich 5 Minuten, "bei 1000 C erfolgte. Dies ergab die folgenden Wertet

i_e = 5,0/U, x_b - 7,3/u, x^ - 6,2/u, w « 2,3/u und d - 0,9/U.

BSISPIZL 7·

In diesem 3eispiel wurde zunächst Arsen während 90 Minuten bei 1öOO°C eindiffundiert. Dann wurde die Siliziumoxydechicht entfernt und während 120 Minuten bei 1100 C Bor eindiffundiert. Dies ergab die folgenden Wertet

x_e - 2,6/U, χ . 4,9 /u, χ . 5,8/u, w · 2,3/u und d . 0,9/u.

Sin Verfahren zur Herstellung eines doppeltdiffundierten Siliziumepitaxialplanartransietors wird jetzt an Hand der Fig. 2 bis 18 beschrieben, die Schnitte durch einen Teil eines Halbleitericurpers während aufeinanderfolgender Herstellungestufen zeigen.

Bei der Herstellung wird von einer Scheibe mit einem Durchmesser von 2,5 ^c° ^aue η-leitendem Silizium mit niedrigem spezifischem Widerstand ausgegangen, in der der Donatordotierunfs-

18 stoff Phosphor mit einer konzentration von 3 x 10 Atoaen/cc ist und die auf eine Dick· you 250/U geschliffen und poliert wird, so das β sie eine schadenfreie Kristallstruktur hat und eine der

_(O Grundflächen optisch flach ist. Weil das Auegangematerial eine

co Scheibe mit einem Durchmesser von 2,5 cm ist, ergeben eich mehrere

Transistoren durch die Durchführung aufeinanderfolgender Herste1-

_o lungsBChritte unter Verwendung geeigneter Masken, so dass auf der

cd einen Scheibe mehrere gesonderte Vorrichtungen entstehen, die nachher durch Zerschneiden voneinander getrennt v/erden» aber das Verfahren wird jetzt mit Rücksicht auf die Herstellung jeder eln-

päD ORIGINAL

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zelnen Vorrichtung geschrieben, wobei angenommen wird, dass, wenn Maskierungs-Diffusion-, Aetz- und βinkergehende Heratellungsvorgänge erwähnt werden, diese Vorgänge gleichzeitig für jede gesonderte Vorrichtung auf der einen Scheibe vor der Zerschneidung erfolgen.

Sine tO/u dicke Schicht aus η-leitendem Silizium mit höherem spezifischem Widerstand wird epitaxial durch Aufdampfen auf der "bearbeiteten Flache der Scheibe erzeugt, wobei die epitaxiale Schicht· den Donator Phosphor in einer Konzentration von 2 χ 10 Atomen/cc enthält. Dann lSsst man durch eine 35 Minuten dauernde Behandlung bei 12OG°G in einer feuchten Sausrstof fatmosphäre auf der Oberfläche der epitaxial aufgebrachten Schicht eine etwa 0,5/^u dicke Siliziumoxydschicht wachsen.

Eine photoempfindliche Abdeckschicht aus einem unter dem Handelsnamen KPR (Kodak Photo Resist) erhaltlichen Material wird auf die Oberfläche der auf der epitaxialen Schicht befindlichen Siliziumoxydschicht aufgebracht. Fig. 2 zeigt einen Teil der Scheibe, die aus einer Unterlage 1 aus η — leitendem Silizium besteht, auf der sich eine Spitaxialschicht 2 aus n-leitendera Silizium befindet, die ihrerseits mit einer Siliziumoxydschicht 3 versehen ist, die mit einer Schicht 4 des Photoabdecklacks überzogen ist.

Mit Hilfe einer Maske wird die Photoabdecklackachicht 4 so belichtet, dass ein kreisförmiger Teil nti't einem Durchmesser von 75/^u ffägen die auffallende Strahlung abgeschirmt ist. Der nicht belichtete Teil der Abdecklackschicht wird mit einem Entwickler entfernt, so dass sich in der Abdecklackachicht eine

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Kreisförmige Oeffnung rait einem Durchmesser von 75/^u ergibt. Die unterliegende Siliziuraoxydschicht, die durch die C-iffnung freigelegt wird, wird jetzt mit einer aus Fluszeäure und Ainmoniumfluorid bestehenden Flüssigkeit geatzt. Die Aetzbaarbeitung wird fortgesetzt, bis in der Siliziumoxydschicht eine Oeffnung mit einem Durchmesser von 75/^u entstanden ist, wie Fig. 3 zeigt.

Die Sc .icht au3 Photoabdecklack wird dann durch Xoc-.en in einem Gea is cn aus ^as3erstof fperoxyd und SchwöfelaSurs vom übrigen Teil der Oberfläche' der Siliziuraoxyd3chicht entfernt. Dadur;a ergibt sich ein Kör* erteil nach Fig. 4 mit einer Oeffnung 5 in der Silizi unoxydsch; i-ht.

Der Körper wirl jetzt in einen aus zwei Abteilungen bestehenden Ofen gegeben, und Arsen wird in d^e durch die Oefinung 5 freigelegte Oberfläche eindiffundiert, so dass 3ich eine Smitterkonzentration ergibt, die aus einer an die Oberfläche grenzenden n^-leitenden Zone mit niedrig«r.i spezifischen! ffideratand besteht Die n⁺~leitende Zone ό ist in Fig. 5 ^al^s genau abgegrenzt dargestellt, aber in der Praxis nimmt die DonatorKonzentration von der Oberfläche her allmählich mit zunemendem Abstand von der Oberfläche ab. Die Diffusion erfolgt in einem Ofen mit zwei Abteilungen, wobei eine aus Arsentrioxyd bestehende Arsen^uelle in einer Abteilung auf einer Temperatur von 1200 C gehalten und in der anderen Abteilung der Siliziumkörptr auf ein9r Temperatur von 1280 C gehalten wird. Die Diffusion findet dadurch statt, da33 Stickstoff Über daa erhitzte Arsentrioxyd und dann über den Siliziurakörper geleitet

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wird. Die Diffusionszeit beträgt 4 Minuten, wolei s.ch in der η leitenden Zone eine Oberflächenkonzentration von Arsen von mehr

21
als 10 Atomen/cc ergibt.

Der Siliziurakörper wird aua dem Ofen genommen und die betreffende Oberflache erneut mit einer Photoabdecklackschicht aus KPH Überzogen. Fig. 6 zeigt eine solche Fhotoabdecklackschicht 7 auf der Oberfläche und in der Oeffnung 5. Die Schicht 7 wird jetzt mit Hilfe einer Maske so belichtet, dass -sin kreisförmiges Gebiet mit einem Durchmesser von 175/^u» das auch das Geliet der zuvor hergestellten Oeffrvung 5 umfasst, gegen die auffallende Strahlung abgeschirmt wird. Der nicht leuchtete Teil der Schicht 7 wird mit einem Entwickler entfernt, so daaaeich eine kreisrunde Oeffnung mit einem Durchmesser von 175/^u in der Photoabdecklackschicht ergibt. Fig. 7 zeigt eine derartige Ceffnung in der Schicht 7· Es wird wieder mit dam oberwahnten Aetzmittel geStzt, so dass in der Siliziumoxydsc^icht unter der Oeffnung in der rhotoabdecklackachicht eine entsprechende Ceffnung mit einem Durchmesser von 175/U entsteht. Pig. S zeigt eine derartige Oeffnung 6. Der übrige Teil des Fhotoatdecklackes auf der Oberfläche wird jetzt durch Kochen in einem Gemisch aus Wasserstoffperoxid und Schwefelsaure entfernt.

Der Körper wird wieder in einem Ofen mit zwei Abteilungen angeordnet, und Bor wird in den durch die Oeffnung 8 freigelegten Teil der Oberflache eindiffundiert. Die Bordifiusion wird in der η -leitenden Zone, d.h. in der eine hohe Konzentration an diffundiertem Arsen enthaltenden Zone, verzögert. Die Konzentration des

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eindiffundierten Bors ist in der Nahe der Oberflache niedriger als die des Arsens, so dass sich durch die Bordiffusion gleichzeitig zwei pn-Ueberga" nge ergeben, die sich beide bis zur Oberflache erstracken. Fig. 9 zeigt den Körper nach der Bordiffusion mit einer n⁺-leitenden Emitterzone 9, einer p-leitenden Basiszone 10, einer η-leitenden Kolxektorzone 11, eiaem Sraitter-Basis-Uebergang 12 und einem Kollektor-Basis-Uebergang 13« Infolge der selektiven Verzögerung des Bora befindet sich ein Teil der unter dem Emitter liegenden Basiszone 10 in einer Tiefe von der Oberfläche her, die geringer ist als die Tiefe des angrenzenden, eich bis zur Oberfläche erstreckenden Teiles ist. Die Bordiffusion wird in einem Ofen mit zwei Abteilungen durchgeführt, wobei in einer Abteilung eine aus Bortrioxyd bestehende Borquelle auf einer Temperatur von 92ü C und in der anderen Abteilung der Siliziumkörper auf einer Temperatur von 110O⁰C gehalten wird. Die Diffusion erfolgt dadurch, dass zunächst Stickstoff und dann Wasserstoff Über das erhitzte Bortrioxyd und dann über den Siliziumkörper geleitet werden. Die Diffusionetedingungen werden so eingestellt, dass am 3nde der Smitter-Basis-Ue'ierlang in einar Tiefe von 3/U von aer ODerfiäche liegt, während die ceiden Teile der Basiszone in Tiefen von 4/^u bzw. 5/U liegen, d.h. die Breite der Basis unter dem Emitter ist 1/U und die Verzögerung bet ragt auch 1/U. Die Oberflachenkonzen-

iß tration des 3ors ist von der Cröesenordnung von 10 Atomen/cc.

wahrend der BordiffuBion wird die Oberflache des Körpers in der Oeffnung 6 mit einer dünnen Schicht Borglas und darunter liegendem Siliziumoxyd überzogen (dies ist in der Figur nicht dargestellt).

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Der Körper wird aus den Ofen genoranen, wonach ;nan in der Oeffnung 8 eine weitere Siliziumoxydschicht wachsen lässt, während die auf der Oberfläche zurückgeblieben-.- Siliziumoxydschicht verstärkt wird. Fig. 10 zeigt den Körper mit der neu aufgewachsenen Oxydschicht 16 auf der Oberfläche. ■

Wie Fig. 11 zeigt, wird dann auf die Siliziumoxydschicht eine Schicht 17 aus Phot ο ab decklack KPR auf get rächt, liit Hilfe einer Maske wird die Schicht 17 so belichtet, dass zwei jeViete gegen die auffäLlende Strahlung abgeschirmt werden, und zwar ein kreisförmiges Gebiet mit einem Durchmesser vor. 5Q/^Ut ^^{as 11}^r. der Emitterzone 9 liegt, und ei ringförmig es GeIi at mit ei neu Innendurchmesser von 100/U und einem Aussendurchmesser von I50/U, das uter der Stelle liegt, an der sich die Basiszone 10 bis zur Oberfläche erstreckt. Der unbelichtete Teil der Abdecklackschi^ht wird durch Bntwicklung beseitigt, so dass in der Photoabdecklackscriicht zwei Oeffnungen hergestellt werden, wie Fig. 12 zeigt. Dann wird mit der erwähnten AetzflUssigkeit geätzt, so dass sich in der Siliziumoxydschicht an Stellen unter den Oeffnungen in der Photoatdecklackachicht 1.7 entsprechende Oeffnungen ergeben. Fig. zeigt die Oeffnungen 18 und 19 in der Schicht 16. Der übrige Teil der Photoabdecklackschicht wird jetzt dur^h Kochen in einem Gemisch aus Wasserstoffperoxyd und Schwefelsäure entfernt»

Auf die obere Fläche des Körpers wird jetzt Aluminium aufgedampft. Fig. 14 zeigt die Alurainiumschicht 21 in den Oeffnungen 18 und 19 und auf der Oberfläche der Siliziumoxydschicht Die Oberfläche wird anschliesaend mit einem photoempfindlichen Lack

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überzogen, der unter dem Handelsnamen "Kopier! ack^M erhältlich ist, Fig. 15 zeigt die Lackschicht 22. Der Lack wird mit Hilfe einer Maske so belichtet, dass Gebiete, die die gleichen Abmessungen wie die Oeffnungen 16 und I9 aufweisen und rait diesen Oeffnungen Register halten, der auffallenden Strahlung ausgesetzt werden. Nicht belichtete Teile der Lackschicht werden dann mit einer schwachen JIaIi umhydroxydlSsung entfernt» Ls tlfeir-e . feile der Lac'«schicht auf der Aluminiuxschicht 21 an Stellen zuruc:-:, -iie den Stellen d-jr Oöffnungen 18 und 19 in. dar Siliziurooxydacnicht entsprachen, wie Fig. V: zeigt. Die nicht dursh die LacKschioht geschützten Teile der Aluminiumschicht 21 werden dann in Orthophosphorsäure gelöst, wonach der in Pi_t.. 17 dargestellte ΥΛτί'ίν entsteht. .Der übrige Teil d-^s Lacks wird dann in Azeton gelöst. Ss ergibt sich der in Fig. 13 dargestellte Körper, bei dem in dem Penstern 18 und 19 in der Siliziuraoxydschicht 16 Aluininiumaohichtrsste 2j r zw. 24 zurucKbleiben. Der Körner wird jetzt in einem Ofen 3 Minuten in einer Stic kstoffatmosphäre auf 6CC Z erhitzt, um die Alaxiniumschichten 22 und 24 aiit den unterlitgenien Oberflächenteilen des Körpers legieren zu lassen, wodurch sich ohr* cho Kontakte mit der 3asisaone und der Emitterzone ergeben.

Dann wird die Siliziumscheibe in eine Vielzahl gesonderter kleiner Scheiben unterteilt, aus deren jeder ein Transistor hergestellt werden kann. Der η -leitende Uhterlägenteil jeder Sinzelscheibe wird an den Bodenteil eines Gehäuses gelötet. Dann werden durch ein Hitzedruckverfahren Drähte mit den Aluminiumschichten 23 und 24 verbunden, während die anderen Enden der DrShte mit

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Stiften am Rand de» Bodenteiles verbunden werden. Danach wird eine Kappe mit dem Bodenteil verschmolzen, so dass der Transistor eingekapselt ist.

Ein Verfahren zur Herstellung eines doppeltdiffundierten •pitaxialan Mesaeilitiumtranaietors wird jetzt an Hand der Fig.2 "bi· 5 und 19 tie 23 der "beiliegenden Zeichnung beschrieben, die Schnitte durch einen Teil eines Halbleiterkörper während aufeinanderfolgender Herstellungeatufen darstellen.

Der erste Teil des Verfahrene, bis einechlieselich der an Hand der Tig. 2 bis 5 beschriebenen Arsendiffusion, ist identisch mit dem im vorstehenden geschilderten Verfanren. Anschliessend wird die auf der Oberflache zurückgebliebene Siliiiumoxydschicht 3 durch Auflösung in Plus ze lure beseitigt. Der Körper wird in einen Ofen mit zwei Abteilungen gegeben und lalllua wird über die ganze Oberflache eindiffundiert, so dass sich der in Fig. 19 dargestellte Aufbau ergibt. Die Galliumdiffusion win ähnlich wi= die im vorstehenden beschriebene Bordiffusion verzögert. Pig. 19 zeigt denn auch eine n⁺-leitende Emitterzone 2£, eine p-leitende Basiszone 30, eine η-leitende Kollektor »one 31, einen sich bis zur Oberfläche erstreckenden Saitter-Basis-Uebergang 32 und einen sich quer durch den Körper erstreckenden Kollektor-Basie-Uebergang 33. Die Sali.iumdiffuei.on erfol.-t in einem Cfen mit zwei Abteilungen, wobei die aue GalliutBtricxyd bestehende Galliumquelle in einer Abteilung auf einer Temperatur von 12OC⁰C und der Siliziumkörper in der anderen Abteilung auf einer Temperatur von '250⁰C gehalten wird. Der Gasstrom ist ein Gemisch aue Stickstoff und "Sasserstoff.

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Die Diffusionebedingungen werden so eingestellt, dass die Breite und Tiefe der Basis nahezu gleich den beim vorstehenden Verfahren erhaltenen Werten sind. Während der Diffusion billet sich auf der Oberflache ei» Qlasschicht, die nachher in Fluezslure aufgelöst wird.

Man lttest wieder eine Siliziumoxydschicht 35 ^auf der Oberflache wachsen, wonach auf diese Schicht 33 sine Schicht 36 aus Photoabdecklack aufgebracht wird. Mit Hilfe von den beschriebenen Ähnlichen Verfahren werden in der Siliziumoxydschicht 35 «n Stellen, die der Lage der Emitter- und Basiszonen auf der Oberflache entsprechen, Oeffiungen 37 und 38 hergestellt. Fig. 20 zeigt die Oeffnun^en 37 und 38 in der OXydechicht 35 mit den zurückgebliebenen Teilen der Photoabdecklackschicht 36 »uf der Siliziumoxydschicht. Diese Teile der Schicht 36 werden dann beseitigt. Anschliessend wird Aluminiun auf die ganze Oberfläche aufgedampft und mit Hilfe von den vorstehend beschriebenen ahnlichen photographiachen und Aetzverfahren werden in den Oeffnungen 37 und 38 Alumini umschichten 39 bzw. 40 vorgesehen, wie Fig. 21 zeigt, Nachdem das Aluminium mit dem unterliegenden Teil dee Körpers legiert worden ist, wird eine Schicht aus einem unter dem Handelsnamen KMEB (Kodak Metal Etch Resist) erhaltlichen photoempfinalichen Aetzgrund auf der Oberfläche angebracht und dann durch photοgraphische Verfahren seleKtiv entfernt, so dass sfch¹ die in Fig. 22 dargestellte Schicht 41 ergibt.

Der Körper wird jetzt mit Hilfe eines Gemisches aus FlusssSure, Salpetersäure und UssigsSure so geätzt, dass ein Mesaaufbau

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- 33 - · FHB. 31.479

entsteht. Der erhaltene Körper ist in Fig. 23 dargestellt. Dia Scheibe wird dann in einzelnen Transistoranordnungen unterteilt, die je an einen Gehäueeboden angelotet werden, wonach Drähte mit den Schichten 39 ^und 40 verbunden werden und echliesslich auf die gleiche Weise, wie sie im vorstehenden beschrieben wurde, der Transistor eingekapselt wird.

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Claims (1)

1. - 34 - - PHB. 31.47?

   PATSWTANSPBU3CH5:

   1. Verfahren zur Harstellung eines Tranaistors, der ninen

   Halbleiterkörper oder -körperteil enthalt, der eine diffundierte Emitterzone vom einen Leitfahigkeitatyp aufweist, die sich fels zu einer flachen Oberfläche des Körpers oder Körperteiles erstreckt und im Körper oder Körperteil innerhalb einer diffundierten Basiszone vom entgegengesetzten Leitflhigkeitstyp liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Emitter- und Basiszonen nacheinander dadurch hergestellt werden, dass* in einen ersten freigelagten Teil einer flachen Oberfläche des Halbleiterkörper oder -körperteilee vom einen Leitfahigkeitstyp ein für den einen Leitfähigkeitetyp charakte« ristischer Dotierungsstoff eindiffundiert wird, der im Halbleitermaterial des Körpers oder Körperteiles eine verhaitnismässig niedrige Diffusionsgeschwindigkeit hat und bei der Diffusion verhältnismassig hohe Konzentration liefert, und dass dann in einen zweiten freigelegten Teil der einen flachen Oberfläche des Körpers oder Körperteiles, welcher zweite Teil einen grösseren Flächeninhalt als der erste Teil hat und diesen einschliesst, ein für den entgegengesetzten Leitfahigkeitstyp charakterischer Dotierungsstoff eindiffundiert wird, der eine verhältnismiss ig hohe Diffusionsgeschwindigkeit in Material des Halbleiterkörper« oder

   Q -körperteiles aufweist und der in demjenigen Teil des Köders, der

   den vorher eindiffundierten für den einen Leitflhigkeitatyp oh»r»kte-

   **· ristischen Sot ie rung· stoff enthalt, selektiv verzögert wird, so dass

   ~ der Teil der Basiszone, der sich unmittelbar unter der StfLtttfsspwt

   j». befindet, im Körper in einer Tiefe von der eisen Oberfläche her

   liegt, die geringer al· die Tiefe de«_v angrenzenden sieh bis zur «inen

   - 35 - PHB. 31.479

   Oberfläche erstreckenden Teiles der Basiszone ist.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nachfolgende Diffusion des für den entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp charakteristischen Dotierungsstoffes in einen zweiten freigelegten Teil der einen Oberflacht erfolgt, der den ersten Teil allseitig umgibt, so dass die im Körper oder Körperteil gebildete diffundierte Basistone die Emitterzone allseitig innerhalb des Körpers oder Körperteiles umgibt.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei den betreffenden Diffusionstemperaturen dar Diffüsionekoeffizient des für den entgegengesetzten Leitfähigkeitetyp charakteristischen Dotierungestoffs im Material des Halbleiterkorpers oder -körperteiles vom einen Leitfthigkeitstyp wenigstens das Fünffache des Diffusionakoeffizientun des für den einen Leitfahigkeltstyp charakteristischen Dotierungssteffs im Material dee Halbleiterkörper oder -korperteiles vom einen LeitfShigkeitatyp betragt.

   4. Verfahren nach einen der Ansprüche 1 lie 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf wenigstens der einen flachen Oberfläche des HalVleiterkörpers oder -kOrperteiles eine haftende isolierende Schutzschicht erzeugt wird, womch in der Isolierschicht eine

   to Oeffnung hergestellt wird, im den ersten Obarflächenteil freizulegen,

   Ό wonash ein für den einen Leitfähigkeitstyp charakteristischer Dotie-

   ® runösstoff, fur den die Isolierschicht undurchlässig ist, in den

   ο f reigel-j^ten ersten Ob β rf lächenteil eindiffundiert wird, wodurch

   cd sich eine Dotierungastoffkonzentration für eine Saiitterzone ergibt,

   dann in der glichen Isolie rs: nicht eine 2-*eite Oef.nung nervest rl It

   - 36 - ' PHB.31.479

   wird, um den zweiten Oberfläohenteil freizulegen, und anschliessend ein für den entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp charakteristischer Dotierungsstoff, für den die Isolierschicht undurchlässig ist, in den freigelegten zweiten Oberflöchenteil eindiffundiert wird, wodurch sich gleichzeitig der Basie-Kollektor-Uebergang und der Smittsr-Basis-Uebergang ergeben, die sich beide bis zur einen Oberfläche erstrecken. .

   5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass während oder nach der Diffusion des fur den entgegengesetzten Leitfahigkeit3typ charakteristischen Dotierungestoff in den zweiten Oberflächenteil erneut eine haftende isolierende Schutzschicht auf diesem zweiten Oberflächenteil gebildet wird, die sich an die vorher gebildete Isolierschicht anechliesst, wonach in der Isolierschicht weitere Oeffnungen hergestellt werden, um die Emitter- und Basiszonen an den Stellen freizulegen, an denen sie sich zur einen Oberfläche erstrecken, und ohmsehe Kontakte mit den freigelegten Smitter- und Basiszonen dadurch hergestellt werden, dass in den weiteren Ceffnungen ohmsches Kontaktmaterial angebracht wird, während die Isolierschicht, die die sich bis zur einen Oberfläche erstreckenden Teile des Emitter-Basis-Ueverganges und des 3asis-Kollektor-Ue-ergangcs bedeckt, belassen wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5> dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterkörper aus Silizium besteht.

   7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dor Halbleiterkörper oder -körperteil anfangs aus n-leitendem

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   - 37 - · PHB. 31.479-

   Silizium besteht, der zuerst einaiffundierte für den einen Leitfähigkeitstyp charakteristische Dotierungsstoff Arsen ist und der nachher eindiffundierte für den entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp charaktaristische Dotierungsstoff Bor ist. 8. Verfahren ach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass

   der Halbleiterkörper oder -körperteil anfange au3 n-leitendem Silizium besteht, der zuerst eindiffundierte für den einen Leitfähigkeit styp charakteristische Dotierungsstoff Antimon ist und der nachher ei ndif fundierte fur den entgegengesetzten Leitfähigkaitstyp charakteristische Dotidruntjsatoff Bor ist.

   9» Verfahren nach einem der Ansprüche 6 "bis 8, dadurch

   gekennzeichnet, dass die haftende isolierende Schutzschicht aus Siliziuraoxyd besteht.

   10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gektinnzeich.net, dass der für den einen Leitfähigkeitstyp charakteristische Dotiörung33toff in den durch eine erste Oeffnung in einer haftenden isolierenden Schutzschicht auf der einen Oberfläche, welche Schicht undurchlässig für den für den einen Leitfähigkeitstyp charakteristischen Dotierungsstoff ist, freigelegten ersten Oberflächenteil der einen Oberfläche eindiffundiert wird, dann die Isolierschicht entfernt wird und danach der für den entgegengesetzten Leitfahigkeitatyp charakteristische Dotierungsstoff in die ganze eine Oberfläche eindiffundiert wird.

   11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterkörper oder -körperteil aus Silizium besteht.

   12. Verfahren»nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,

   909884/0894

   - 38 - ' PHB.31.479

   daes der Halbleiterkörper oder -körperteil anfangs aue η-leitendem Silizium besteht, der zuerst eindiffundierte fur den einen Leitflhigkeitstyp charakteristische Dotierungestoff Arsen ist und der nachher eindiffundierte für den entgegengesetzten Leitfähigkeitatyp charaicteris/tiacne Dotierungsstoff Gallium ist.

   13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeicnnet,

   dass der Halbleiterkörper oder -körperteil anfangs aus rv-leitendera Silizium besteht, der zuerst eindiffundierte für den *sinen LeitfShigkeitatyp charakterifltieche Dotierungastoif hraen ist und der nachher eindiffundierte für den entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp charaicttirisxi&cne Dotierungsstoi f Aluminium ist. 14· Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,

   dass dar Halbleiterkörper oder -körperteil anfangs aus n-leit3ndem Silizium bestent, während der »uerst eindif fundi-är^e für den ei ien Leitfähigkeitstyp charakteristische Dotifjrun^3Stoff Arnsen und dar nachher eindiffundieruö fur den entrjgengesetzten LeitfähigKeitstyp charakteristische Dotier :ngsstolf Bor ist.

   15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeicnn-;t, dass der HalbleiXerKörper oaer -körp-irteil anfangs aus n-leixenuyin Silizium besteht, während der zuerst eindiffundierte für den einea Leitfähigkeitstyp charakteristische Dotierungsstoff Phosphor und der nachher eindiffundierte für den entgegengesetzten Leitfahigkeitatyp charakteristische Dotierungsetoff Oallium ist.

   16. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterkörper oder -körperteil anfangs aus n—!»itendaa Silizium besteht, während der zuerst eindiffundierte für ά&η einen

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   - 35 - PHB.31.479

   Leitflhigkeitetyp charakteristische Dotierungestoff Phosphor und der nachher ·indiffundierte f\ir den entgegengesetzten Leitfähigkeitetyp charakteristische Dotierungsetoff Aluminium ist.

   17. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterkörper oder -körperteil anfangs aus n-leitendem Silizium besteht, wahrend der zuerst eindiffundierte für den einen Leitfähigkeitetyp charakteristische Dotierungsstoff Antimon iet und der nachher eindiffundierte für den entgegengesetzten Leitf»higk«itstyp eharaicteristische Dotierungsstoff aus der Gruppe Bor, Gallium und Aluminium gewählt wird.

   18, Verfahren nach einem der Ansprüche U "bis 17₁ dadurch gekennzeichnet, dass, -nachdem xn die eine Oberfläche Über ihre ganze Ausdehnung der fur den entgegengesetzten LeitfShigkeitstyp charakteristische Dotierun£S8toff- eindiffundiert worden ist, auf dieser Oberfläche eine haftende isolierende Schutzschicht gebildet wird, wonach in der Isolierschicht Oeffnungen hergestellt werden, uns die Emitter- und Basiszonen an den Stellen, an denen sie sich tis zur Oberfläche erstrecken, freizulegen, dann durcn die Anbringung ohmgchen .Kontaktmaterials in den Qe.fi'nungen ait diesen Zonen ohrnsche* Kontaict«. hergeete^it werde:; und echliesslich der KSxper so

   wird, dass ein Meβa-Auf'· au entsteht und die seitliche Ausde.inung der Basiszone una irfs -ntarliegenien L-LoIIerrtor-Basxs-

   O₀ Ueberganges t-egrenzt wird.

   *->· 19. Verfahren zur Herste^iun^ eines Mesatransistors,

   das eine abgeänderte A usfür. rungs form des Verfahrens nach den

   ^ Ansprüchen 1 bie 3 und 1C Vis 1" ist, . iadurc:: _reksnnzeic.inst, aass

   auf der °ir.er. flacher, Oerf :Λ^'μζ des KKr,. ν rs oder I-."cr;erteil es eine

   BAD ORiGi

   - 40 - PHB. 31.479.

   haftende i so lie rend, β Schutzschicht gebildet wird, wonach in der Isolierschicht eine Oeffnung hergestellt wird, um einen Oberflächenteil des Körpers oder Körperteils freizulegen, und dann ein für den einen Leitfähigkeit β typ charakteristischer Dotierungsetoff, für den die Isolierschicht undurchlässig ist, eowie ein für den entgegengesetzten Leitfähigkeitetyp charakteristischer Dotierungestoff, der leicht durch die Isolierschicht hindurch diffundieren kann, gleichzeitig in die eine Oberfläche des Körpers oder Körperteiles eindiffundiert werden, wobei der Dotierungsstoff vom einen LeItflhigkeitstyp nur in den freigelegten Oberflächenteil und der Dotierungsetoff too entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp über die · ganze Ausdehnung in die eine Oberfläche eindiffundieren, so dass sich eine Wechselwirkung der Diffusion der Dotie rungestoffe im Teil des Körpers oder des Körperteiles, der an den freigelegten Oberflächenteil grenzt, ergibt und die Diffusion des Elementes τοπ entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp in diesem Teil selektiv verzögert wird.

   20. Verfahren zur Herstellung eines doppeltdiffundierten

   npn-Silisiumeeatransistors, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst an einem Halbleiterkörper oder -körperteil aus η-leitendem Silizium eine Hache Oberfläche hergestellt wird, dann auf der flachen

   ^Q Oberfläche eine haftende isolierende Schutzschicht gebildet wird,

   _to danach in der Isolierschicht eine erste Oeffnung hergestellt wird,

   ^. um einen ersten Oberflächenteil des unterliegenden Körpers oder o

   Körperteiles freizulegen, dann im Körper oder Körperteil in der

   Vähe das ersten Oberflächenteiles eine Bmitter*onenddtierungsetoffkonzer.traticr. dadurch gebildet wird, dass in den durch die erste

   BAD

   - 41 - ' PHB. 31.479

   Oeffnung freigelogten Oberflächenteil ein Donatordotierungsstoff βindiffundiert wird, der in Silizium eine verhältnismässig geringe Diffusionsgeschwindigkeit hat, nach Diffusion eine verhält nismäss ig hohe Konzentration ergibt und für den die Isolierschicht undurchlässig ist, wonach die Isolierschicht von der flachen Oberfläche entfernt wird, dann gleichzeitig ein Emitter-Basis-Uebergang und ein Kollektor-Baais-Uebergang dadurch hergestellt werden, dass indie flache Oberfläche ein Akzeptordotierungsstoff eindiffundiert wird, der in Silizium eine verhältnismässig hohe Diffusionsgesciiwindigkeit aufweist, so dass die Diffusion des Donatordotierungsstoffes im Teil des Körpers oder des Körperteiles, der die zuvor eindiffundierte Donatorkonzentration enthält, selektiv verzögert wird, und so dass der unterhalb der Emitterzone liegende Teil der Basiszone sich von der flachen Oberfläche her bis zu einer geringeren Tiefe erstreckt als der angrenzende Teil der Basiszone, der sich, bis zur flachen Oberfläche erstreckt, wonach erneut eine haftende isolierende Schutzschicht auf der flachen Oberfläche gebildet wird, dann in. dieser Isolierschicht Oeffnungen, hergestellt v/erden, um die Emitterzone und die Basiszone an den Stellen, an denen sie sich bis zur flachen Oberfläche erstrecken, freizulegen, und danach ohmaches Kontaltmaterial in diesen Oeffnungen angebracht wird, wonach der Halbleiterkörper oder -körperteil

   co '

   _o so geätzt wird, dass sich ein Meseaufbau ergibt und die seitliche

   OO Ausdehnung der Basiszone und des Basis-Kollektor-Uebergangee

   **" beschränkt wird, während die Isolierschicht wenigstens auf den

   o ■

   Q₀ Teilen der flachen Oberflache, bis au denen sich der Emitter-

   co ■

   *»- Basis-Uöbergang erstreckt, belassen wird. _p

   - 42 - ■ PHB. It.479.

   21. Verfanren nach Anspruch 20, dadurch gekeonseichnet, daas der in den ersten Oberflächenteil eindiffundierte Donatordotierungsstoff Antimon oder Arsen ist und der nachher in die flache Oberfläche eindiffundierte Akzeptordotierun-jsetoff aua der aus Bor, Gallium und Aluminium "bestehenden Gruppe gewählt wird.

   22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der in den ersten Oberflachenteil eindiffundierte Donatordotierungastoff Phosphor und der nachher in die flache Oberfläche eindiffurnierte Akzeptordotierungsstoff Gallium oder Aluminium iet.

   23. Verfa.'.ren nach den Ansprüchen 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daas die auf der einen Oberfläche gebildete *nhaftend3

   isolierende Schutzschicht aus Siliziumoxyd testeht. 24· Verfahren zur Herstellung eines doppeltdiffundierten

   npn-Siliziuraplanartransistors, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst an einem Halbleiterkörper oder -körperteil aus n—leitenden Silizium eine flache Oberfläche hergestellt wird, wonach auf der flachen Oberfläche eine haftende isolierende Schutzschicht gebildet wird, dann in der Isolierschicht eine erste Oeffnung angebracht wird, um einen ersten Oberflächenteil des unterliegenden Körpers oder Körperteiles freizulegen, sodann im Körper oder Körperteil in der Nahe des ersten Oberflächenteiles eine SmittersonendotierungastoffKonzentration dadurch angebracht wird, dass in den durch die erste Oeffnung freigelegten ersten Oberflächenteil ein aus Antimon oder Arsen bestehender Donatordotierungsstoff eindiffundiert wird, wonach in der Isolierschicht eine zweite Oeffnung hergestellt wird, um einen «weiten Oberflächenteil des unterliegenden Körpers oder

   90988A/0894

   - 43 - PH3.31.479

   Körperteiles freizulegen, welcher Oberflachenteil den ersten Oberflachenteil einschlieaet, dann ein Kbllektor-3asie..Uebergang und ein Emitter-Bas is-. Uebergang, die sich beide bis zur flachen Oberfläche erstrecken, gleichzeitig dadurch gebildet werden, dass der Akzeptordotierungestoff Bor derart in den zweiten Oberflachenteil eindiffundiert wird, dass die Bordiffusion durch die Konzentration des vorher eindiffundierten Antimons oder Arsens selektiv verzögert* wird und der unmittelbar unterhalb der Emitterzone liegende Tail der Basiszone sich von der flachen Oberfläche bis zu einer Tiefe erstreckt, die geringer als die Tiefe des angrenzenden, sich bis zur flachen Oberfläche erstreckenden Teiles der Basiszone ist, danach während oder nach der Diffusion des Bors in den zweiten Oberfl achenteil auf diesem zweiten Oberflächenteil erneut eine haftende isolierende Schutzschicht gebildet wird, sodann in der Isolierschicht weitere Oeffnungen hergestellt werden, u-n die Emitterzone und die Basiszone an dan Steilen, an densn sie sich zur flachen Oberfläche erstrecken, freizulegen, und schliesslich in diesen weiteren Oeffnungen ohms ehe 3 Kontakt mate rial angebracht wird, während die Isolierschicht, die die eich bis zur flachen Oberflache erstreckenden Teile des Saittar-Basis-Uererganges und des Kollektor-B&sis-Ueberganges bedeckt, belassen wird.

   25. Yerfa.ren zur Herstellung ein-;s Siliziuaplanartransistors, dadurch gekennzeichnet, dass die 2mitt«ardif fusion und axe 3asisdiffusion nacheinander arfoljen.

   26. Transistor, dadurch gekennzeichnet, dass sr aus einea Halbleiterkörper otter -körperteil bestent, der eine diffundierte

   90988W0894 ^^

   - 44 - PHB. 31.471

   Emitterzone vom einen Leitfähigkeit β typ die sich bis zu einer flachen Oberflache des Körpers oder Körperteiles erstreckt und im Körper oder Körperteil innerhalb einer diffundierten Basiszone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp liegt, und eine Kollektorzone vom einen Leitfähigkeitetyp enthält, wobei der unmittelbar unterhalb der Emitterzone liegende Teil der Basiszone in einer Tiefe im Körper oder Körperteil von der einen Oberfläche her liegt, die geringer als die Tiefe de3 sich bis zur einen Oberfläche erstreckenden benachbarten Teiles der Basiszone ist, während die Emitterzone einen in einen ersten freigelegten Teil der ei non Oberflache eindiffundierten fur den einen Leitfähigkeitstyp cnarakteriatischen Dot ie runksetoff enthält und die diffundierte 3aeiszone einen in einen zweiten freigelegten Teil der einen Oberfläche, der eint; grosser« Ausdehnung hat als der zuerst freigelegt· Cbdrflachenteil und diesen umgiot, eindiffundierten fur den entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp charakteristischen Dotierungsstof enthält, wobei während dieser Diffusion die Lage der pn-ttebergänge zwischen den Emitter- und Basiszonen unü zwischen den Basis- und KolleKtorzonen glöichzeitig oeatimat worden sind. 27. Transistor nach Ansprach 29, dadurcn gwkönnzeiciinet,

   dass did Basiszone üie Emitterzone allseitig im Körper oder Körperteil umgibt.

   2ö. Transistor nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass der !'asis-Kollektor-Ueterga.Tg sich bis sur einen Oberfläche erstreck.

   2;-, Transistor nach Anspruch 2c, dadurch gekennzeichnet, /

   dass auf z.;T einen Oberfläche, wenigstens auf dan Teilen der Ober-

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   - 45 - ^PH3· 31.479

   flache, bis zu denon sich der äraitter-Basis-Uebergang una aer Koliektcr-Bais-Uebergang erstrecken, eine haftende isolierende Schutzschicht angebracht ist.

   30. Transistor nach Anspruch 2δ oder 29» dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterkörper oder -körperteil aus Silizium besteht.

   31. Transistor nach Anspruch 2'j und 30, dadurch gekennzeichnet, class die Isolierschicht aus Siliziumoxyd besteht.

   32. Siliziumtransistor nach Anspruch 30 oder 31 -mit einem npn-Aufbauj dadurch gekennzeichnet, dass der eindiffundierte Donatordotierungsstoff, der den Leitfähigkeitstyp der Emitterzone bestimmt, Arsen oder Antimon ist undder emd if fundierte Akzeptordotierungsstoff, der den Leitfähigkeitstyp der Basiszone bestimmt, Bor ist,

   33. Transistor nach Anspruch, 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass eich der Kollektor-Basis-üebargang nahezu parallel zur einen Oberfläche erstreckt und dass der Halbleiterkörper oder -körperteil einen Mesa-Aufbau aufweist, innerhalb dessen die Emitter- und Basiszonen liegen.

   34· Transistor nach Anspruch. 33» dadurch gekennzeichnet,

   das3 sich auf der einen Oberfläche, wenigstens auf dem Teil der Oberfläche, bis zu dam sich der Smitter-Basis-Uebergang erstreckt, eine haftende isolierende Schutzschicht befindet.

   35· Transistor nach Anspruch 33 odur 34» dadurch gekenn-

   eeichnet, dass der Halbleiterkörper oder -körperteil aus Silizium besteht.

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   - 46 - ' PH3.31.479

   3β. Transistor nach Anspruch 34 oder 35» dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht aus Siliziumoxyd besteht. 37· Siliziumtransistor nach Anspruch 35 oder 36 mit

   einem npn-Aufbau, dadurch gekennzeichnet, dass der eindiff undiertei Donatordotierungsstoff, der den LeitfShigkeitstyp der Emitterzone bestimmt, Phosphor ist und der eindiffundierte Akzeptordotierungstoff, der den Leitfähigksitstyp der Uasissone bestimmt, jaliiuiE oder Aluminium ist.

   3b. S-liziunJtransistor nach Anspruch 35 oder 36 mit

   npn-Aufbau, dadurch gekennzeichnet, dass der eindiifundierte Donatordotierungset off, der den Leitfähigkeitstyp der Emitterzone bestimmt, Arsen oder Antimon ist und der eindiffundierte Akze^tordotierungeatoff, der den Leitfälugkeitstyp der I-asiszone bestiniTit, Bor, Gallium oaer Al-Jminium ist.

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   Q ORiGINAL

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