DE1614383B2 - Verfahren zum herstellen eines halbleiterbauelementes - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines halbleiterbauelementes

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DE1614383B2 DE1967R0046773 DER0046773A DE1614383B2 DE 1614383 B2 DE1614383 B2 DE 1614383B2 DE 1967R0046773 DE1967R0046773 DE 1967R0046773 DE R0046773 A DER0046773 A DE R0046773A DE 1614383 B2 DE1614383 B2 DE 1614383B2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes mit einem Halbleiterkörper, der an seiner Oberfläche unter einer Isolierschicht Zonen unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps aufweist, die durch Öffnungen der Isolierschicht hindurch kontaktiert sind, wobei die Isolierschicht mit einem dickeren Teil über einem ersten Bereich der einen, ersten Zone und mit einem dünneren Teil über einem zweiten Bereich dieser ersten Zone gebildet wird, in den dünneren Teil der Isolierschicht eine bis zur Oberfläche des zweiten Bereichs der ersten Zone durchgehende erste Öffnung geätzt wird, innerhalb dieser ersten Öffnung in dem zweiten Bereich der ersten Zone eine zweite Zone erzeugt und auf deren Oberfläche wiederum eine Isolierschicht gebildet wird, in dieser auf der zweiten Zone gebildeten Isolierschicht eine zur zweiten Zone führende zweite Öffnung und in den dickeren Teil der Isolierschicht über dem ersten Bereich der ersten Zone eine bis zu diesem reichende dritte Öffnung geätzt werden, und zur Kontaktierung der durch die zweite und die dritte Öffnung freigelegten Teile der zweiten und der ersten Zone jeweils ein Leitermaterial niedergeschlagen wird.
Die Wirtschaftlichkeit der Herstellung von Halbleiterbauelementen hängt von der Ausbeute an brauchbaren Exemplaren, die der Herstellungsprozeß liefert, ab. Die mittleren Kosten der einzelnen Halbleiterbauelemente hängen also unmittelbar von der Anzahl der Halbleiterbauelemente ab, die eine bestimmte Anzahl von verschiedenen Verfahrensschritten bei der Herstellung überleben. Hohe Ausbeuten ergeben niedrige Kosten, während niedrige Ausbeuten die Kosten des Fertigproduktes untragbar ansteigen lassen können.
Eine der hauptsächlichen Ursachen für schlechte Ausbeuten bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen sind Fehler, z.B. kleine Löcher oder Poren, in den Photolackschichten, die als Photo-Ätzmasken auf der Oberfläche der Halbleiterkörper verwendet werden. Solche Fehler werden z. B. durch Fehler in den Photo-Ätzmasken verursacht, die vor der Belichtung auf die Photolackschicht aufgelegt werden. Ein kleiner Vorsprung auf der Photomaske kann beispielsweise ein entsprechend kleines aber trotzdem sehr nachteiliges Loch in der Photolackschicht verursachen. Auch durch Staub können Poren in der Photolackschicht entstehen. Solche Poren bewirken dann, daß unerwünschte Löcher in eine die Oberfläche des Halbleiterkörpers schützende Isolierschicht geätzt werden. An diesen Stellen wird die Halbleiteroberfläche dann freigelegt und später aufgedampfte Metallschichten kontaktieren dann die Halbleiteroberfläche, wodurch Kurzschlüsse entstehen und das Halbleiterbauelement unbrauchbar wird.
Man hat selbstverständlich bereits versucht, das Entstehen von Poren in Photolackschichten oder dgl. nach Möglichkeit zu verhindern. Bekannte Maßnahmen sind eine weitestgehende Beseitigung von Staub und möglichste Sorgfalt bei der Herstellung der Oberfläche der Photomasken. Auch unter den besten Arbeitsbedingungen und mit allen Vorsichtsmaßnahmen läßt sich keine kleinere Porendichte als 20 Poren pro Quadratzentimeter erreichen, im allgemeinen ist die Porendichte sogar wesentlich größer.
Aus der Zeitschrift »Electronics« Band 38 (1965) Nr. 17, Seiten 70 bis 77 ist bereits ein Planartransistor mit einem scheibenförmigen Halbleiterkörper bekannt, der eine Kollektorzone, eine an die Scheibenoberfläche angrenzende Basiszone und eine an die gleiche Scheibenoberfläche angrenzende Emitterzone aufweist. Die Basiszone besteht aus einem ersten Teil hoher und einem zweiten Teil niedrigerer spezifischer Leitfähigkeit. Die Scheibenoberfläche ist mit einer Oxydschicht bedeckt, die bis zur Oberfläche des Basiszonenteils hoher spezifischer Leitfähigkeit und bis zur Oberfläche der Emitterzone führende Öffnungen für Metallkontakte enthält, die die Emitter- und die Basiselektrode bilden. Die Basiszonenteile niedrigerer und hoher spezifischer Leitfähigkeit und die Emitterzone werden in dieser Reihenfolge nacheinander in die vorgesehenen und dazu von der Oxydschicht freigelegten Bereiche eindiffundiert. Während jedes Diffusionsvorganges wird die Oberfläche erneut oxydiert. Bei einem derartigen Herstellungsverfahren für Planartransistoren bildet sich bekanntlich auf der Scheibenoberfläche eine Oxydschicht, deren Dicke über einem zuerst diffundierten Bereich jeweils größer ist als über einem danach diffundierten Bereich.
Aus der französischen Patentschrift 1,358,189 ist es auch schon bekannt, zwischen der Emitterzone und der Emitterkontaktelektrode eines Transistors eine Emitterwiderstandsschicht anzuordnen, um die thermische Stabilität gegen eine örtliche Erwärmung zu erhöhen.
Bei keinem dieser bekannten Transistoren werden aber die oben geschilderten Herstellungsprobleme vermieden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen anzugeben, das dadurch eine besonders hohe Ausbeute liefert, daß Kurzschlüsse während der Kontaktierung der Zonen des Halbleiterbauelementes infolge von Poren in Photolackschichten vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art gleichzeitig mit der Ätzung der ersten Öffnung im dünneren Teil der Isolierschicht mindestens eine Vertiefung in den dickeren Teil der Isolierschicht über der ersten Zone geätzt wird, die in Richtung auf die erste Zone hin verläuft, jedoch die Isolierschicht nicht durchsetzt, und daß gleichzeitig mit der Ätzung der zweiten Öffnung die dritte Öffnung vom Boden der Vertiefung im dickeren Teil der Isolierschicht über der ersten Zone aus durch diesen Teil der Isolierschicht hindurch bis zur ersten Zone geätzt wird.
Die angestrebte geringere Porendichte wird bei dem Halbleiterbauelement nach der Erfindung also dadurch erreicht, daß eine Isolierschicht mit verschiedener Dicke verwendet wird, die die Oberfläche eines Halbleiterkörpers schützt, aus dem beispielsweise ein Transistor oder eine integrierte Schaltung gebildet werden. Die Wahl der Dicke der Isolierschicht ermöglicht es, daß die Isolierschicht auch beim Vorhandensein von Poren in einer die Isolierschicht bedeckenden als Ätzmaske dienenden Photolackschicht nicht bis zur Oberfläche des Halbleiterkörpers durchgeätzt werden kann.
Die Erfindung wird anhand von zwei Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, es zeigt:
Fig. 1 bis 10 Schnittansichten eines Transistors während verschiedener Stufen seiner Herstellung;
Fig. 11 eine Draufsicht auf den in Fig. 10 dargestellten Transistor und
Fig. 12 bis 20 Schnittansichten eines zweiten Transistors während verschiedener Stufen seiner Herstellung.
Beispiel I
Im folgenden wird der Einfachheit halber nur die Herstellung eines einzigen Transistors beschrieben, in der Praxis können jedoch hunderte von Transistorsystemen auf einer einzigen Halbleiterscheibe, insbesondere einer Siliziumscheibe, durch ein Planarverfahren hergestellt, voneinander getrennt und dann einzeln montiert und gekapselt werden.
Bei dem vorliegenden Beispiel wird von einer Scheibe 12 (Fig. 1) aus einem η -leitenden Siliziumeinkristall ausgegangen. Auf der Siliziumscheibe 12 wird eine epitaktische Schicht 14 (Fig. 2) aus n-leitendem Silizium gebildet, die zusammen mit der n+- leitenden Schicht der Siliziumscheibe 12 als Kollektorzone für den herzustellenden Transistor vorgesehen sind. Anstelle einer epitaktischen Schicht kann man selbstverständlich auch eine Diffusionsschicht erzeugen. .So könnte man beispielsweise von einem Halbleiterkörper aus einem η-leitenden Siliziumkristall ausgehen und eine n+-leitende Schicht durch Diffusion in diesem Halbleiterkörper bilden. Die Dicke der epitaktischen Schicht 14 kann beispielsweise 25 μτη betragen; sie ist in der Zeichnung übertrieben groß dargestellt. Es sei in diesem Zusammenhange bemerkt, daß die Zeichnungen nicht maßstabsgerecht sind.
Mittels bekannter Photomasken und photolithographischer Verfahren wird in der epitaktischen Schicht 14 eine p+-leitender diffundierter Basiszonenbereich 16 hoher spezifischer Leitfähigkeit gebildet; vgl. die Fig. 3. Hierzu kann man in die epitaktische Schicht 14 ein Akzeptorenmaterial, wie Bor, unter Verwendung von z. B. Bortrioxyd oder Bortribromid eindiffundieren. Wie Fig. 11 zeigt, kann der p+-leitende Basiszonenbereich 16 einen rechteckigen Außenrand und einen kreisförmigen Innenrand haben.
Nach der Diffusion des p+-leitenden Baiszonenbereichs 16 wird auf die Oberfläche der epitaktischen Schicht 14 eine dicke Schicht 18 aus Siliziumoxyd oder einem anderen Isoliermaterial, wie Siliziumnitrid, aufgebracht; vgl. die Fi g. 4. Die Siliziumoxydschicht 18 wird aus noch zu erläuternden Gründen mit Absicht verhältnismäßig dick gemacht. Die Siliziumoxydschicht 18 kann z. b. in zwei Schritten hergestellt werden. Zuerst wird eine etwa 4000 AE dicke Siliziumoxydschicht thermisch auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers gezüchtet, indem der Halbleiterkörper in Wasserdampf etwa 20 Minuten auf etwa 1200°C erhitzt wird. Als nächstes wird eine 10 000 AE dicke Siliziumoxydschicht niedergeschlagen, indem über den Halbleiterkörper bei einer relativ niedrigen Tempera-
tür (etwa 300° C) eine Mischung aus gasförmigem Silan (SiH4) und Sauerstoff geleitet wird.
Als nächstes wird mittels eines üblichen bekannten Maskier-, Photolithographie- und Ätzverfahrens in der Siliziumoxydschicht 18 eine Öffnung 19 gebildet, die die Fig. 5 zeigt. Diese Öffnung 19 begrenzt den restlichen Bereich 20 der Basiszone 16, 20, der durch Eindiffundieren eines Akzeptormaterials durch die Öffnung 19 gebildet wird. Nach der Eindiffusion des Akzeptormaterials wird auf der freiliegenden Oberfläche des Halbleiterkörpers in der Öffnung 19 eine Schicht 22 aus Siliziumoxyd oder einem anderen Isoliermaterial gebildet, die den mittleren Bereich 20 der Basiszone 16, 20 bedeckt, wie Fig. 6 zeigt. Die Siliziumoxydschicht 22 ist wesentlich dünner als die Siliziumoxydschicht 18, ihre Dicke beträgt meist 4000 AE, so daß ein erheblicher Dickenunterschied zwischen den beiden Isolierschichten besteht. Der Dikkenunterschied beträgt bei dem vorliegenden Beispiel 10 000 AE. Die Siliziumoxydschicht 22 kann z.B. vorteilhafterweise dadurch hergestellt werden, daß man den Halbleiterkörper etwa 20 Minuten bei 1000 0C in Wasserdampf erhitzt.
Der nächste Schritt bei der Herstellung des Transistors besteht in der Bildung der Emitterzone. Hierzu dient eine entsprechende Photo-Ätzmaske, die die Emitterfläche definiert. Außerdem enthält die Photo-Ätzmaske Öffnungen über dem p'-leitenden Basiszonenbereich 16 des Transistors. Unter Anwendung üblicher photolithographischer Verfahren und durch Ätzen des Körpers wird nun in der Siliziumoxydschicht 18 ein Muster gebildet, von dem in der Fig. 7 ein Schnitt dargestellt ist. Dieses Muster umfaßt eine kreisförmige Öffnung 23 oberhalb des p-leitenden Bereiches 20 der Basiszone 16, 20, die zum Eindiffundieren einer Emitterzone 24 dient, und längliche, schlitzartige Vertiefungen 25 oberhalb des ρ '-leitenden Bereiches 16 der Basiszone 16, 20. Auf diese Weise wird also dort die Dicke des dickeren (14 000 AE) Teiles 18 der Siliziumoxydschicht 18, 22 über dem p+-leitenden Bereich 16 der Basiszone 16, 20 auf etwa 8000 AE verringert, wo später die Basiskontaktelektrode an dem p+-leitenden Basiszonenbereich 18 angebracht werden soll.
Nach dem Ätzen wird die n+-leitende Emitterzone 24 im p-leitenden Bereich 20 der Basiszone 16, 20 gebildet, indem durch die Öffnung 23 ein Donatormaterial eindiffundiert wird. Nach der Diffusion der Emitterzone 24 wird auf der freiliegenden Oberfläche der Emitterzone 24 eine dünne Schicht 26 gebildet, z. B. eine Oxydschicht, indem der Halbleiterkörper etwa 20 Minuten bei etwa 1200° C in Wasserdampf erhitzt wird, so daß man nun den in Fig. 8 dargestellten Transistor erhält.
Durch Maskier-, Photolithographie- und Ätzverfahren wird dann in der Siliziumoxydschicht 26 eine kreisförmige Öffnung 27 (Fig. 9) gebildet, um die Mitte der Emitterzone 24 kontaktieren zu können. Gleichzeitig werden vom Boden der Vertiefungen 25 in der Siliziumoxydschicht 18, wo diese nur etwa 8000 AE dick ist, längliche Kontaktöffnungen zu dem p+leitenden Bereich 16 der Basiszone 16, 20 geätzt. Bei diesem Verfahrensschritt können praktisch keine unerwünschten Löcher durch den dickeren Teil 18 der Siliziumoxydschicht zur Halbleiteroberfläche durchgeätzt ^werden, da die Siliziumoxydschicht unterschiedliche Dicken hat und die Ätzdaper so begrenzt wird, daß nur die dünneren Teile der Siliziumoxydschicht über dem p+-leitenden Bereich 16 der Basiszone 16, 20 durchgeätzt werden können.
Als letzter Schritt zur Bildung des Transistors werden an dem p+-leitenden Bereich 16 der Basiszone 16, 20 und der n""-leitenden Emitterzone 24 Kontaktelektroden angebracht, indem eine Schicht aus Aluminium oder irgend einem anderen gut leitenden Metall auf der ganzen oberen Seite des Halbleiterkörpers niedergeschlagen wird und die unerwünschten Teile anschließend weggeätzt werden, so daß drei streifenförmige Metallschichten verbleiben, wie sie in Fig. 10 und 11 dargestellt sind. Die Mitte der Emitterzone 24 wird also durch eine Metallschicht 28, und der p+-leitende Bereich 16 der Basiszone 16, 20 durch Metallschichten 29 elektrisch kontaktiert. Die oberen Oberseiten der Metallschichten bilden Kontaktbereiche, an denen z. B. dünne Zuführungsdrähte angebracht werden können. Der Transistor wird dann in üblicher bekannter Weise in einem Gehäuse montiert oder vergossen.
Die Draufsicht der Fig. 11 zeigt ebenfalls die Metallschichten 28, 29, die die Emitterzone 24 durch die Öffnung 27 bzw. den pT-leitenden Bereich 16 der Basiszone 16, 20 kontaktieren. Bei den bekannten Transistoren würde jede Pore in der Siliziumschicht 18 über der Basiszone 16, 20 bis zur Oberfläche des Halbleiterkörpers durchgeätzt sein. In Fig. 11 ist beispielsweise eine Pore 30, die eine von vielen in der Oberfläche sein kann, dargestellt. Wenn diese Pore
3() durch die Siliziumoxydschicht 18 bis zur Oberfläche des Halbleiterkörpers durchgeht, ist ein unmittelbarer elektrischer Kurzschluß zwischen der Emitterzone 24 und dem p'-leitenden Bereich 16 der Basiszone 16, 20 vorhanden, nachdem die Metallschicht 28 aufgedampft worden ist. Das aufgedampfte Metall würde dann nämlich durch die Siliziumoxydschicht 18 zum pMeitenden Bereich 16 der Basiszone 16, 20 durchreichen, da die Metallschicht 28 sowohl über der Emitterzone 24 als auch über der Basiszone 16, 20 verläuft. Da die Siliziumoxydschicht 18 jedoch bei dem nach der Erfindung hergestellten Transistor verschiedene Dicken hat, ist die Tiefe von Poren in der Siliziumoxydschicht 18 so begrenzt, daß sie keinesfalls zum Halbleiterkörper durchgehen. Ein unerwünschter Kurzschluß der Kontaktelektroden des Transistors wird dadurch vermieden. Versuche haben . ergeben, daß sich die Basis-Emitter-Ausbeute bei den nach der Erfindung hergestellten Transistoren gegenüber den nach dem Stand der Technik hergestellten
5Q Transistoren verdoppelt.
Dieses Ausführungsbeispiel betraf die Herstellung eines einzigen Bipolartransistors mit jeweils einer Kollektor-, einer Emitter- und einer Basiszone. Selbstverständlich können auch Transistoren mit Mehrfachj Emittern, z. B. sogenannten »Overlay«-Transistoren, die für Hochfrequenzzwecke und höhere Leistungen geeignet sind, oder Feldeffekttransistoren nach dem Verfahren nach der Erfindung hergestellt werden. Ferner kann der Leitungstyp der Zonen jeweils entgegen-
6() gesetzt zu dem des Ausführungsbeispieles I sein.
Beispiel II
Dieses Beispiel, das anhand der Fig. 12 bis 20 erläutert wird, betrifft die Herstellung eines Hochfrequenz-Transistors mit Mehrfachemitter (»Overlay-Transistor). Zur Vereinfachung der Beschreibung wird nur die Herstellung eines Teiles eines solchen
Transistors erläutert. Ausgegangen wird von einem Halbleiterkörper 32 (Fig. 12) aus einem n+-leitenden Siliziumeinkristall, dessen spezifischer Widerstand etwa 0,01Ohm-cm und dessen Dicke 0,15 bis 0,2 mm betragen. Der Siliziumkörper 32 dient beim fertigen Transistor als Kollektorzone. Auf dem Siliziumkörper 32 befindet sich eine epitaktische Schicht 34 (Fig. 13) aus η-leitendem Silizium mit einem spezifischen Widerstand von ungefähr 2 bis 3 Ohm-cm.' Eine η-leitende Schicht 34 könnte anstatt durch Epitaxie auch durch Diffusion im Siliziumkörper 32 gebildet werden. Die epitaktische Schicht 34 hat eine Dicke von beispielsweise 25μηι, sie ist in der Zeichnung der Deutlichkeit halber übertrieben dick dargestellt.
Mittels bekannter photolithographischer Verfahren wird in der epitaktischen Schicht 34 ein p-leitender, rechteckförmiger, diffundierter Basiszonenbereich 36 gebildet. Hierzu kann in die epitaktische Schicht 34 ein Akzeptormaterial, wie Bor, etwa unter Verwen- #20 dung von Bortnoxyd oder Bortribromid eindiffundiert werden, wobei 30 Minuten auf 800 bis 920° C und dann weitere 30 Minuten auf 1200° C erhitzt wird. Der Basiszonenbereich 36 kann auch aus einer zweiten epitaktischen Schicht bestehen (Fig. 14). Die Basiszone enthält ferner einen p+-leitenden Bereich 38. Der p+-leitende Bereich 38 hat einen Flächenwiderstand von etwa 1 Ohm und wird beispielsweise dadurch gebildet, daß ein Akzeptormaterial, wie Bor, etwa unter Verwendung von Bortrioxyd, Bortribromid 15 Minuten bei 1150° C eindiffundiert wird.
Nachdem der p-leitende Bereich 36 und ρ+-leitende Bereich 38 der Basiszone 36, 38 durch Diffusion gebildet worden sind, wird auf die Oberfläche des Siliziumkörpers eine dicke Schicht 40 aus Siliziumoxyd oder einem anderen Isolator, wie Siliziumnitrid, aufgebracht, wie Fig. 15 zeigt. Wie beim Beispiel I wird die Siliziumoxydschicht 40 absichtlich dick gemacht, sie kann beispielsweise jetzt in zwei Schritten hergestellt werden. Zuerst wird beispielsweise eine etwa 4000 AE dicke Schicht thermisch auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers gezüchtet, indem dieser ungefähr 20 Minuten bei etwa 1200° C in Wasserdampf erhitzt wird. Als nächstes wird eine 10.000 AE dicke Siliziumoxydschicht niedergeschlagen, indem eine Mischung aus gasförmigem Silan (SiH4) und Sauerstoff bei niedrigerer Temperatur (etwa 300"C) über den Siliziumkörper geleitet wird. Unter Anwendung üblicher Maskier- und Photolithographieverfahren wird dann in die Siliziumoxydschicht 40 eine Öffnung 42 eingeätzt, die die Form eines Widerstandsteiles der Emitterzone definiert; vgl. Fig. 16.
In der epitaktischen Schicht wird nun ein Widerstandsteil 44 der Emitterzone — vgl. Fig. 17 — hergestellt, indem ein Donatormaterial, wie Phosphor, bis zu einer Tiefe von etwa 0,75 bis 1,0 μτα eindiffundiert wird. Der Widerstandsteil 44 der Emitterzone soll einen Flächenwiderstand zwischen etwa 2 und 100 Ohm haben. Man kann z. B. durch die Öffnung 42 Phosphoroxydchlorid POCL3 35 Minuten lang bei 900°C eindiffundieren. Der Durchmesser des Widerstandsteiles 44 der Emitterzone kann beispielsweise 65μπι betragen.
Nachdem der Widerstandsteil 44 der Emitterzone durch Diffusion gebildet worden ist, wird auf der freiliegenden Oberfläche des Siliziumkörpers eine relativ dünne Schicht 46 aus Siliziumoxyd oder einem anderen Isoliermaterial gebildet (Fig. 17). Die Siliziumoxydschicht 46 ist wesentlich dünner als die Siliziumoxydschicht 40, meist ist sie 4000 AE dick, so daß ein wesentlicher Dickenunterschied zwischen den beiden Siliziumoxydschichten 40 und 46 vorhanden ist, der bei dem vorliegenden Beispiel 10 000 AE beträgt. Die Siliziumoxydschicht 46 wird bei dem vorliegenden Beispiel gebildet, indem der Halbleiterkörper etwa 20 Minuten bei 1000° C in Wasserdampf erhitzt wird.
Der nächste Schritt bei der Herstellung des Transistors besteht in der Bildung des übrigen Teiles der Emitterzone; die Basiszone und die Kollektorzone waren bei den anhand der Fig. 12 bis 17 erläuterten Verfahrensschritten gebildet worden. Man verwendet hierbei eine Photo-Ätzmaske, die das gewünschte Muster für den übrigen Teil der Emitterzone hat. Diese Photo-Ätzmaske enthält außerdem das Muster für die Basiskontaktelektrode des Transistors. Durch bekannte photolithographische Verfahren und Ätzen wird in der Siliziumoxydschicht 40 und der Siliziumoxydschicht 46 ein Muster gebildet, wie es in Fig. 18 dargestellt ist. Dieses Muster umfaßt Öffnungen 48 in dem Teil 46 der Siliziumoxydschicht 40, 46 zum Eindiffundieren des übrigen Teils der Emitterzone und Vertiefungen 50 in dem Teil 40 der Siliziumoxydschicht 40, 46, die sich oberhalb des p+-leitenden Bereiches 38 der Basiszone 36, 38 befinden. Da der Außenrand der Emitterzone durch den Widerstandsteil 44 begrenzt ist, ist es nur nötig, durch die sich über dem Widerstandsteil 44 der Emitterzone befindliche, relativ dünne Siliziumoxydschicht 46 (4000 AE) zu ätzen. Gleichzeitig wird die dicke Siliziumoxydschicht 40 (14 000 AE) über dem p+-leitenden Bereich 38 der Basiszone 36, 38 angeätzt, wodurch ihre Dicke dort durch die geätzten Vertiefungen 50 auf etwa 8000 AE verringert wird, wo später die Basiskontaktelektrode angebracht wird.
Nach dem Ätzen wird ein n+-leitender Emitterzonenteil 52 (Fig. 19) in die epitaktische Schicht 34 eindiffundiert, indem durch die Öffnungen 48 ein Donatormaterial eingeführt wird. Der η+-leitende Emitterzonenteil 52 hat einen Außendurchmesser von beispielsweise 63/oti und wird etwa 1,25 bis 1,5μηι tief eindiffundiert. Der Emitterzonenteil 52 reicht also etwas tiefer in den Halbleiterkörper hinein als der Widerstandsteil 44 der Emitterzone 44, 52, außerdem ist er etwas stärker dotiert als letzterer. Der Emitterzonenteil 52 kann dadurch gebildet werden, daß man 16 Minuten Phosphoroxychlorid bei 1025° C in die epitaktische Schicht 36 eindiffundiert. Nach der Diffusion des Emitterzonenteils 52 wird auf seiner freiliegenden Oberfläche eine dünne Siliziumoxydschicht ge,-bildet, z.B. in dem der Halbleiterkörper etwa 20 Minuten bei etwa 1200° C in Wasserdampf erhitzt wird.
Auf übliche Weise wird dann in die Siliziumoxydschicht 46 eine Kontaktöffnung 53 eingeätzt, die die Mitte des Widerstandsteiles 44 der Emitterzone freilegt. Gleichzeitig werden Löcher in die unter den Vertiefungen 50 liegenden Teile der dort etwa 8000 AE dicken Isolierschicht 40 eingeätzt, die Kontaktöffnungen für den p+-leitenden Bereich 38 der Basiszone 36, 38 bilden. Bei dieser Verfahrensstufe betragen die Dicken der Siliziumoxydschichten über dem Emitterwiderstandsteil 44 5000 AE und über dem Basiszonenteil 36 14 000 AE. Durch Begrenzung der Ätzzeit auf einen Wert, der gerade ausreicht, um ein Durchätzen der etwa 8000 AE dicken Siliziumoxydschicht 40 über dem p+-leitenden Teil 38 der Basiszone 36, 38
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zu gewährleisten, wird vermieden, daß unerwünschte Poren bis zur Siliziumoberfläche durchgeätzt werden. Wie ersichtlich, verbleibt im ungünstigsten Falle immer noch ein etwa 6000 AE dicker Rest der Siliziumoxydschicht, der nach der Metallisierung für die Herstellung der Kontaktelektroden ein Kurzschließen des Emitterzonenteils 52 mit dem Basiszonenteil 36 verhindert.
Zur Fertigstellung des Transistors werden dann die Basis- und die Emitterzone kontaktiert, indem eine Schicht aus Aluminium oder einem anderen gut leitenden Metall, die durch photolithographische Verfahren begrenzt ist, auf den mit Siliziumoxydschicht bedeckten Siliziumkörper aufgedampft wird, vgl. die Fig. 20. Auf diese Weise wird eine Kontaktelektrode 54 gebildet, der die Mitte des Widerstandsteiles 44 der Emitterzone kontaktiert, und eine Kontaktelek-
10
trode 55, der den p^-leitenden Teil 38 der Basiszone 36, 38 kontaktiert. Bei dem derart hergestellten Transistor kann das aufgedampfte Metall nicht durch störende Poren zu der Oberfläche der verschiedenen Zonen gelangen. Unerwünschte Kurzschlüsse werden daher weitestgehend vermieden und der Ausschuß wird wesentlich herabgesetzt, z. B. auf mindestens die Hälfte, wie Versuche gezeigt haben. Der Transistor wird dann in üblicher Weise in einem Gehäuse montiert oder vergossen.
In den Fig. 12 bis 20 ist der Einfachheit halber nur eine einzige Emitterzone und eine einzige Basiszone dargestellt. In der Praxis kann der Transistor jedoch eine Anzahl miteinander verbundener Emitterzonen und eine Anzahl von Basiszonen aufweisen, wie es für Hochfrequenz-Leistungstransistoren zweckmäßig ist.
Hierzu 1 BJatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes mit einem Halbleiterkörper, der an seiner Oberfläche unter einer Isolierschicht Zonen unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps aufweist, die durch Öffnungen der Isolierschicht hindurch kontaktiert sind, wobei die Isolierschicht mit einem dickeren Teil über einem ersten Bereich der einen, ersten Zone und mit einem dünneren Teil über einem zweiten Bereich dieser ersten Zone gebildet wird, in den dünneren Teil der Isolierschicht eine bis zur Oberfläche des zweiten Bereichs der ersten Zone durchgehende erste Öffnung geätzt wird, innerhalb dieser ersten Öffnung in dem zweiten Be- π reich der ersten Zone eine zweite Zone erzeugt und auf deren Oberfläche wiederum eine Isolierschicht gebildet wird, in dieser auf der zweiten Zone gebildeten Isolierschicht eine zur zweiten Zone führende zweite Öffnung und in den dickeren Teil der Isolierschicht über dem ersten Bereich der ersten Zone eine bis zu diesem reichende dritte Öffnung geätzt werden, und zur Kontaktierung der durch die zweite und die dritte Öffnung freigelegten Teile der zweiten und der ersten Zone jeweils ein Leitermaterial niedergeschlagen wird, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der Ätzung der ersten Öffnung (23) im dünneren Teil (22) der Isolierschicht (18, 22) über dem zweiten Bereich (20) der ersten Zone (16, 20) mindestens eine Vertiefung (25) in den dickeren Teil (18) der Isolierschicht (18, 22) über dem ersten Bereich (16) der ersten Zone (16, 20) geätzt wird, die in Richtung auf die erste Zone (16, 20) hin verläuft, jedoch die Isolierschicht (18, 22) nicht durchsetzt, und daß gleichzeitig mit der Ätzung der zweiten Öffnung (27) die dritte Öffnung vom Boden der Vertiefung (25) im dickeren Teil (18) der Isolierschicht (18, 22) über dem ersten Bereich (16) der ersten Zone (16, 20) aus durch diesen Teil der Isolierschicht (18, 22) hindurch bis zu dem ersten Bereich (16) der ersten Zone (16, 20) geätzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Oberfläche der zweiten Zone (24) innerhalb der ersten Öffnung (23) gebildete Isolierschicht (26) dünner erzeugt wird als der zuvor gebildete dünnere Teil (22) der Isolierschicht (18, 22) über dem zweiten Bereich (20) der ersten Zone (16, 20).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ätzen der ersten Öffnung (23) und der Vertiefung (25) in der Isolierschicht (18, 22) über der ersten Zone (16, 20) eine erste Photo-Ätzmaske mit entsprechenden Ausnehmungen auf die Isolierschicht (18, 20) aufgebracht und nach dem Ätzen wieder entfernt wird, daß nach der Bildung der Isolierschicht (26) über der zweiten Zone (24) in der ersten Öffnung (23) eine zweite Photo-Ätzmaske auf die Isolierschichten (26; 18, 22) auf der ersten (16, 20) und der .zweiten (24) Zone aufgebracht wird, die zum Ätzen einer zweiten Öffnung (27) innerhalb der ersten Öffnung (23) und einer dritten Öffnung innerhalb der Vertiefung (25) entsprechende Ausnehmungen besitzt, und daß mittels der zweiten Photo-Ätzmaske die zweite (27) und die dritte Öffnung geätzt werden, und daß nach dem Ätzen der zweiten
(27) und der dritten Öffnung die zweite Photo-Ätzmaske wieder entfernt und das Leitermaterial für die Bildung der Kontaktelektroden (29, 28) an der ersten (16, 20) und der zweiten (24) Zone in der zweiten Öffnung (27) bzw. in der dritten Öffnung und der von dort aus über den dickeren Teil (18) der Isolierschicht (18, 22) auf der ersten Zone (16, 20) zum Rand des Halbleiterkörpers verlaufenden Leitbahnen niedergeschlagen wird.
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