DE1589899B2

DE1589899B2 - Halbleiteranordnung mit einem mehrschichtigen Isolierfilm und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1589899B2
Application number: DE19671589899
Authority: DE
Inventors: Masayuki; Toki Hisashi; Shibuya Hideo; Kodaira Yamamoto (Japan)
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1966-09-02
Filing date: 1967-08-30
Publication date: 1972-11-23
Also published as: DE1589899A1; US3697334A; GB1204544A; US3668004A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiteranordnung mit einem die Oberfläche des Halbleitersubstrats bedeckenden Siliziumoxydfilm und einem weiteren anorganischen Isolierfilm, wie Dioden, Transistoren u. dgl., sowie auf Verfahren zu ihrer Herstellung.

Es ist bekannt, daß man die Oberfläche eines Halbleiterelementes zum Schütze gegen die äußere Atmosphäre mit einem Oxydfilm überzieht. So zeigt beispielsweise die angefügte Fig. la einen Siliziumtransistor, bei dem die Oberfläche eines Halbleitersubstrats 1 mit einem Oxydfilm 2 bedeckt ist, so daß die Oberflächen der Basis- und Emitterzone und die Enden bzw. Dürchstoßkahten der Emittergrenzschicht 6 und der Kollektorgrenzschicht 5 nach außen hin isoliert und somit frei von irgendwelchen Einflüssen der umgebenden Atmosphäre sind. Ein solcher Oxydfilm 2 wird üblicherweise nach zwei verschiedenen Verfahren hergestellt, nämlich durch Hochtemperaturoxydation oder durch thermische Zersetzung.

Bei der Hochtemperaturoxydation wird ein Halbleitersubstrat in oxydierender Atmosphäre bei Temperaturen von 1000°C oder darüber oberflächlich oxydiert und damit ein Oxydfilm an der Oberfläche gebildet.

Bei der thermischen Zersetzung werden Organooxysilane. wieTetraäthoxysilan od.dgl., bei relativ niedrigen

Temperaturen von etwa 750⁰C thermisch zersetzt, wobei sich ein Oxydfilm auf der Oberfläche eines Substrates abscheidet.

Die Hochtemperaturoxydation hat den Vorteil, daß· der gebildete Oxydfilm sehr dicht ist, während die' thermische Zersetzung den Vorteil hat, daß der Oxydfilm bei einer im Vergleich zur Hochtemperatur-Oxydation niedrigen Temperatür erzeugt werden kann, so daß der Einfluß von Wärme auf das Halbleitersubstrat vermindert werden kann. Beide Verfahren wurden daher wahlweise für die Herstellung von Halbleiterbauelementen angewandt.

Unabhängig von seiner Herstellungsart hat jedoch ein solcher auf der Oberfläche eines Halbleitersubstrates gebildeter Oxydfilm unvermeidlich einen bestimmten Einfluß auf das resultierende Halbleiterbauelement, und zwar wird diese Erscheinung als »Channel-Phänomen« bzw. »Inversion« bezeichnet. Sie besteht darin, daß ein Donatorpegel in der mit dem Oxydfilm in Kontakt befindlichen Oberfläche des Halbleitersubstrats induziert wird. Bei dem in F i g. la gezeigten Transistor wird ein solcher im Bereich der mit dem Oxydfilm 2 in Berührung stehenden Oberflache des Substrats 1 induzierter Donator- oder Trägerelektronenpegel durch die gestrichelte Linie 3 angedeutet. Beim Betrieb eines solchen Halbleiterbauelementes fließt ein Ladungsträgerstrom durch das Inversionsgebiet, so daß der Sperrstrom zunimmt und die elektrischen Eigenschaften des Elementes verschlechtert sind.

Es kann angenommen werden, daß der »Channel« vom n-Leitfähigkeitstyp durch Anwesenheit von positiven Ladungen, wie Natriumionen, Sauerstofflücken od. dgl., im Oxydfilm verursacht wird. Weiterhin kann angenommen werden, daß sich im Oxydfilm enthaltene positive oder negative Ladungen bei der Wärmebehandlung während der Herstellung des Elementes oder beim Anlegen einer Grund- oder Vorspannung an ein solches Element während des Betriebes leicht innerhalb des Oxydfilms bewegen und so eine variable Anzahl von Elektronen oder Lächern in der Substratoberfläche induzieren können, so daß ein »unstabiler Channel« verursacht wird. Daraus folgt, daß ein solcher Oxydfilm, der zwar ein wirksamer Schutz der Elementoberfläche gegenüber der äußeren Atmosphäre sein kann, einen sehr nachteiligen Einfluß auf die inneren Bereiche des Elementes hat.

Nach »IBM Journal of Research and Development«, Bd. 8 (1964), H. 4, S. 376 bis 384, wurde daher der Versuch unternommen, die vorstehend erwähnten Mangel durch Verglasen der Oberfläche des Oxydfilmes zu beseitigen, um dadurch die Halbleiteroberfläche zu stabilisieren. Bei diesem Verfahren wird ein Halbleiterelement einer Wärmebehandlung in einer Phosphoratmosphäre unterworfen und dabei die Oberfläche des Siliziumoxydfilmes mit Phosphöroxyd (möglicherweise P₂O₅) verglast. Es wird angenommen, daß die Ladungen in dem Oxydfilm 2 durch Phosphoroxyd (möglicherweise P₂Og) von hoher chemischer Aktivität angezogen und festgehalten werden und daß dadurch der Oberflächenenergiezüstand des Substrats stabilisiert wird.

F i g. Ib zeigt eine Halbleiteranordnung, bei der der Oberflächenbereich des Öxydfilms 2 mit Phosphoroxyd verglast worden ist. Derartiges Phosphoroxyd hat jedoch die Eigenart, lebhaft mit der äußeren Atmosphäre zu reagieren und Feuchtigkeit od. dgl.

von außen aufzunehmen. Eine solche Verglasung führt daher im Gegensatz zur angestrebten Wirkung zu einer Instabilität der Oberfläche und erhöht den Sperrstrom bzw. Ableitungsstrom, wie es bei nicht verglasten Oxydfilmen der Fall ist.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 185 896 ist es weiter bekannt, die Oberfläche von Halbleiterkörpern mit pn-Übergängen dadurch zu stabilisieren, daß man zunächst eine amorphe Siliziumschicht aufbringt und Ίο diese mit einer weiteren Schutzschicht, z. B. aus Lack, Kunstharz oder einem anorganischen Dielektrikum, wie Magnesiumfluorid, überzieht.

In der deutschen Patentschrift 971 459 ist ferner beschrieben, auf Halbleiterkörpern aus einer Aluminiumverbindung des Typs A¹¹¹B^v eine einzige Schicht, und zwar aus Al₂O₃, als Schutz des Halbleiterkörpers gegen Korrosion durch Feuchtigkeit u. dgl. aufzubringen.

Nach dem deutschen Gebrauchsmuster 1875 626 ist es schließlich bekannt, Halbleiterkörper, vor allem aus Germanium, in eine Paste aus Bortrioxyd und Paraffiriöl einzubetten oder damit zu überziehen, um die Raüscharmut der Halbleiteranordnungen zu verbessern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halbleiteranordnung der eingangs genahnten Art so auszubilden, daß sie eine verbesserte Stabilität des Oberflächenladungszüstartdes auf einem niedrigeren Ladungsniveau und eine erhöhte Beständigkeit gegenüber atmosphärischen Einflüssen aufweist. Im Rahmen der Erfindung sollen weiter Verfahren zur Herstellung einer solchen Halbleiteranordnung angegeben werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesehtliehen dadurch gelöst, daß der anorganische Isolierfilm Aluminiumoxyd und Phosphoroxyd enthält. Sie wird ebenfalls im wesentlichen dadurch gelöst, daß der anorganische Isolierfilm Boroxyd und Phosphoroxyd enthält. Eine dritte Lösung besteht darin, daß der anorganische Isolierfilm nur aus Aluminiumoxyd besteht.

In Weiterbildung der Erfindung kann der anorganische Isolierfilm nach der ersten oder zweiten Lösung eine erste Glasschicht aus Siliziumoxyd und Phosphoroxyd auf dem Siliziumoxydfilm, eine zweite Glässchicht aus Aluminiumoxyd bzw. Boroxyd und Phosphoroxyd auf der ersten Glasschicht und eine dritte Isolierschicht aus Alumiriiumöxyd bzw. Boroxyd auf der zweiten Glasschicht umfassen.

In jedem dieser Fälle nach der ersten öder zweiten Lösung kann vorteilhaft der anorganische Isolierfilm seinerseits mit einem Siliziumoxydfilm bedeckt sein.

Ausgehend von einer Halbleiteranordnung mit einem die Oberfläche des Halbleitersübstrats bedeckenden Siliziumoxydfilm und einer auf diesem erzeugten Phosphorsilikatglasschicht kann eirfindungsgemäß eine Alüminiümoxydschicht bzw. eine Boroxydschicht auf der Phosphofsilikatglasschicht erzeugt sein und eine Zwischenglasschicht mit Gehalt art Phosphoroxyd und Alüminiuirioxyd bzw. Boroxyd an der Grenzfläche ■ zwischen der Phösphorsilikatglasschicht und der Alüminiümoxydschicht bzw. der Bofoxydschicht gebildet sein.

Eine solche Halbleiteranordnung läßt sich nach Anbringung der Phösphorsilikatglasschicht im einen Fall so herstellen, daß nian eine Alüminiümoxydschicht durch Oxydation von verdampftem Aluminium oder durch chemische Dampfniederschlagung einer Aluminiumverbindung, wie z. B. Triäthoxyaluminium

(A1(OC₂H₅)₃), A1(C₂H₅)₃, Al(CHs)₃, (C₆H₅ · CH₂)₃AI, Methoxyaluminium und Propoxyaluminium aufbringt, und im anderen Fall dadurch, daß man eine Boroxydschicht durch Erhitzen des Substrats in einer Boroxydatmosphäre erzeugt.

Der nur aus Aluminiumoxyd bestehende anorganische Isolierfilm nach der dritten Lösung läßt sich auf dem Siliziumoxydfilm ebenfalls durch Oxydation von niedergeschlagenem Aluminium oder durch thermische Zersetzung einer Aluminiumverbindung herstellen.

Der anorganische Isolierfilm der Halbleiteranordnung gemäß der ersten Lösung läßt sich auch so herstellen, daß er auf dem Siliziumoxydfilm durch Erhitzen des Substrats in einer eine Phosphorverbindung, wie z. B. POCl₃, und eine Aluminiumverbindung, wie z. B. A1(OC₂H₅)₃, enthaltenden Atmosphäre gebildet wird.

Eine Halbleiteranordnung mit einem der erfindungsgemäßen mehrschichtigen Isolierfilme weist eine verringerte und stabilisierte Zahl von Oberflächenladungen, niedrige Schwellenspannungen, ein stabilisiertes Vorspannungs-Temperatur-Verhalten bei Wärmebehandlung und eine Verbesserung der Rauschkennzahl, der Wasserbeständigkeit und des Langzeitverhaltens auf, wie im folgenden noch an Hand der Ausführungsbeispiele gezeigt wird.

Die Erfindung wird an Hand der in der außer F i g. 4 den schematischen Aufbau von Halbleiteranordnungen im Schnitt zeigenden Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen

Fig. la und -1 b Beispiele für Halbleiteranordnungen bekannter Art, die bereits weiter oben erläutert wurden,

F i g. 2 ein typisches Beispiel für eine Halbleiteranordnung gemäß der Erfindung,

Fig. 3a bis 3e eine erfindungsgemäße Halbleiteranordnung in verschiedenen Herstellungsstadien,

F i g. 4 eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Herstellungsganges,

Fig. 5 a bis 5 c weitere Beispiele für die erfindungsgemäße Halbleiteranordnung,

Fig. 6a bis 6c eine weitere Halbleiteranordnung in verschiedenen Stadien der erfindungsgemäßen Herstellung,

Fig. 7 a und 7 b und 8 a und 8 b noch weitere Beispiele für die erfindungsgemäße Halbleiteranordnung,

Fig. 9 a bis 9 d wiederum eine Halbleiteranordnung in verschiedenen Stadien der erfindungsgemäßen Herstellung und

F i g. 10a bis 1Oj verschiedene Formen von erfindungsgemäßen Halbleiteranordnungen in stark vereinfachter schematisierter Form zur Erläuterung der Abwandlungsmöglichkeiten.

Bei dem in F i g. 2 gezeigten Beispiel für eine erfindungsgemäße Halbleiteranordnung ist ein Halbleitersubstrat 11 mit einer Siliciumoxydschicht 12 versehen; die Anordnung umfaßt weiter eine Phosphoroxyd oder Phosphoroxyd und Siliciumoxyd enthaltende Schicht 14 und eine Schicht 15 aus Aluminium- oder Boroxyd auf der Schicht 14, wobei eine Schicht 16 zwischen 14 und 15 zwischengeschaltet ist, die die Schichten 14 und 15 miteinander verbindet. pn-Übergänge sind in der Zeichnung der Einfachheit halber weggelassen. Es wurde gefunden, daß eine solche Halbleiteranordnung den, Halbleiteranordnungen der bekannten Art, wie sie in den Fig. la und Ib gezeigt werden, hinsichtlich der Verläßlichkeit und insbesondere der Resistenz gegenüber Wasser überlegen ist.

Beispiel 1

Nachfolgend wird ein Beispiel für das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung unter Bezugnahme auf die F i g. 3 a bis 3e mehr im einzelnen beschrieben.

Zunächst wird auf der Oberfläche eines Substrates 11

ίο ein Siliciumoxydfilm 12 von zumindest 3000 A Dicke gebildet, wie durch Fig. 3 a veranschaulicht wird. Ein solcher Siliciumoxydfilm kann durch Hochtemperaturoxydation erzeugt werden, d. h., er kann auf thermischem Wege aus dem Substrat heraus durch Wärmebehandlung in oxydierender Atmosphäre bei erhöhter Temperatur oberhalb von 1000⁰C erzeugt werden. Beim vorliegenden Beispiel wurde jedoch das Verfahren der thermischen Zersetzung angewandt. Dafür wurde eine Siliciumscheibe in ein Reaktionsrohr eingebracht und ein Siliciumoxydfilm von etwa 5003 bis 6000 A Dicke durch Hindurchleiten von Tetraäthoxysilan durch das Reaktionsrohr erzeugt, wobei die Scheibe auf etwa 740°C aufgeheizt wurde. Es wird angenommen, daß der resultierende Film im wesentliehen aus Siliciumdioxyd (SiO₂) besteht. Es ist ebenfalls möglich, einen solchen Siliciumoxydfilm durch thermische Zersetzung von Monosilan, Propoxysilan oder Methoxysilan zu erzeugen.
Anschließend'wird eine Schicht 14 von zumindest 50 A Dicke aus Phosphoroxyd oder Phosphoroxyd und Siliciumoxyd auf dem Siliciumoxydfilm 12 gebildet, wie F i g. 3 b zeigt. Diese Schicht 14 wird in einer Dicke von etwa 1000 A dadurch erzeugt, daß man das mit dem Siliciumoxydfilm 12 versehene Substrat 11 (F i g. 3 a) in einem Reaktionsrohr bis auf 800⁰C unter Zufuhr von POCl₃ zusammen mit einem Sauerstoffträgergas zur Oberfläche des Substrates etwa 1 Stunde lang aufheizt. Dabei wird eine im wesentlichen aus Phosphoroxyd bestehende Schicht auf dem Siliciumoxydfilm 12 gebildet, und gleichzeitig dringt Phosphoroxyd in den Siliciumoxydfilm ein, wie durch die gestrichelte Linie 17 in Fig. 3b angedeutet wird; es bildet sich mithin eine Schicht 18 aus Phosphoroxyd und Siliciumoxyd von etwa 200 bis 300 A Dicke. Diese Schicht 18 ist verglast, während die Schicht 14 aus nicht vollständig verglastem Phosphoroxyd bestehen kann. Es kann angenommen werden, daß dieses Phosphoroxyd im wesentlichen aus P₂O₅ besteht. Obgleich für die Bildung der Schicht 14 im vorliegenden Falle POCl₃ verwendet wurde, können auch Phosphorverbindungen wie PCl₃, PBr₃, PCl₅, PH₃ oder PBr₅ an Stelle von POCl₃ benutzt werden.

Danach wird eine Aluminiumschicht 19 auf der Schicht 14 gebildet, wie Fig. 3c zeigt.

Diese Aluminiumschicht 19 wird in einer Dicke von etwa 500 bis 1000 Ä durch Vakuumabscheidung von Aluminium über etwa 1 bis 5 Minuten bei einem Vakuum von 10~² bis 10~⁶ Torr erzeugt. Wenn das erzeugte Vakuum nicht sehr hoch ist, kann die Schicht 19 Aluminiumoxyd enthalten, das jedoch keine nachteilige Wirkung hat.

Danach wird das mit der Aluminiumschicht 19 versehene Halbleitersubstrat 11 in einer oxydierenden Atmosphäre 5 bis 60 Minuten lang (vorzugsweise

30 Minuten lang) auf etwa 62O⁰C zur Oxydation des Aluminiums und Bildung einer Aluminiumoxydschicht 19' aufgeheizt. Gleichzeitig wird das Aluminiumoxyd veranlaßt, mit der Schicht 14 aus Phosphoroxyd oder

Phosphoroxyd und Siliciumoxyd zu reagieren. Dadurch wird eine Schicht 20 aus Phosphoroxyd und Aluminiumoxyd gebildet, wie Fig. 3d zeigt. Diese Schicht 20 kann auch aus einer Mischung von Siliciumoxyd, Phosphoroxyd und Aluminiumoxyd bestehen.

In der vorstehend beschriebenen Weise kann eine Halbleiteranordnung mit einer Oberflächenschutzschicht gemäß der Erfindung hergestellt werden. Es wird vermutet, daß diese Aluminiumoxydschicht im wesentlichen aus Al₂O₃ besteht. Im Falle, daß die aus Phosphoroxyd oder Phosphoroxyd und Siliciumoxyd bestehende Schicht 14 nicht vollständig verglast worden ist, wird das nicht verglaste Phosphoroxyd in der darauffolgenden Herstellungsstufe mit Aluminiumoxyd bedeckt. Die Wasserresistenz einer gemäß der Erfindung behandelten Halbleiteranordnung ist mithin bemerkenswert verbessert.

Wenn bei der Halbleiteranordnung bis zur Oberfläche des Halbleitersubstrats reichende Elektroden angebracht und die Oberflächenschutzschicht gemäß der Erfindung mithin nach einem Fotoätzverfahren mit Fenstern oder Aussparungen versehen werden soll, wird die gewünschte Metallelektrodenschicht 23, da das Haftvermögen von Fotolack an der Aluminiumoxydschicht gering ist, bevorzugt in der Weise erzeugt, daß man auf der Aluminiumoxydschicht 19' eine Siliciumoxydschicht 21 von etwa 1000 bis 5000 A Dicke durch thermische Zersetzung, wie in Verbindung mit Fig. 3a beschrieben, herstellt, einen auf die Siliciumoxydschicht 21 aufgebrachten und an dieser haftenden Fotolack selektiv mit Licht bestrahlt, die unbelichteten Teile des Fotolacks entfernt, dann das Halbleitersubstrat bzw. die Anordnung zur Bildung eines Loches oder Fensters 22 mit Freilegung des Halbleitersubstrates in eine HF als Hauptkomponente enthaltende Ätzlösung eintaucht und schließlich eine Elektrodenmetallschicht aus einem Material wie Aluminium auf den frei liegenden Teil des Substrates im Vakuum abscheidet.

Es wurde gefunden, daß die Dicke der Aluminiumschicht bei einer Vakuumabscheidung von Aluminium bzw. einer Vakuum-Bedampfung mit Aluminium, wie in Verbindung mit Fig. 3c erläutert wurde, derart gesteuert werden kann, daß sie einige 100 A beträgt, und zwar durch Verdampfen von Aluminium unter allmählicher Erhöhung des Vakuums im Vakuumofen.

Ein Beispiel für eine solche gesteuerte Abscheidung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben:

Ein mit einem Phosphoroxyd in der Oberfläche enthaltenden isolierenden Film bedecktes Siliciumsubstrat wie in Fig. 3b wird in einen Vakuumabscheidungsofen gebracht. Etwa 30 mg Aluminium in Form von Draht werden als zu verdampfendes Metall verwendet und auf den Verdampfungs-Heizfaden des Vakuumabscheidungsofens gewickelt. Der Ofen wird dann gemäß dem in F i g. 4 gezeigten Programm betrieben, d. h., er wird zunächst in der Zeit A—B mit einer rotierenden Ölpumpe bis auf ein Vakuum in der Gegend von 10~³ Torr gebracht. Zu diesem Zeitpunkt ist der Aufdampfvorgang noch nicht bewerkstelligt. Dann wird die Evakuierung bzw. Druckverminderung während der Zeit 5—C (für etwa 30 Sekunden) gestoppt bzw. angehalten und verschiedenartige Verunreinigungen bzw. Schmutz, der sich während des Evakuierungsprozesses an das zu verdampfende Aluminium angelagert hat, durch Aufheizen der Verdampfungsquelle entfernt, und zwar so weit, daß noch keine Verdampfung stattfindet. Danach wird der Druck mit einer Öldiffusionspumpe weiter vermindert, wie bei C-D in F i g. 4 gezeigt wird, und Aluminium; etwa 5 Minuten lang verdampft und in einer Dicke von einigen 100 A auf der Elementoberfläche abgeschieden. Das Halbleiterbauelement bzw. die Anordnung wird dann einer Wärmebehandlung in oxydierender Atmosphäre ausgesetzt, um eine Umsetzung des abgeschiedenen Aluminiums mit der aus Phosphoroxyd oder Phosphor- und Siliciumoxyd bestehenden Schicht (unter gleichzeitiger Oxydation) zu bewirken. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, daß diese Wärmebehandlung wirksam ist, wenn sie bei einer Temperatur von über 620° C ausgeführt wird. Es besteht jedoch keine besondere Notwendigkeit, eine obere Grenze für den Temperaturbereich festzulegen. Es ist lediglich erforderlich, daß die Lage der oberen Grenze derart ist, daß das Halbleiterbauelement während der Her-Stellungsstufen nicht beeinflußt wird; sie liegt beispielsweise bei 1000°C oder niedriger. Wenn die obere Grenze des Temperaturbereiches höher als dieser Wert gewählt wird, können Aluminium, Phosphor od. dgl. in das Substrat eindringen bzw. eindiffundieren. Die Dauer dieser Behandlung kann beispielsweise 30 Minuten betragen.

In der beschriebenen Weise wurde eine Halbleiteranordnung mit einer isolierenden Schicht hergestellt, wie sie in Fig. 3d gezeigt wird. In dieser Figur bezeichnet 11 ein Siliciumsubstrat, 12 einen Siliciumoxydfilm, 14 eine Schicht aus Phosphoroxyd oder Phosphoroxyd und Siliciumoxyd, 20 eine Schicht aus Aluminiumoxyd und Phosphoroxyd, die auf der Oberfläche der Schicht 14 gebildet wird und 19' einen AIuminiumoxydfilm.

Die Dicke der einzelnen Schichten kann beispielsweise folgendermaßen sein: Die Siliciumoxydschicht 12 ist 5000 bis 6000 A dick, die Schicht 14 100 bis 300 A, die Schicht 20 aus Aluminiumoxyd und Phosphoroxyd

100 bis 200 A und der Aluminiumoxydfilm 19' mehrere 100 A.

Wenn die abgeschiedene Aluminiumschicht zu dünn oder die Menge des Aluminiums zu gering ist, reagiert nahezu alles Aluminiumoxyd mit Phosphoroxyd oder Siliciumoxyd, wenn das Aluminium in der nachfolgenden Herstellungsstufe oxydiert wird, und man erhält eine Schicht 20 aus Aluminiumoxyd und Phosphoroxyd auf der aus Phosphoroxyd oder Phosphoroxyd und Siliciumoxyd bestehenden Schicht 14, wie Fig. 5a zeigt.

Wenn die Dicke der Schicht 14 gering oder die in der Schicht enthaltene Phosphormenge kleiner als die Menge des auf dieser Schicht abgeschiedenen Aluminiums ist, wird eine Schicht 20 aus einer Mischung von Phosphoroxyd und Aluminiumoxyd direkt auf einer Schicht 18 aus Phosphoroxyd und Siliciumoxyd gebildet, wie Fig. 5b zeigt. In diesem Falle kann die Mischungsschicht 20 Siliciumoxyd enthalten und verglast worden sein.

Es kann noch weiter eine aus Siliciumoxyd und Aluminiumoxyd bestehende Schicht zwischen der Siliciumoxydschicht 12 und der Mischungsschicht 20 aus Siliciumoxyd, Phosphoroxyd und Aluminiumoxyd durch Diffusion von Aluminium oder Aluminiumoxyd in die Siliciumoxydschicht 12 gebildet werden.

Bei Fortdauer der Wärmeeinwirkung auf die in Fig. 5b gezeigte Halbleiteranordnung beginnen Siliciumoxyd, Phosphoroxyd und Aluminiumoxyd

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miteinander zu reagieren, und schließlich wird eine Mischschicht 24 aus Siliciumoxyd, Phosphoroxyd und Aluminiumoxyd direkt auf der Oberfläche des Substrates 11 gebildet, wie Fig. 5c zeigt.

Durch Nachprüfung wurde gefunden, daß bei den Halbleiteranordnungen, wie sie in den F i g. 5a bis 5c oder 3d gezeigt werden, jeweils stabilisierte Halbleiteroberflächeneigenschaften und eine verbesserte Wasserresistenz gemäß dem Hauptziel der Erfindung erreicht werden.

Durch Messung der Charakteristiken von jeder der vorerwähnten Halbleiteranordnungen und anschließende Analyse der Bestandteile der Oberflächenschichten der einzelnen Halbleiteranordnungen wurde gefunden, daß die Halbleiteroberflächenstabilität und Wasserresistenz bei den Halbleiteranordnungen, wie sje in F i g. 3d, F i g. 5a und F i g. 5b gezeigt werden, bei denen auf einer Siliciumoxydschicht Mischschichten aus Aluminiumoxyd und Phosphoroxyd vorgesehen sind, stark verbessert ist, wenn die Menge des Aluminiums in der Mischschicht von Aluminiumoxyd und Phosphoroxyd nicht unter dem Dreifachen des darin enthaltenen Phosphors (in Atomprozent) liegt.

Es wurde auch gefunden, daß die Menge an Aluminium in der Mischschicht bei der in. F ig. 5 c gezeigten Halbleiteranordnung mit einer Mischschicht aus Siliciumoxyd, Phosphoroxyd und Aluminiumoxyd auf der Oberfläche des Siliciumsubstrats vorzugsweise nicht höher ist als diejenige des darin enthaltenen Phosphors (in Atomprozent). Ferner hat sich gezeigt, daß, wenn Aluminiumoxyd in dem isolierenden Film zu 1 Gewichtsprozent oder mehr, vorzugsweise zu 4 Gewichtsprozent oder mehr, enthalten ist, eine Halbleiteranordnung mit ausgezeichneter Wasserresistenz erhalten werden kann, wie sie ein primäres Ziel der Erfindung ist.

Beispiel 2

Bei Verwendung von Boroxyd an Stelle von Aluminiumoxyd und Vereinigen bzw. Verbinden des Boroxyds mit einem phosphoroxydhaltigen isolierenden Film wurde eine Halbleiteranordnung mit sehr guter Wasserresistenz wie bei den vorerwähnten Halbleiteranordnungen erhalten.

Eine solche Halbleiteranordnung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 6a bis 6c beschrieben.

Eine Siliciumoxydschicht 32 von etwa 8000 A Dicke wird auf der Oberfläche eines Siliciumsubstrates 31 nach einem Verfahren erzeugt, das dem in Verbindung mit F i g. 3a beschriebenen Verfahren ähnlich ist, d. h. durch thermische Zersetzung von Tetraäthoxysilan (s. F i g. 6a).

Nachfolgend wird eine Schicht 34 (F ig. 6 b) aus Phosphoroxyd oder Phosphoroxyd und Siliciumoxyd von etwa 1000 bis 2000 A Dicke auf der Oberfläche der Siliciumoxydschicht 32 wie bei F i g. 3 b gebildet. In diesem Falle kann eine Schicht 38 aus Phosphoroxyd und Siliciumoxyd in der Siliciumoxydschicht 32 durch Einbringen von Phosphoroxyd in diese Siliciumoxydschicht während des Behandlungsprozesses entstehen.

Danach wird das Halbleitersubstrat einer Bor enthaltenden oxydierenden Atmosphäre bei etwa 75O⁰C ausgesetzt, so daß auf der Oberfläche der Schicht 34 Boroxyd abgeschieden wird. Das Boroxyd reagiert mit der Phosphoroxyd enthaltenden Schicht 34 mit dem Ergebnis, daß eine Mischschicht 40 aus Phosphoroxyd und Boroxyd entsteht, die mit dem Oberflächenbereich der Schicht 34, wie in Fig. 6c gezeigt wird, verbunden ist. Wenn eine überschüssige Menge Boroxyd abgeschieden wird, verbleibt eine Boroxydschicht auf der Mischschicht 40. Als Ergebnis verschiedener Untersuchungen wurde gefunden, daß, wenn die Menge an Boroxyd 1 bis 10 Gewichtsprozent beträgt, die Schicht 40 stabilisiert ist und so eine Halbleiteranordnung mit einer ausgezeichneten Wasserresistenz gebildet wird. In diesem Falle wird angenommen, daß

ίο dieses Boroxyd im wesentlichen aus B₂O₃ besteht.

In einigen Fällen wurde wegen der Umsetzung der gesamten Schicht 34 mit Boroxyd während der Bildung der Mischschicht aus Phosphoroxyd und Boroxyd eine Halbleiteranordnung erhalten, wie sie in F i g. 7 a gezeigt wird, bei der eine Schicht 40 aus Phosphor- und Boroxyd direkt auf einer aus Phosphoroxyd und Siliciumoxyd bestehenden Schicht 38 gebildet wird. Im anderen Falle wurde wegen der wechselseitigen Reaktion von Siliciumoxyd, Phosphoroxyd und Boroxyd

ao eine Halbleiteranordnung, wie sie in Fi g. 7 b gezeigt ist, erzeugt, bei der eine Schicht 44 aus Siliciumoxyd, Phosphoroxyd und Boroxyd direkt auf einem Siliciumsubstrat 31 gebildet wird. Durch Überprüfung wurde jedoch gefunden, daß diese Halbleiteranordnungen, wie sie in den Fig. 7a und 7b gezeigt werden, auch eine stabilisierte Halbleiteroberflächencharakteristik bzw. stabilisierte Halbleiteroberflächeneigenschaften und eine verbesserte Wasserresistenz aufweisen, ebenso wie die der Fig. 6c entsprechenden Halbleiteran-Ordnungen.

Wenn die Oberfläche der Phosphoroxyd oder Phosphoroxyd und Siliciumoxyd enthaltenden Schicht 34 der Halbleiteranordnung, wie sie in F i g. 6 b gezeigt wird, nicht vollständig verglast ist, wird das Phosphoroxyd vollständig mit Boroxyd bedeckt. Auf diese Weise werden die Eigenschaften bzw. Charakteristiken der Halbleiteranordnung durch die Behandlung gemäß der Erfindung stark verbessert.

Wenn der Oberflächenüberzug, wie bei Beispiel 1, mit Aussparungen oder Fenstern versehen werden soll, wird bevorzugt ein Siliciümoxydfilm durch thermische Zersetzung von Tetraäthoxysilan auf dem Oberflächenüberzug abgeschieden, danach ein Fotolack aufgetragen, und dann werden nach dem üblichen

Fotoätzverfahren Öffnungen oder Fenster im Überzug

^erzeugt' Beispiel 3

Obgleich gemäß Beispiel 1 Aluminium auf die aus Phosphoroxyd oder Phosphor- und Siliciumoxyd be-

stehende Schicht 14 aufgedampft und danach die Phosphoroxyd und Aluminiumoxyd enthaltende Schicht 20 durch Oxydationsbehandlung gebildet wurde, kann eine solche Phosphoroxyd und Aluminiumoxyd enthaltende Schicht 20 auch durch direktes Abscheiden von Aluminiumoxyd eher als Aluminium auf der Schicht 14 in einer Dicke von zumindest 50 A erzeugt werden.

Das heißt, eine Halbleiteranordnung mit einem Oberflächenüberzug wie in F i g. 3 b wurde bis zu einer Temperatur von 300 bis 500° C (vorzugsweise 43O⁰C) aufgeheizt und in diesem Zustand mit Triäthoxyaluminium (Al(OC₂Hs)₃) in einem Trägergas aus N₂ und/oder O₂ beaufschlagt, wodurch eine Abscheidung von Aluminiumoxyd auf der Phosphoroxyd enthaltenden Schicht 14 unter thermischer Zersetzung der

Aluminiumverbindung bewirkt wurde. Auf diese Weise wurden Halbleiteranordnungen, wie sie in den F i g. 5 a bis 5 c gezeigt werden, hergestellt. Dieses Verfahren machte es möglich, eine einheitliche Aluminiumoxyd-

schicht einer Dicke von beispielsweise 2000 Ä zu erzeugen,' und auf diese Weise wurde die Wasserresistenz der resultierenden Halbleiteranordnung weiter verbessert. Ein solcher Aluminiumoxydfilm kann auch dutch thermische Zersetzung von A1(C₂H₅)₃, A1(C₃H₇)₃, Al(CHg)₃, Al(CH₂-C₆Hg)₃, Methoxyaluminium, Propoxyaluminium od. dgl. an Stelle von Triäthoxyaluminium (A1(OC₂H₅)₃) gebildet werden.

Beispiel 4

Es folgt eine Beschreibung eines Verfahrens zur gleichzeitigen Abscheidung einer Schicht von Phosphoroxyd und derjenigen von Aluminium- oder Boroxyd auf Siliciumoxyd.

Zunächst wurde ein Siliciumoxydfilm von etwa 5000 A Dicke auf einem Siliciumsubstrat nach dem in Verbindung mit Fig. 3a oder 6a beschriebenen Verfahren hergestellt. Danach wurde das Substrat auf etwa 300 bis 800⁰C (vorzugsweise 400⁰C) in einem Reaktionsrohr aufgeheizt. Durch gleichzeitige Zufuhr von B₂H₆ und PH₃ zusammen mit O₂ als Trägergas über 1 Stunde wurde eine aus Phosphoroxyd und Boroxyd bestehende Schicht in einer Dicke von etwa 200 A auf dem Siliciumoxydfilm gebildet. Auf diese Weise kann eine Halbleiteranordnung mit einer verbesserten Wasserresistenz erhalten werden. Wenn man die so erhaltene Halbleiteranordnung einer Wärmebehandlung bei 600 bis 700⁰C unterwirft, wird eine Siliciumoxyd, Phosphoroxyd und Boroxyd als Hauptbestandteile enthaltende glasige Schicht im oberen Teil der Siliciumoxydschicht gebildet und so die Wasserresistenz der Halbleiteranordnung weiter verbessert.

Wenn eine Schicht aus Phosphoroxyd und Aluminiumoxyd auf Siliciumoxyd gebildet werden soll, wird ein Halbleitersubstrat mit einem Siliciumoxydfilm von etwa 5000 A Dicke auf etwa 700⁰C aufgeheizt; dann werden gleichzeitig POCl₃ und A1(OC₂H₅)₃ zusammen mit O₂ als Trägergas 2 Stunden lang zugeführt; man erhält eine Schicht aus Phosphoroxyd und Aluminiumoxyd von etwa 500 A Dicke.

Beispiel 5

Durch Kombination der im Beispiel 1 oder 3 beschriebenen Verfahrensweise mit der im Beispiel 2 erläuterten ist es möglich, eine Halbleiteranordnung mit weiterhin verbesserter Wasserresistenz zu erhalten.

Das heißt, eine nach den im Beispiel 1 angegebenen Verfahren hergestellte Halbleiteranordnung, wie sie jn Fig. 5b oder 5c gezeigt ist, wird einer Wärmebehandlung bei etwa 600⁰C in oxydierender borhaltiger Atmosphäre unterworfen, mit dem Ergebnis, daß Boroxyd auf der Phosphor- und Aluminiumoxyd enthaltenden Schicht 20 oder der Siliciumoxyd, Phosphoroxyd und Aluminiumoxyd enthaltenden Schicht 24 abgeschieden wird. Das Boroxyd verbindet bzw. vereinigt sich folglich mit dem in den Schichten 20 oder 24 enthaltenen Phosphoroxyd oder Siliciumoxyd unter Bildung einer stabilen Schicht 50 oder 51, wie sie in den Fig. 8a und 8b gezeigt wird. Auf diese Weise ist es möglich, eine Halbleiteranordnung zu erhalten, die weiterhin bezüglich der äußeren Atmosphäre stabilisiert ist.

Beispiel 6

Unter Bezugnahme auf die F i g. 9 a bis 9d wird ein weiteres Verfahren zur Feststellung der erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung beschrieben.

Zunächst wird ein Siliciumsubstrat 61 (F i g. 9a) vom p-leitenden Typ hergestellt. Dieses Substrat wird in einer wasserdampfhaltigen Sauerstoffatmosphäre 2 Stunden lang zur Bildung eines Siliciumoxydfilmes 62 von etwa 6000 A Dicke auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats 61 auf 1000° C aufgeheizt. Nachfolgend wird der Film 62 nach dem Fotoätzverfahren an einer geeigneten Stelle mit einem Fenster 63 versehen. Danach wird das Substrat auf HOO⁰C aufgeheizt und POCl₃ etwa 10 Minuten lang zugeführt, um Phosphor in das Substrat 61 durch das Fenster 63 einzudiffundieren und dadurch eine Diffusionszone 64 vom η-leitenden Typ mit etwa 3 μηι Tiefe und einen pn-Übergang 66 zu erzeugen. Durch diese Diffusionsbehandlung wird eine aus Phosphoroxyd oder Phosphoroxyd und Siliciumoxyd bestehende Schicht 65 auf dem durch das Fenster frei liegenden Teil des Substrates und dem Siliciumoxydfilm 62 gebildet. Dann wird Aluminiumoxyd oder Boroxyd mit der resultierenden Schicht 65 nach irgendeinem der in den vorangehenden Beispielen beschriebenen verschiedenen Verfahren vereinigt bzw. verbunden.

Zum Beispiel wird eine Aluminiumschicht einer Dicke von etwa 500 A auf der Schicht 65 nach dem Verdampfungsverfahren abgeschieden und auf diese Weise eine Aluminiumoxydschicht 67 durch Wärmebehandlung bei etwa 750⁰C in oxydierender Atmosphäre erzeugt (s. F'i g. 9b). In diesem Falle ist das resultierende Aluminiumoxyd fest mit der aus Phosphoroxyd oder Phosphoroxyd und Siliciumoxyd bestehenden Mischschicht 65 verbunden und erfüllt auf diese Weise eine bedeutende Funktion, indem es verhindert, daß die Phosphoroxyd enthaltende Schicht 65 mit der Feuchtigkeit der offenen Atmosphäre zur Reaktion gelangt.

Wenn in den isolierenden Überzug ein Fenster eingebracht werden soll, damit die erzeugte Halbleiteranordnung an der Substratoberfläche mit einer Elektrode versehen werden kann, wird, wie durch Fig. 9c veranschaulicht ist, eine Siliciumoxydschicht 68 von etwa 3000 bis 6000 A Dicke auf der Aluminium- oder Boroxydschicht 67 durch thermische Zersetzung von Tetraäthoxysilan abgeschieden, ein Fotolack 69 auf die Siliciumoxydschicht 68 aufgetragen und das gewünschte Fenster 70 nach einem Fotoätzverfahren erzeugt (s. F i g. 9d).

Im vorangehenden wurde die Halbleiteranordnung und das Verfahren zu ihrer Herstellung im einzelnen unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen beschrieben, Nachfolgend werden verschiedene Formen der erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung an Hand der vereinfachten diagrammähnlichen Darstellungen (Fig. 10a bis lOj) erläutert. Bei jedem der gezeigten Fälle wurde Silicium als Halbleitersubstrat verwendet, das in der Zeichnung mit »Silicium« bezeichnet ist. Weiter bedeutet (Si) Siliciumoxyd, (P) Phosphoroxyd und (X) Aluminiumoxyd oder Boroxyd.

Danach umfaßt die in F i g. 10 a gezeigte Halbleiteranordnung beispielsweise ein Siliciumsubstrat, eine Siliciumoxydschicht auf diesem Substrat, eine aus Siliciumoxyd und Phosphoroxyd bestehende Schicht auf der Siliciumoxydschicht und eine aus Siliciumoxyd, Phosphoroxyd und Aluminium- oder Boroxyd bestehende Schicht. Fig. 10c zeigt eine Halbleiteranordnung mit einer Schicht aus Siliciumoxyd, Phosphoroxyd und Aluminium- oder Boroxyd zwischen einem Siliciumsubstrat und einer Aluminium- oder Boroxydschicht. In analoger Weise zeigen die übrigen

Diagramme weitere Zusammensetzungen von Halbleiteranordnungen.

Wie im vorstehenden werden die Bedingungen oder Zustände, die hinsichtlich der Halbleiteroberflächenstabilität und der Wasserresistenz als wünschenswert erachtet werden, bei den jeweiligen Halbleiteranordnungen gemäß der Erfindung zusätzlich angegeben. Das heißt, bei der Halbleiteranordnung mit einer Zusammensetzung, wie sie in Fig. 10a gezeigt wird, hat die Schicht (Si) vorzugsweise eine Dicke von mehr als 3000 A, die Schicht (Si) + (P) eine Dicke von mehr als 50 A, die Schicht (Si) + (P) + (X) eine Dicke von mehr als 50 A, und die in der Schicht (Si) + (P) + (X) enthaltene Menge an Aluminium oder Bor liegt nicht unter dem Dreifachen der in der Schicht enthaltenen Phosphormenge (in Atomprozent). Bei Fig. 10b ist vorzugsweise die Dicke der Schicht (Si) + (P) größer als 100 A, die Dicke der Schicht (Si) + (P) + (X) größer als 50 A, und die in der Schicht (Si) + (P) + (X) enthaltene Menge an Aluminium oder Bor liegt nicht unter dem Dreifachen der in der Schicht enthaltenen Phosphormenge (in Atomprozent).

Bei F i g. 10c ist vorzugsweise die Dicke der Schicht (Si) + (P) + (X) größer als 100 A, die in der Schicht enthaltene Menge an Aluminium oder Bor liegt nicht über dem Dreifachen der darin enthaltenen Phosphormenge (in Atomprozent), und die Dicke einer Schicht (X) ist größer als 50 A.

Bei Fig. 1Od ist bevorzugt die (Si)-Schicht dicker als 3000 A, die Schichten (Si) + (P), (P) und (P) + (X) sind jeweils dicker als 50 A, und die in der Schicht (P) + (X) enthaltene Menge an Aluminium oder Bor ist nicht geringer als das Dreifache der darin enthaltenen Phosphormenge (in Atomprozent).

Bei Fig. 1Oe ist bevorzugt eine (Si)-Schicht dicker als 3000 A, die Schichten (Si) + (P), (P) + (X) und (X) sind jeweils dicker als 50 A, und die in der Schicht (P) + (X) enthaltene Menge an Aluminium oder Bor ist vorzugsweise nicht geringer als das Dreifache der darin enthaltenen Phosphormenge (in Atomprozent).

Bei einer Halbleiteranordnung, wie sie in F i g. 1Of gezeigt ist, wird bevorzugt, daß eine Schicht (Si) + (P) + (X) dicker als 100 A ist und daß die in dieser Schicht enthaltene Menge an Aluminium oder Bor nicht höher ist als das Dreifache der darin enthaltenen Phosphormenge (in Atomprozent).

Bei Fig. 10g ist vorzugsweise eine (Si)-Schicht dicker als 3000 A, die Schichten (Si) + (P) + (X) und (X) sind jeweils dicker als 50 A, und die in der Schicht (Si) + (P) + (X) enthaltene Menge an Aluminium oder Bor ist nicht größer als das Dreifache der darin enthaltenen Phosphormenge (in Atomprozent).

Bei Fig. 10h wird bevorzugt, daß eine (Si)-Schicht dicker als 3000 A ist, daß die Schichten (Si) + (P) und (P) + (X) jeweils dicker als 50 A sind und daß die in der Schicht (P) + (X) enthaltene Menge an Aluminium oder Bor nicht kleiner als das Dreifache der darin enthaltenen Phosphormenge (in Atomprozent) ist.

Bei F i g. 1Oi wird bevorzugt, daß eine (Si)-Schicht dicker als 3000 A ist, daß (Si) + (P)-, (Si) + (P) + (X)- und (X)-Schichten jeweils dicker als 50 A sind und daß die in der Schicht (Si) + (P) -f (X) enthaltene Menge an Aluminium oder Bor nicht geringer ist als das Dreifache der darin enthaltenen Phosphormenge (in Atomprozent).

ίο Weiterhin ist es bei einer Halbleiteranordnung, wie sie in Fig. 1Oj gezeigt wird, vorzuziehen, daß eine (Si)-Schicht dicker als 3000 A ist, daß (Si) + (P)-, (P)-, (P) + (X)- und (X)-Schichten jeweils dicker als 50 A sind und daß die in der Schicht (P) + (X) enthaltene Menge an Aluminium oder Bor nicht kleiner als das Dreifache der darin enthaltenen Phosphormenge (in Atomprozent) ist.

Wenn man einen Phosphoroxyd enthaltenden isolierenden Film auf einem Halbleitersubstrat bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung erzeugen will, können die folgenden drei Verfahren angewandt werden, die von der in Verbindung mit den Fig. 3a und 3b oder den Fig. 6a und 6b im einzelnen beschriebenen Arbeitsweise abweichen.

Bei der Entwicklung der erfindungsgemäßen Halbleiteranordnungen glückte die Erzeugung einer Halbleiteranordnung mit einer ausgezeichneten Wasserresistenz, wie bei den vorerwähnten Anordnungen durch Vereinigen bzw. Verbinden von Aluminiumoxyd

oder Boroxyd von zumindest 50 A Dicke mit einer so gebildeten Isolierschicht, die Phosphoroxyd in zumindest 50 A Dicke enthält.

(i) Ein Siliciumoxydfilm von mehr als 3000 A Dicke wird auf einem Siliciumsubstrat erzeugt und danach

ein sehr dünner Phosphoroxydfilm von etwa 200 A Dicke auf dem Siliciumoxydfilm durch thermische Zersetzung von POCl₃, PCl₅, PH₃, PBr₅ od. dgl. Zur gleichen Zeit vereinigt oder verbindet sich das gesamte Phosphoroxyd mit dem Siliciumoxyd, so daß eine Mischung von Siliciumoxyd und Phosphoroxyd oder Glas gebildet wird.

(ii) Ein Siliciumoxydfilm wird auf einem Siliciumsubstrat gebildet, und danach wird das Substrat auf etwa 740⁰C aufgeheizt. In diesem Zustand wird das Substrat gleichzeitig mit Tetraäthoxysilan und POCl₃ zusammen mit O₂ als Trägergas beaufschlagt und eine aus Siliciumoxyd und Phosphoroxyd bestehende Schicht oder Glasschicht in einer Dicke von 200 bis 1000 A direkt auf dem Siliciumoxydfilm hergestellt.

(iii) Ein sorgfältig gereinigtes bzw. sauber gewaschenes Siliciumsubstrat mit frei liegender Oberfläche wird auf etwa 74O⁰C in einem Reaktionsrohr aufgeheizt, und POCl₃ und Tetraäthoxysilan werden gleichzeitig zusammen mit O₂-Gas zum Reaktionsrohr

zugeführt. In diesem Falle wird eine aus Siliciumoxyd und Phosphoroxyd bestehende Schicht direkt auf der Oberfläche des Siliciumsubstrats gebildet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

589 Patentansprüche:

1. Halbleiteranordnung mit einem die Oberfläche des Halbleitersubstrats bedeckenden Siliziumoxydfilm und einem weiteren anorganischen Isolierfilm, dadurch gekennzeichnet, daß der anorganische Isolierfilm Aluminiumoxyd und Phosphoroxyd enthält.

2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der anorganische Isolierfilm eine erste Glasschicht aus Siliziumoxyd und Phosphoroxyd auf dem Siliziumoxydfilm, eine zweite Glasschicht aus Aluminiumoxyd und Phosphoroxyd auf der ersten Glasschicht und eine dritte Isolierschicht aus Aluminiumoxyd auf der zweiten Glasschicht umfaßt.

3. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der anorganische Isolierfilm seinerseits mit einem Siliziumoxydfilm bedeckt ist.

4. Halbleiteranordnung mit einem die Oberfläche des Halbleitersubstrats bedeckenden Siliziumoxydfilm und einer auf dem Siliziumoxydfilm erzeugten Phosphorsilikatglasschicht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aluminiumoxydschicht auf der Phosphorsilikatglasschicht erzeugt ist und eine Zwischenglasschicht mit Gehalt an Phosphoroxyd und Aluminiumoxyd an der Grenzfläche zwischen der Phosphorsilikatglasschicht und der Aluminiumoxydschicht gebildet ist.

5. Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung nach Anspruch 4, bei dem das Halbleitersubstrat mit einem Siliziumoxydfilm bedeckt wird und eine Phosphoroxydschicht auf dem Siliziumoxydfilm erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man eine weitere Aluminiumoxydschicht durch Oxydation von verdampftem Aluminium oder durch chemische Dampfniederschlagung einer Aluminiumverbindung auf der Phosphoroxydschicht anbringt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumoxydschicht auf der Phosphoroxydschicht durch thermische Zersetzung einer Aluminiumverbindung, wie z. B. Triäthoxyaluminium (Al(OC₂Hg)₃), Al (C₂H₅)₃, Al (CH₃)₃, (C₆H₅ · CH₂)₃A1, Methoxyaluminium und Propoxyaluminium erzeugt wird.

7. Halbleiteranordnung mit einem die Oberfläche des Halbleitersubstrats bedeckenden Siliziumoxydfilm und einem weiteren anorganischen Isolierfilm, dadurch gekennzeichnet, daß der anorganische Isolierfilm Boroxyd und Phosphoroxyd enthält.

8. Halbleiteranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der anorganische Isolierfilm eine erste Glasschicht aus Siliziumoxyd und Phosphoroxyd auf dem Siliziumoxydfilm, eine zweite Glasschicht aus Boroxyd und Phosphoroxyd auf der ersten Glasschicht und eine dritte Isolierschicht aus Boroxyd auf der zweiten Glasschicht umfaßt.

9. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der anorganische Isolierfilm seinerseits mit einem Siliziumoxydfilm bedeckt ist.

10. Halbleiteranordnung mit einem die Oberfläche des Halbleitersubstrats bedeckenden Siliziumoxydfilm und einer auf dem Siliziumoxydfilm erzeugten Phosphorsilikatglasschicht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Boroxydschicht auf der Phosphorsilikatglasschicht erzeugt ist und eine Zwischenglasschicht mit Gehalt an Phosphoroxyd und Boroxyd an der Grenzfläche zwischen der Phosphorsilikatglasschicht und der Boroxydschicht gebildet ist.

11. Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung nach Anspruch 10, bei dem die Halbleitersubstratoberfläche mit einem Siliziumoxydfilm bedeckt wird und auf dem Siliziumoxydfilm eine Phosphoroxydschicht erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Boroxydschicht auf der Phosphoroxydschicht durch Erhitzen des Substrats in einer Boroxydatmosphäre erzeugt.

12. Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der anorganische Isolierfilm auf dem Siliziumoxydfilm durch Erhitzen des Substrats in einer eine Phosphorverbindung, wie z. B. POCl₃, und eine Aluminiumverbindung, wie z. B. A1(OC₂H₅)₃, enthaltenden Atmosphäre gebildet wird.

13. Halbleiteranordnung mit einem die Oberfläche des Halbleitersubstrats bedeckenden Siliziumoxydfilm und einem weiteren anorganischen Isolierfilnij dadurch gekennzeichnet, daß der anorganische ' Isolierfilm nur aus Aluminiumoxyd besteht.

14. Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumoxyd zur Bedeckung des Siliziumoxydfilms durch Oxydation von niedergeschlagenem Aluminium oder durch thermische Zersetzung einer Aluminiumverbindung gebildet wird.