DE1589866A1 - Halbleiterbauelement mit einem Schutzueberzug und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Halbleiterbauelement mit einem Schutzueberzug und Verfahren zu seiner Herstellung

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DE1589866A1 DE19671589866 DE1589866A DE1589866A1 DE 1589866 A1 DE1589866 A1 DE 1589866A1 DE 19671589866 DE19671589866 DE 19671589866 DE 1589866 A DE1589866 A DE 1589866A DE 1589866 A1 DE1589866 A1 DE 1589866A1
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Description

1580866
5357
rmlifc eiaaeta 'SshntmVbeTüwg w&a
Öle■.Er'firidnaais.. bezieilt sfcJi auf einen verbesserten Seiiuts-Uixd jt^ssxvieirung-fi'ölse-izaag für sien Ifalbleiterkörper von i^i lib Ie i t
-Die bisher bekannten Passivierungsschichten für HaIbleiterbaUeleiieate enthalten Silieiurnoxid nid Siliciumnitrid* Keine dieser bekannten üohutKsohichten lcann jedoch, vollßtündlig befriedigen. Durch Oxide von Silicium können Verunreinigungen wie Alkalimetalle und Wasser diffundieren j außerdem köririen oich wegen der Reduktion ■flea- Oxids durch eine auf ihm liegfinde Metallelektrode Kurzaehlüsae ergeben und schließlich können im Oxid eingeföngene Ladun^n im aktiven flalbleiterinaterial eine Ladung induiäiercn, die den Betrieb des Halbleiterbauelement es start* JJurch die Verv/endung von Üiliciumnitrid kennen zwar einige el ie or Nachtelle vermieden werden, doch treten oinerseitß beim Anlegen hoher JPelder an eine solche Bchlcht Leöketröme auf und führt anderereeitö def V/iderotand von oil Lciumni l;rld gegenfiber Ätzmitteln zu
v/onn man es b«i der üblichen Herstellung
BAD QRiGi i#JL
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von "Übergängen durch Diffusion dureh-.eine Maske aus foincesistivem Material hindurch wegätzen will» ' ; ; - ■
Diese Hachteile werden dadurch beseitigt» daß man den . Halbleiterkörper eines Harbleiterbauelementes mit einem. \S Schutzüberzug versieht, der erfindungsgemäß aus einem <'·;;. Glas in fester, amorpher Form besteht, welches Silicium, Sauerstoff und Stickstoff enthalt. Dabei ist der Sauerstoff in einem Anteil von vorzugsweise nicht mehr als 50 Gewichtsprozent, Stickstoff in einem Anteil von vorzugsweise nicht mehr als 35 Gewichtsprozent und Silicium in einem Anteil ■ von vorzugsweise nicht mehr als 60 Gewichtsprozent vorhanden. Der Siliciumanteil beträgt außerdem vorzugsweise' nicht, weniger als 46 Gewichtsprozent.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von Halbleiterkörpern mit einer solchen Schutzschicht besteht darin, daß man eine Anzahl von dissoziierbaren Gasen, die Silicium, Sauerstoff und Stickstoff enthalten, miteinander zur Reaktion bringt und das Reaktionsprodukt ein amorphes Glas auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers niederschlägt.
Die Erfindung wird nun auch anhand der beiliegenden Abbildungen ausführlich beschrieben, wobei alle aus - ■ der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale aur Lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen können und mit dem Willen ' ■ zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen wurden» '-'"-",■'
Die Fig. 1 zeigt, teilweise im Schnitt, ein Gerät ': "; zum Herstellen einen Schutzüberzug auf einem Halbleiterkörper gemäß der Erfindung.
ί,: 5^Sc ■' t589866
Di'e "Fig. 2 und 5 sind Schnitte durch Halbleiterbauelemente mit dem erfindungsgemäßen Schutzüberzug.
Die Erfindung besteht, darin, daß ein amorphes Glas, das durch Umsatz von Materialien wie Silanen, Ammoniak ; und Sauerstoff hergestellt wird, ausgezeichnet als Schutzüberzug für Halbleiterbauelemente geeignet ist. Bei der Herstellung von planaren Hallleiterbauelementen aus Siliciumkörpern besitzt ein solches Glas eine Anzahl von wesentlichen Vorteilen gegenüber den bekannten Schutzüberzügen, Es. haftef fest am Silicium, die G-renzflächenzustände, die bei einigen bekannten Schutzüberzügen vorhanden sind, treten nicht auf, die Diffusion schädlicher Verunreinigungen ist wesentlich geringer und die Isolationsfähigkeit ist besser als die der bekannten Schützüberzüge. Außerdem ist ein solches G-Ias auch dann gut geeignet^ wenn man zum Herstellen eines planaren Halbleiterbauelementes fotografische Maskierungen anwendet, da seine Itzgesehwindigkeit ausreichend hoch ist. Schließlich •feb dieses Glas auch zum Schutz und zur Passivierung von Materialien geeignet, mit denen diese Verfahren bisher nicht durchgeführt wurden.
Ein G-las ist eine Lösung von Bestandteilen und kann entweder als überkühlte Flüssigkeit oder als amorpher Festkörper bezeichnet werden, d.h. es ist eine Mischung, von Bestandteilen mit zufälliger Verteilung, die bei einer Temperatur unterhalb des Erweichungs- und Schmelzbereiches derart zähflüssig.ist, daß man sie als fest bezeichnen kann. Da ein G-las eine Lösung ist, kann man die Anteile der Bestandteile kontinuierlich ändern, d.h. diese liegen nicht fest, wie es bei einem kristallinen Festkörper der
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PaIl ist. Die Eigenschaften eines Glases ändern sich kontinuierlich in Abhängigkeit von den Anteilen der vorhandenen Bestandteile.
Die Erfindung ist auf einen Schutzüberzug für Halbleiterbauelemente gerichtet, der Silicium, Sauerstoff und Stickstoff in einem festen amorphen Zustand enthält. Der Schutzüberzug besteht aus einem Glas, bei dem man die Anteile der Bestandteile bzw. die Zusammensetzung kontinuierlich ändern kann, wodurch seine Eigenschaften in entsprechender Weise kontinuierlich geändert werden, und bei dem außerdem keine bestimmte Ordnung (long range order) in der atomaren Anordnung zu beobachten ist. Die atomare Struktur ist scheinbar polymer und die Bindung kovalent.
Damit man diejenigen Eigenschaften erhält, die zum Schutz und zur Bassivierung eines Halbleiterbauelementes erwünscht sind, enthält das Glas die angegebenen Bestandteile vorzugsweise in den folgenden Gewichtsanteilen: Silicium 46 bis 60 Gewichtsprozent, Sauerstoff bis zu 50 Gewichtsprozent und Stickstoff bis zu 35 Gewichtsprozent. Außerdem kann das Glas andere Elemente, z.B. eine geringe Menge Wasserstoff, enthalten, wenn eine besondere Eigenschaft eingestellt werden soll. Messungen haben gezeigt, daß die erfindungsgemäßen Halbleiterbauelemente mit einem Schutzüberzug aus einem derartigen Glas im Vergleich zu den bekannten Halbleiterbauelementen wesentlich verbessert sind. Das Glas haftet fest an den Halbleiterkörpern, bewirkt eine chemische und elektrische Passivierung und besitzt im Gegensatz zu den bekannten Schutzüberzügen nicht diejenigen Nachteile, die sich aus dem Einfangen von Ladungen, Grenzflächen-Energiezuständen
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U2ia elektrischen Leckströraen ergeben, die bisher die Eigenschaften eines Halbleiterbauelementes beeinflußt haben.
Der erfinaun;jsgenu;ße Schutzüberzug wird ganz allgemein uaüurch hergestellt, daß man eine Anzahl von dissoziierbaren Substanzen umsetzt, die Silicium, Sauerstoff und Stickstoff enthalten, diese Substanzen dißsoz!iert, um sie zur Reaktion zu bringen, und eine ternäre Zusammensetzung niedei'sehlägt, die Jillciupioxynitrid bezeichnet werden kann. Bin bevorzugtes. Verfahren zum niederschlagen dieser Zusammensetzung besteht in der pyrolytiachen Zersetzung geeigneter Gase wie Milanen, Ammoniak und Sauerstoff. Anstelle von Sauerstoff können "uch Stickstoffoxid oder Stickoxydul verwendet werden. Öle nach diesem Verfahren hergestellten Schutzüberzüge werden bevorzugt, da sie gegenüber chemischen Angriffen wideratandofnhiger als Schutzüberzüge sind, die nach anderen Verfahren hergestellt werden. Trotzdem können auch andere Verfahren angewendet werden, beiapieloweise eine Dissoziation durch Glimmentladung geeigneter Gase bei niedrigen Temperaturen oder eine Zerstäubung von Silicium in einer Snueretoff- und Stickstoffatmosphäre.
Stellt man eine atfindungijgeirnlße Schutzschicht durch pyrolytisch*; Zersetzung her, dann kann man sich den in der Ii1Ig. 1 dargestellten Gerätes bedienen. Ein Halbleiterkörper 10, auf dem die Schutzschicht hergestellt werden soll, liegt innerhalb einer evakuierbaren Kammer Vd auf einem Haltefelook 11» Zur Erwärmung e^iid geeignete Einrichtungen wie z.B. eine Induktionsopule 13 vorgeaehen. Zum Einlaß von üilanen, Ammoniak und Sauerstoff Bind Einlaßventile 14,-15 und 16 vorgesehen, wpftrend ein Auelaß 17 zum Evakuieren der Kammer und ζ um lint fernen der Ga oe dient. Die Abscheidung
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kann dadurch. geschehen, daß man den Halbleiterkörper auf eine geeignete Temperatur, vorzugsweise auf 800 - 12000O, erhitzt und die entsprechenden Gase einleitet. Ein Silicium-•kö'rper wird beispielswei se auf eine Temperatur von. vorzugsweise 900 bis 100O0C erwärmt. Beim Behandeln von Materialien wie Galliumarsenid das sieh, beim Erhitzen zarsetzt, oder wie Germanium, welches mit Stickstoff reagiert, werden andere Verfahren wie Glimmentladung oder Zerstäubung bevorzugt.
Bei der Behandlung von SiIieiumkörpera ist es erwünscht, daß alle Oxide beseitigt werden, die sich auf der Siliciumoberfläche befinden können, da durch diese diejenigen Nachteile, z,B. Ladungseinfang und Grenzflächenzustände, verursacht werden, die durch die Oxynitridsehicht beseitigt werden sollen. Aus diesem Grunde sollte das Silicium nioht nur durch Ätzen gereinigt werden, sondern auch bei einer Temperatur zwischen 1100 und 1200 0O im Vakuum geglüht werden, bevor man die reagierenden Gase einleitet.
Um zu vermeiden, daß sich zu Beginn eine Silioiumoxidschieht bildet, sollte der Ammoniak vor dem Sauerstoff eingeleitet werden, damit zu Beginn gebildete Schicht mit hoher Wahrscheinlichkeit stark nitridhaltig ist. Hierzu kann der Ammoniak unmittelbar vor dem Einleiten von Sauerstoff Über die Read;ionsflache geleitet werden« Die Dicke des herzustellenden Überzuges richtet sich nach dem beabsichtigten Verwendungszweck« Zur vollständigen Passivierung kann er beispielsweise o,1 bis o,2 Mikrons dick sein, während sie eine Dioke von weniger als 0,1 Mikron, a.B* 500 bis 600 % aufweist a wenn sie als dielektrische Zone in einem Unipolar-Transietor verwendet werden soll, an die das Steuerfeld
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angelegt wird. Die Dicke des niedergeschlagenen Überzugs hängt von der Reaktionstemperatur und von der Reaktionsdäuer ab. Bei einer Temperatur von 100Ö°0 scheidet sich der Überaug mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,002 Mikrons pro Minute (200 & pro Minute) und bei einer Temperatur von 1100 0O mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,07 Mikrons pro Minute (700 2. pro Minute) ab.
"Die Mengenanteile der verschiedenen Elemente im niedergeschlagenen Material' können variiert werden. Die im Einzelfall erwünschten, genauen Anteile werden dadurch erhalten, daß man die Mengenanteile der Reaktionsgase in der evakuierten Kammer steuert. Im allgemeinen muß wegen der Konvektionsströme in der Nähe des erwärmten Halbleiterkörpers ein unter hohem Druck stehendes Trägergas verwendet werden, mit dem die Reaktionsteilnehmer zum Halbleiterkörper geleitet werden. Das Trägergas kann ein nichtreagierendeB Gas wie Wasserstoff oder auch der Ammoniak sein, der an der Reaktionteilnimmt. In jedem lall sollte der Trägergasstrom in der Größenordnung von 3 bis 4 Litern pro Minute liegen. Wenn nicht der Ammoniak als Trägergas verwendet wird, kann dessen Strömungsgeschwindigkeit größenordnungsmäßig einige 100 cm $min betragen. Dagegen sollte in Ja em Pall die Strömungsgeschwindigkeit des Sauerstoffs zwischen etwa 10 und 70 cur/min und die Strömungsgeschwindigkeit des Silane zwischen etwa 0»1 und 0,5 cm /min betragen. Bach Volumenprozenten bereohnet enthält die Mischung dann etwa 1 - 2 io Sauerstoff, 0,001 bis 0,005 $ Silan und je nachdem, was man als Trägergas verwendet, 4 bis 8 $ oder 98 fo Ammoniak.
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DIe für die pyrolytisch^ Abscheidung wichtigen Parameter sind daher im allgemeinen die Mengenanteile der zugeführten Bestandteile, die Zeit und die Temperatur. Das Glas kann jedoch außerdem auch eine geringe Menge an Verunreinigungen wie Wasserstoff enthalten, der während, der Abscheidung im Schutzüberzug eingefangen oder gebunden wird. Dieser Anteil ist gewöhnlich jedoch sehr klein und durch ihn werden die Passiiierungseigenschaften der Schutzschicht, abgesehen von einigen erwünschten Änderungen, nicht wesentlich beeinflußt. Wasserstoff kann beispielsweise eingefangen werden, wenn man die Temperatur des Halbleiterkörpers während der Herstellung des Schutzüberzugs erniedrigt, wodurch die Ätzgeschwindigkeit des Schutzüberzugs in einem Ätzmittel wie HP vergrößert wird, ohne daß seine Wirksamkeit als Passivierungsschicht vermiiclert wird.
Das durch das beschriebene Verfahren niedergeschlagene Glas ist, wie bereits erwähnt, eine verfestigte, amorphe, glasförmige Mischung aus Silicium, Sauerstoff und Stickstoff. Der Schutzüberzug, durch den Verunreinigungen wie Alkalimetalle, Ionen und Wasserdampf nicht diffundieren können und dessen Eigenschaften auch dann nicht verschlechtert werden, wenn auf ihm eine Metallelektrode befestigt ist, haftet gut an und ist ein ausgezeichneter elektrischer und thermischer Isolator. Er besitzt mit anderen Worten im wesentlichen alle diejenigen Eigenschaften, die zur elektrischen und chemischen Passivierung von Halbleiterbauelementen notwendig sind. Mit diesem Glas kann man sowohl Germanium und Galliumarsenid als auch Silicium überziehen und es zeigt sich, daß es sowohl zum Maskieren als auch zum Passivieren dieser Halbleitermaterialien nützlich ist.
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In. der Pig. 2 ist ein Transistor mit einem erfindungsgemäßen Schutzüberzug gezeigt. Er enthält einen Halbleiterkörper mit Zonen 21, 22 und 23 von abwechselnd entgegengesetztem Leitungstyp und dazwischenliegenden Übergängen 24 und 25· Der Halbleiterkörper ist auf einer Platte 26 befestigt, die aLs Elektrode dient, wahrend für die übrigen Zonen Elektroden
.27 und 28 vorgesehen sind. Der erfindungsgemäße Schutzüberzug 2 9 bedeckt die Oberfläche des Halbleiterkörpers
< außer an den Öffnungen für die Elektrodenkontakte.
Das Herstellungsverfahren für unen solchen Transistor schließt die Abscheidung des Schutzüberzugs in der oben beschriebenen V/eise, das Erzeugen von Löchern im Schutz-'iberzug an erwünschten »Stellen und die Verwendung des verbleibenden Teils des SchutzÜberzugs als Maske gegen die Eindiffusion von Verunreinigungen ein» Die Löcher werden dadurch erzeugt, daß man den Halbleiterkörper mit einem geeigneten fotoresistiven Material bedeckt, dieses in einem ν rgewahlten Muster belichtet, den nicht belichteten Teil entfernt und den Sohutäberzug unter diesem !Peil wegätzt. Derartige Verfahren sind Beit langer Zeit bekannt (z.B. "Photosensitive Resists for Industry" von Eastman Kodak Co., 1962), Anschließend wird zum Ausbilden der Zone und des Übergangs 24 eine erste Verunreinigung durch die öffnung hinduroh eindiffundiert. Anschließend wird eine neue Schicht von Silioiumoxynitrld niedergeschlagen und innerhalb des durch die erste Öffnung begrenzten Bereichs eine kleinere öffnung ausgebildet, durch die zum Ausbilden der Zone 23 und des Übergangs 25 eine zweite Verunreinigung eindiffundiert wird. Abschließend werden geeignete öffnungen fUr die Elektroden 27 und 28hergtetelit, in denenein Metall Abgeschieden wird, das einen Elektrodenkontakt darstellt.
BAD
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Bei Anwendung einer derartigen Maskierungs-, Ätz- und Diffusionstechnik kann zum Freilegen von Abschnitten der SiIiciumoxynitridschicht auch ein fotolitografisohes Verfahren.angewendet werden. Die Abschnitte können mit HP weggeätzt werden, wobei die mit einer fotoresistiven Maske bedeckten übrigen Abschnitte im wesentlichen unbeeinflußt bleiben. Zum Herstellen von P- oder N-leitenden Zonen durch die Öffnungen im Schutzüberzug hindurch können Verunreinigungen wie Borf Gallium und Phosphor verwendet werden, da die verbleibenden Teile der Silieiuraoxynitridschioht diesen gegenüber als Maske dienen, d.h. die DiffusioiB-gesohwindigkeit dieser Verunreinigungen durch Silioiumoxynitrid ist ausreichend kleiner als ihre Diffusionsgeschwindigkeit durch das Halbleitermaterial, so daß diese Verunreinigungen in eine freiliegende Halbleiterzone eindiffundiert werden können, bevor sie den Schutzüberzug durchdringen· Bei der Verwendung von Galliumarsenid sind Zink und Tellur, bei der Verwendung von Germanium Bor und Phosphor geeignete Verunreinigungen. Allen diesen Verunreinigungen gegenüber wirkt Siliciumotynitrid als Maske, so dslä man in ausgewählte freiliegende Zonen des Halbleiterkörper sowohl P- und N-Zonen duroh Diffusion erhalten kann»
Diese Technik ist- für die Erfindung besondere bedeutsam, obgleich sie ähnlich den bieher bekannten Verfahrensweisen ist. Durch die neuartige Kombination von Verfahrenes ohr itt en, einschließlich der Abscheidung des erfindurtgögemäßen Siliciumoxynitridüberzuge auf einer sauberen SilioiumoberflHoho und der Hwtellung eines übergänge unter ihr ι werden jedooh ; einige Nachteile der bekannten Verfahren vermieden und verbesserte Halbleiterbauelemente geaohafftn, Inebeeondört -werden duroh das neue Verfahren Halbleiterbauelemente herge- ; stellt,.die frei von Örenifläohen-Energiezuetänden und frei
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von induzierten Ladungen sind, was die Gebrauchsfähigkeit der auf andere Weise hergestellten. Halbleiterbauelemente bisher eingeschränkt hat·
In der lig. 3 ist ein I/iiipolar-iöranetÄtor gezeigt, der ebenfalls nach dem erfindungsgemäöen Verfahren hergestellt und mit einem erfindungsgemäßen Schutzüberzug versehen ist. Er enthält einen IT-Ieitenden Halbleiterkörper 30,in dem zwei B-leitende Zonen 31 und 32 ausgebildet sind» Die Zonen sind mit Elektroden 33» 34 und 35 versehen. Der erfihdungsgemäße Schutzüberzug besitzt zwei verschiedene Dicken, und zwar weist der Teilo 36» der die Obergänge und den äußeren (Peil des Halbleiterkörpers bedeckt, eine andere Dicke als der Teil 37 über dem Kanal des Halbleiterkörpers auf. Die unterschiedlichen Dicken dieser Teile dienen versohienen Zwecken. Der Teil 36 wirkt ale Schutzoder Paesivierungsüberzug, während der Teil 37 als Isolierkörper dient, an den Drittels der Elektroden 38 und 33 eine Steuerspannung gelegt wird. Durch die Größe dieser Steuerspannung wird die Hefe des durch die gestrichelte Linie angedeuteten, leitenden Kanals zwischen den P-leitenden Zonen 31 und 32 im oberen Teil des »-leitenden Balbleiterkörpers 30 gesteuert· DIi β erfindungsgemäße Verfahren eignet sich inobescadere zum Herstellen derartiger ünipolar-Transistoren, da der kritische Kanal und die angrenzenden Übergänge in reineipi Silicium ausgebildet und duroh die Siliciumoxynitidsohioht gesohützt werden, so daß die bisher auftretenden Ifächteile beseitigt sind.
Obwohl der erfindungegtmäJSe Schuteüberzug die erwähnten Elemente in Mehgenänteiltn enthalten kann , die innerhalb der
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oben angegebenen Gewichtsprozentbereiche liegen, ist er vorzugsweise reich an Stickstoff, damit er einen höheren Widerstand gegenüber der Diffusion von Verunreinigungen aufweist. Aus diesem Grunde enthält er vorzugsweise nicht mehr als 20 Gewichtsprozent Sauerstoff. Außerdem enthält er aus praktischen Gründen vorzugsweise nicht weniger äs je 1 Gewichtsprozent Sauerstoff und Stickstoff, obgleich auch sehr geinge Mengen an Sauerstoff und Stickstoff zu nützlichen Gläsern führen.
Zur weiteren Klarstellung der Erfindung sind im folgenden einige·praktische Ausführungsbeispiele angegeben.
Beispiel 1
Eine Siliciumscheibe wird in einer evakuierten Kammer angeordnet' und auf 1100 0C erhitzt. Nach einer Glühdauer von 5 Minuten wird die Temperatur auf 1000 0O vermindert und werden Silan mit einer Strömungsgeschwindigkeit' von 0,4 cm/min, Ammoniak mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 3 l/min und Sauerstoff mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 25 cm /min eingeleitet. Fach einer Stunde wird die Siliciumscheibe aus der Kammer entfernt. Auf der Siliciumscheibe hat sich eine 1,2 Mikrons dicke, feste amorphe Schicht gebildet, die Silioium, Sauerstoff und Stickstoff enthält. Die messbaren physikl/äischen Eigenschaften dieser Schicht, einschließlich des Infrarotabsorptionsspektrums, des EceaJaungsindex und der Ätzgeschwindigkeit in Fluorwasserstoffsäure, liegen zwischen denen von Siliciumdioxid und Siliciumnitrid.
Beispiel 2
Wenn man auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 vorgeht, die Temperatur jedoch auf 11000C hält, dann erhält man
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eine 4,2 iiikrons dicke Schutzschicht mit ähnlichen Eigenschaften.
Beispiel 3
Wenn man wie im Beispiel 1 vorgeht, jedoch für das Silan eine dtrömiingsgeschwiiicligkeit von 0,2 cmJ/min und für Üauerstoff eine Ströraungageschv/indigkeit von 50 cm /min eine teilt, dann a rhi* It man ähnliche Ergebnisse wie im Beispiel 1, außer d-aß der schutzüberzug einen höheren Prozentsatz on !jauerstoff enthalt und die messbaren Eigenschaften im Gegensatz zum Beispiel 1 ähnlicher denen von reinem Siliciumdioxid sind.
Beispiel 4
June Germaniumseheibe wird in einer evakuierten Kammer angeordnet und auf 30O0C erhitzt. Anschließend wird, eine Glimmentladung aufrecht erhalten und es werden Silan, Ammoniak und Stickoxydul durch den Bogen geleitet, und zwar mit ütrömungijgeöchwinl igkeiten von etwa 0,1 cm /min für oilan, 5 am?/min für Ammoniak und 0,5 är/ain für j Baueratoff. liach etwa einer 3tunde hat sich ein 1 Mikron -I dicker Schutzüberzug auf der Germaniumoborfläche gebildetf der ähnlich dem nech Beispiel 1 gebildeten Schutzüberzug
Belaple15
Bine GalliumarBenldgcheibe wird in eine evakuierte Kämme? gegeben. Fjhe der Scheibe wird eine Glimmentladung gezündet. Durch denflBögen wird ein iJilan, Ammoniak und Stiokatoffoxid erith#ltert4^r Gaastrora geleitet. Dtö ötrömungegeeohwindigkoiten SUrdie einzelnen Bestandteile sind die gleichen wie im "■♦■■, wobei die strömungsgeschwindigkeit des ItIok-
; ' BAD
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stoffoxids gleich der des Sauerstoffs ist* Haeh. 2 Stunden werden die Gaszufuhr und die Glimmentladung abgeschaltet. Auf der Oberfläche der Galliumarsenidseheibe hat sich eine ertwa 1 Mikron dicker Wasserstoff enthaltender Silieiumoxynitridüberzug gebildet. Die Eigenschaften dieses Überzugs sind ähnlich denen des nach Beispiel 1 hergestellten Überzugs, außer dass die Ätzgeschwindigkeit in Fluorwasserstoffsäure aufgrund des eingeschlossenen Wasserstoffs größer ist.
Beispiel 6
Es wird ein Halbleiterbauelement mtt einem Übergang hergestellt, indem auf fotolitografisehem Wege ein ausgewählter Bereioh des nach dem Beispiel 1 hergestellten Schutzüberzugs von der Obefläche des Halbleiterkörpers entfernt wird. Anaohließend wird eine Atmosphäre eingeleitety welche einen dem ursprünglichen Leitungstyp des Silioiumkörpera entgegengesetzten Leitungstyp vermittelt, und die Tempeafatur des Halbleiterkörpers wird 4 Stunden lang auf 1100 0O erhöht. Dedurch werden durch die Maske an der Zone alt dem ursprünglichen Leitungstyp und durch die Öffnung an der Zone mit dem entgegengesetzten Leitungstyp Elektroden befestigt. Das fertige Halbleiterbauelemententhält zwei Zonen von entgegengesetztem Leitungetyp, die durch, einen Übergang getrennt sind, der unterhalb derjenigen Qberfl&ohe Hegt, von der der Schutzüberzug entfernt worden ist und deaf unterhalb dem verbleibenden Teil des Sohutzüberzugs an die Oberfläche des Halbleiterkörpers tritt« Duroh beispielsweise Eindiffusion von Verunreinigungen, Anlegen von elektrischer Feldern und Prüfen der Betriebsweise des Halbleiterbauelement es; wird festgestellt, daß das Halbleiterbauelement chemisch und elektrisch pasaiviert let»
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Claims (14)

IS P at ent ä η s ρ r Ü c h e
1. HälbleiterbaueleiDent mit einem mit mehreren Elektroden versehenen Halbleiterkörper, dessen eine Oberfläche mindestens teilweise mit einem isolierenden Schutzüberzug versehen ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Schutzüberzμg aus einem Glas in einem verfestigten: amorphen Zustand besteht, das Silicium, Sauerstoff und Stickstoff enthält, wobei diese Elemente im Glas inhomogen dispergiert sind.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ze.lehn e t , daß das Glas etwa 46-60 Gew. f>-Silicium., bis etwa 50 Gew". $ Sauerstoff und bis etwa 35 Gew. 56 Stickstoff enthält.
3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Glas nicht weniger als je 1 Gew. # Stickstoff und Sauerstoff enthält.
4. Halbleiterbauelement nach einem oder mehreren der Ansprüchen 1 - 3 , dadurch gekennzeichnet, daß das Glas nicht mehr als 20 Gew. # Sauerstoff enthält.
5. Halbleiterbauelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -' 4 r dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Schutzüberzug aus einer Zusammensetzung dieser Elemente ■fflit einer polymeren, zufällig verteilten Struktur besteht, deren statistische chemische Zusammensetzung durch die Formel 8ίχ0_Νζ ausgedrückt wird, worin χ zwischen 1 und 3, y zwischen 0, 1 und 2 und ζ zwischen 1 und 4 liegt.
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6. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche "1 - 5 , dadurch gekennzeichnet , daß das Glas ein niedergeschlagenes Reaktionsprodukt einer gasförmigen Mischung ist, die 0,00 bis 0,005 Vol. # Silicium, 1-2 Vol. # Sauerstoff und mehr als 4. Vol. $> Stickstoff in ionischer Form enthält.
7» Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 - 6 , dadurch gekennzeichnet, daß das Glas außerdem bis etwa 5 Gew. $> Wasserstoff enthält.
8» Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 - 7 , dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper eine Anzahl von Zonen mit unterschiedlichem Leitungstyp und mindestens einen Übergang zwischen diesen Zonen aufweist, der an einer vom Schutzüberzug bedeckten Stelle an die Oberfläche des Halbleiterkörpers tritt.
9. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes mit einem Schutzüberzug nach den Ansprüchen 1 — 8 , dadurch gekennzeichnet , daß man Reaktionsstoffe, die in vorgewählten Anteilen Silicium, Stickstoff und Sauerstoff enthalten, in die Nähe eines kristallinen Halbleiterkörpers bringt, die Reaktionsstoffe dissoziiert und auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers ein verfestigtes, amorphes Glas abscheidet, welches Silicium, Sauerstoff und Stickstoff enthält.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch g e -
k en nzeichnet , daß man beim Herstellen eines Schutztiberzugs auf einem Siliciumkörper zunächst den Siliciumkörper im Vakuum auf 1100 bis 1500° C erhitzt.
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11. Verfahren nach Anspruch 9» d a d u r c h gekennzeichnet, daß man die Reaktionsstoffe als Gase zuführt und der Dissoziationsschritt eine Ionisierung dieser Gase einschließt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Gase Silan, Ammoniak und Sauerstoff bzw. Stickstoffoxid bzw. Stickoxydul oder mehrere dieser drei Stoffe enthalten.
1 v.. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß man etwa 0,001 bis 0,005 Vol. $> Silan, etwa 1 bis 2 Vol. ?δ eines sauerstoffhaltigen Gases und mindestens 4 Vol. $ Ammoniak zuführt.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man zuerst Silan und Ammoniak und anschließend das sauerstoffhaltige Gas zuführt.
.V>. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet , daß man die Dissoziation durch Pyrolyse? vornimmt.
BAD ORiQlMAL 10/04 3?)
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