DE1621272B2 - Verfahren zur induzierung eines leitfaehigkeitstyps in einem halbleiter - Google Patents
Verfahren zur induzierung eines leitfaehigkeitstyps in einem halbleiterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Induzierung eines Bereichs eines Leitfähigkeitstyps in einem
Halbleiter durch Deponieren einer aus mehreren Metalloxyden bestehenden Metalloxydschichtkombination
auf dem Halbleiter.
Ein derartiges Verfahren ist aus der US-Patentschrift
3226 612 bekannt
Aus der GB-PS 10 49 017 ist es bekannt, durch Zusatz
von P2O5 zu einer SKVSchicht die Stärke einer
induzierten Inversionsschicht zu verändern.
Aus der Zeitschrift »Philips Research Reports, Bd. 21 (1966), S. 379—386« ist ein Verfahren zur Deponierung
einer aus mehreren Metalloxyden, zum Beispiel auch aus Silizium- und Aluminiumoxyd, bestehenden Metalloxydschichtkombination
auf einem Halbleiter bekannt, bei dem die Deponierung bei Temperaturen erfolgt, bei
denen die Metalloxyde nicht in den Halbleiter eindiffundieren.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß der
induzierte Leitfähigkeitstyp sowohl hinsichtlich seines Vorzeichens als auch hinsichtlich seines Grades
bestimmbar ist.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Deponierung in einer nichtoxydierenden Atmosphäre
bei Temperaturen erfolgt, bei denen die Metalloxyde nicht in den Halbleiter eindiffundieren und daß das
Vorzeichen und der Grad des induzierten Leitfähigkeitstyps durch dosierte Deponierung der einzelnen
Metalloxyde im Verhältnis zueinander eingestellt wird.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 und folgende. Die Merkmale der Ansprüehe
2 bis 5 sind aus der oben zitierten Zeitschrift bis auf
den Unterschied bekannt, daß sich bei dem bekannten Verfahren der Halbleiter in einer oxydierenden
Atmosphäre befindet; vergleiche die F i g. 1 nebst die
dazugehörige Beschreibung.
Die Deponierung kann auf verschiedene Weise erfolgen. Vorzugsweise erfolgt sie jedoch, indem dem in
der hichtoxydierenden Atmosphäre befindlichen auf Deponiertemperatur aufgeheizten Halbleiter durch
Aufheizen gasförmig und gemischt mit einem nichtoxydierenden
Gas die Metalloxyde in Verbindungen zugeführt werden, die bei Deponierungstemperatur sich
in das Metalloxyd und eine bei Deponierungstemperatur
gasförmige Restkomponente zersetzen. Sobald die Metalloxydyerbindungen in Berührung mit dem HaIbleiter
gegen die Deponierungstemperatur angeheizt werden, zersetzen sie sich und das Metalloxyd fällt aus
und kann sich deponieren. Auf diese Weise ist die Zufuhrrate der Metalloxyde, deren Verhältnis, wie
bereits bemerkt, den Leitfähigkeitstyp bzw. dessen Grad bestimmt, leicht regulierbar. Dies kann zum Beispiel
einfach dadurch geschehen, daß für jedes Metalloxyd ein getrennt für sich dosierbarer Gasstrom dem
Halbleiter zugeführt wird, indem das nichtoxydierende Gas dosiert einem mit der aufgeheizten Metalloxydverbindung
gefüllten Mischer zugeführt und dort mit der Metalloxydverbindung beladen und dann beladen dem
Halbleiter zugeführt wird. Es ist dann nur nötig, für die einzelnen Metalloxyde die betreffenden Gasströme so
einzustellen, daß die Deponierung der betreffenden Metalloxyde in der richtigen Mischungsrate erfolgt.
Diese Ausgestaltung des erfinderischen Verfahrens gestattet es, sehr exakt das angestrebte Mischungsverhältnis
in der Mischmetalloxydschicht zu verwirklichen und damit auch den angestrebten Leitfähigkeitstyp zu
verwirklichen, und schließlich ist diese Ausgestaltung des Verfahrens auch ohne Umstände in der Mengenfabrikation
anwendbar.
In manchen Fällen ist die Gasströmung, in der die ,0
Metalloxydverbindungen dem Halbleiter zugeführt werden, nicht ausreichend, um den Halbleiter in dem
wünschenswerten Umfang zu umspülen. Dem trägt eine Ausgestaltung der Erfindung Rechnung, die dadurch
gekennzeichnet ist, daß die bei Deponierung auf den Halbleiter gerichtete Gasströmung eingefaßt ist und
anschließend abgeleitet wird, und daß dieser Strömung zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit ein reiner
dosierbarer Gasstrom nichtoxydierenden Gases zugesetzt wird. Das reine nichtoxydierende Gas beeinflußt
das Mischungsverhältnis nicht, und mittels dieser zusätzlichen Strömung kann man den Grad der
Umspülung einstellen, ohne das Mischungsverhältnis zu beeinflussen.
Die Deponierung verschiedener Metalloxyde kann gleichzeitig erfolgen. Dann bildet sich unmittelbar eine
Mischschicht. Zu diesem Zweck werden die erwähnten die Metalloxydverbindung zuführenden Gasströme
gleichzeitig dem Halbleiter zugeleitet Man kann die Metailoxyde aber auch nacheinander schichtweise
zuführen, zum Beispiel, indem man die betreffenden Gasströme nacheinander zuführt und die angestrebte
Mischoxydschicht erzeugen, indem in der so deponierten Metalloxydschichtenstruktur mindestens an einer
Grenzfläche zwischen zwei verschiedenen Metalloxydschichten eine Mischschicht durch Diffusion erzeugt
wird, indem der beschichtete Halbleiter längere Zeit auf Diffusionstemperatur aufgeheizt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine Apparatur zur Ausübung des erfinderischen
Verfahrens in schaltbildmäßiger Darstellung,
F i g. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Einflüsse verschiedener Mischungsverhältnisse auf den Leitfähigkeitstypund
Fig.3 im Schnitt einen nach der Erfindung
beschichteten Halbleiter, bei dem die Metalloxyde nacheinander aufgeschichtet wurden.
Bevor die Figuren im einzelnen beschrieben werden, wird darauf hingewiesen, daß, wenn im folgenden von
Gasanwesenheit, Gasumgebung oder Gasatmosphäre gesprochen wird, damit gemeint ist, daß das betreffende
Gas tatsächlich vorhanden ist Der Druck des Gases oder der Gase ist dabei nicht kritisch, und das
betreffende Gas kann durchaus in Spurenform vorhanden sein. Wenn im folgenden Temperaturwerte
angegeben sind, dann sind diese nur beispielsweise angegeben. Wenn es sich dabei um Temperaturen
handelt bei denen das erfinderische Verfahren durchgeführt wird, dann liegen diese Temperaturen allerdings
unter den Temperaturen, bei denen die in Frage stehenden Metalloxydbestandteile normalerweise in die
betreffenden Halbleiter hineindiffündieren.
Das Ausführungsbeispiel des erfinderischen Verfahrens
wird im folgenden in Verbindung mit einem Germaniumhalbleiter, einer Stickstoffatmosphäre und
mit Tetraäthyl-Orthosilikat (im folgenden als TEOS abgekürzt), als Siliziumdioxydquelle und in Verbindung
mit Aluminium-Isopropoxyd, als Aluminiumoxydquelle beschrieben.
F i g. 1 zeigt eine feuerfeste Quarzröhre 1, die in einen Ofen 2 hineingesteckt ist. In der Quarzröhre 1 befindet
sich ein beweglicher Substrathalter 3, auf dem ein Halbleitersubstrat 4 aus Germanium innerhalb der
Quarzröhre 1 abgelegt ist
Mit 5 ist ein Gasbehälter bezeichnet, der nichtoxydierendes Gas enthält, im vorliegenden Fall Stickstoff. Der
Gasbehälter weist drei Zuleitungen 12, 18, 22 auf, in denen jeweils ein Durchflußmesser 6, 7 bzw. 8 und ein
verstellbares Ventil 9, 10 bzw. 11 vorgesehen ist. Die Zuleitung 12 führt zu einem Beimischer 13, der ein
organisches Hydroxydsalz von Aluminium, vorzugsweise Aluminium-Isopropoxyd enthält. Normalerweise ist
dieses Material bei Raumtemperatur fest Bei Betrieb wird es daher auf eine Temperatur aufgeheizt, die
ausreicht, es zu verflüssigen und in dem Heizbad 14 auf dieser Temperatur konstant gehalten. Zu diesem Zweck
haben sich Temperaturen im Bereich von 118° — 2700C
als ausreichend erwiesen. Eine Temperatur von 125° C
wurde verwendet. Die organische Komponente zersetzt sich bei entsprechender Temperatur, so daß sich das zu
deponierende Metalloyxd, hier Aluminiumoxyd, bildet Die Zersetzungstemperatur muß unterhalb derjenigen
Temperatur liegen, bei der die Elemente des Metalloxydes normalerweise in das Halbleitersubstrat diffundieren.
Bei Aluminium-Isopropoxyd liegt die Zersetzungstemperatur im Bereich von 2500C bis 6000C. Bevorzugt
wurde gearbeitet bei einer Temperatur von 4200C. Das
Aluminium-Isopropoxyd wird von dem Stickstoff strom mitgerissen und über die Leitung 15 mit dem Stickstoff
in die Quarzröhre 1 mitgerissen. Das Halbleitersubstrat 4 wird in dem Ofen 2 auf die gewünschte Zersetzungstemperatur erhitzt, so daß das Aluminium-Isopropoxyd,
das mit der aufgeheizten Oberfläche des Halbleitersubstrates 4 in Kontakt gerät zerfällt und sich ein
Aluminiumoxydfilm auf dem Halbleitersubstrat deponiert. Die restlichen Zersetzungsprodukte strömen
zusammen mit dem Stickstoff über die Leitung 16 und den Auslaß-Siphon 17 in die freie Atmosphäre.
Wünscht man ein anderes Metalloxyd, zum Beispiel
Siliziumdioxyd, dann wird das nichtoxydierende Gas — hier Stickstoff — über die Zuleitung 18 in den
Beimischer 19 geleitet der ein organisches Hydroxydsaiz von Silizium, vorzugsweise TEOS, enthält Bei einer
konstanten Temperatur des Heizbades 20 im Bereich von -20° — 500C ist TEOS flüssig. Das durchströmende
Stickstoff gas reißt verdampftes TEOS mit über die
Leitung 21 in die Quarzröhre 1.In ähnlicher Weise wie
oben in Verbindung mit Aluminiurnoxyd beschrieben,
zersetzt sich auch das TEOS bei einer Temperatur im Bereich von 250° — 6000C auf dem Halbleitersubstrat 4
und deponiert einen Metalloxydfilm — hier also Siliziumdioxyd — auf dem Halbleitersubstrat 4.
Vorzugsweise beträgt die Zersetzungstemperatur 4200C.
öffnet man die Ventile 9 und 11 gleichzeitig nach
Maßgabe des gewünschten Durchflußverhältnisses, dann fließt gasförmiges Aluminium-Isopropoxyd und
TEOS gleichzeitig in die Quarzröhre 1 und es bildet sich dort gleichzeitig ein aus Aluminiumoxyd und Siliziumdioxyd
gemischter Film auf dem Halbleitersubstrat 4. Da der Temperaturbereich, bei dem sich die organische
Komponente zersetzt verhältnismäßig breit ist, und da man einen schmalen Temperaturgradienten im Bereich
des Halbleitersubstrates nur schwer allein mittels des
Ofens 2 aufrechterhalten kann, läßt man einen besonderen Stickstoffstrom über die Zuleitung 22 durch
die Quarzröhre 1 strömen, so daß in der Quarzröhre 1 die gesamte Strömungsgeschwindigkeit heraufgesetzt
wird.
Im folgenden werden Zahlenbeispiele angegeben.
Im folgenden werden Zahlenbeispiele angegeben.
Die Strömungsgeschwindigkeit des Stickstoffes in der Zuleitung 12 und 18 beträgt je 1,7 Liter pro Minute, die
Strömungsgeschwindigkeit in der Zuleitung 22 6,6 Liter pro Minute. Unter diesen Umständen wird eine
deponierte Mischung im Verhältnis 30 :70 Gewichtsprozent von Aliminiumoxyd zu Siliziumdioxyd erhalten.
Die Mischung wurde bei einer Substrattemperatur von 420° C deponiert
Will man das Mischungsverhältnis in der Metalloxydmischung ändern, dann genügt es, die Ventile 9 bis 11
entsprechend zu verstellen, wobei das Mischungsverhältnis an den Durchflußmessern 6 bis 8 abgelesen
werden kann. Mit der Veränderung der Durchflußmengen in den Zuleitungen 12, 18 und 22 ändern sich auch
die in den Beimischern 13 und 19 beigemischten Mengen, so daß sich auch die absolute Menge der
deponierten Metalloxyde ändert.
Der Durchfluß in der Zuleitung 12 beträgt 1,7 Liter pro Minute, der Durchfluß in der Zuleitung 18 beträgt
0,2 Liter pro Minute und der Durchfluß in der Zuleitung 22 beträgt 8,1 Liter pro Minute. Unter diesen
Voraussetzungen war bei einer Deponierungstemperatur von 420° C die deponierte Oxydmischung von einem
Gewichtsverhältnis 80 Teile Aluminiumoxyd auf 20 Teile Siliziumdioxyd. .
Aus diesen beiden Beispielen ist ersichtlich, daß man
die verschiedensten Mischungsverhältnisse erzielen kann, bis zu den Mischungen, bei denen die eine
Oxydkomponente nur noch als Spur vorhanden ist, indem man lediglich die Ventile 9, 10 und 11
entsprechend einstellt.
Die Möglichkeit, Metalloxydmischungen zu deponieren, ist deshalb bedeutungsvoll, weil sich überraschend
herausstellt, daß die so gewonnenen Oxydfilme unterschiedliche induzierte Oberflächenpotentiale erzeugen,
und zwar abhängig von der jeweiligen Oxydmischung und dem Halbleiter auf dem die
Oxydmischungen deponiert sind.
In Fig.2 ist im Diagramm die Ladung pro
Quadratzentimeter auf der senkrechten Achse und das Mischungsverhältnis in Gewichtsprozent auf der horizontalen
Achse für eine Oxydmischung aus AI2O3—S1O2
aufgetragen.. Die untere Kurve ist gezeichnet für Silizium, die obere für Germanium. In beiden Fällen
wurde als Gas bei der Deponierung Stickstoff verwendet
Um die beiden Kurven aus F i g. 2 auszumessen, wurden die Oberflächenladungen für verschiedene
deponierte Oxydmischungen eines Germanium- und eines Siliziumhalbleiters gemessen und dabei nach der
Formel
Ladung pro cm2 =
AV- C
qO
ausgerechnet In dieser Formel bedeutet
A V die Verschiebung der Lage des Flachbandes gegenüber der Nullvolt-Achse gemessen in Volt,
A V die Verschiebung der Lage des Flachbandes gegenüber der Nullvolt-Achse gemessen in Volt,
C die Kapazität des Oxydfilmes,
q die Elektronenladung mit 1,6 χ 1O-19 Coulombs und O das Oberflächenareal in cm2.
Aus dem Diagramm gemäß F i g. 2 ist ersichtlich, daß bei einer nach dem Beispiel 2 deponierten Schicht mit einem Gewichtsverhältnis von 80 Teilen Aluminiumoxyd zu 20 Teilen Siliziumdioxyd und einem Halbleitersubstrat aus Germanium, wenn die Deponierung in einer Stickstoffatmosphäre vorgenommen wurde, die effekte
q die Elektronenladung mit 1,6 χ 1O-19 Coulombs und O das Oberflächenareal in cm2.
Aus dem Diagramm gemäß F i g. 2 ist ersichtlich, daß bei einer nach dem Beispiel 2 deponierten Schicht mit einem Gewichtsverhältnis von 80 Teilen Aluminiumoxyd zu 20 Teilen Siliziumdioxyd und einem Halbleitersubstrat aus Germanium, wenn die Deponierung in einer Stickstoffatmosphäre vorgenommen wurde, die effekte
ίο Ladung ungefähr —1 χ 10~12 Ladungseinheiten/cm2
beträgt.
Wird die gleiche Oxydmischung in einer Stickstoffatmosphäre auf Silizium deponiert, dann beträgt die
Ladung —2.2 χ 10-12 Ladungseinheiten/cm2. Wird das
Mischungsverhältnis auf 30 Teile Aluminiumoxyd zu 70 Teilen Siliziumdioxyd verändert, dann betragen die
Werte bei Germanium 0.1 χ 10~12 Ladungseinheiten/cm2
und bei Silizium — 1 χ 10-12 Ladungseinheiten/
cm2. Die Ladung Null in dem Diagramm gemäß Fig.2
bedeutet, daß der betreffende Halbleiter unterhalb des Mischoxydfilmes im wesentlichen neutralen Leitfähigkeitstyp
hat. Die negativen Werte im Diagramm bedeuten, daß der betreffende Halbleiter p-typische
Leitfähigkeit hat, während die positiven Werte n-typisehe Leitfähigkeit bedeuten, jeweils zwischen Mischmetallfilm
und Halbleiteroberfläche.
Es ist also allein durch Verändern des Mischverhältnisses
in der Mischmetalloxydschicht möglich, den in dem Halbleiter induzierten Leitfähigkeitstyp auf p-typisehe
Werte, auf η-typische Werte und neutral einzustellen. ,
Die Stärke der deponierten Mischoxydfilme scheint nur von geringer Wirkung auf die induzierte Ladung zu
sein. Der angestrebte Effekt zeigte sich bereits bei
Mischoxydfilmen von wenigen Zehntel einer Ängström-Stärke, . . ; ' ...'..
Wie bereits oben angegeben, können die verschiedenen Metalloxyde nacheinander oder gleichzeitig deponiert
werden, um die angestrebte Metalloxydmischung zu erzielen. F i g. 3 zeigt im Querschnitt ein Halbleitersubstrat
4, zum Beispiel aus Germanium oder Silizium mit zwei Metalloxydschichten 23 und 24, die nacheinander
auf die Oberfläche des Halbleiters deponiert wurden. Die eine Metalloxydschicht kann beispielsweise
aus Siliziumdioxyd und die andere aus Aluminiumoxyd bestehen. Wenn man ein Halbleitersubstrat 4 nacheinander,
entsprechend wie im Text zu Fig. 1 erläutert in einer Stickstoff atmosphäre mit dem Metalloxyd der
Schicht 23 und dann dem der Schicht 24 beschichtet und anschließend das so beschichtete Halbleitersubstrat im
Bereich von 200° bis 800° C für 24 Stunden in einer Stickstoffatmosphäre erhitzt, dann ergibt sich ein
Bereich 25, in dem die beiden Metalloxyde gemischt sind. Dieser Bereich 25 liegt im Grenzbereich zwischen
den beiden Schichten 23 und 24. Die entsprechende Deponierung kann leicht mit der Anordnung gemäß
F i g. 1 vorgenommen werden, indem man zunächst das Ventil 9 schließt während Siliziumdioxyd deponiert
wird und anschließend das Ventil 11 schließt während Aluminiumoxyd deponiert wird. Eine hundertprozentig
reine Siliziumdioxydschicht kann man mit der Vorrichtung nach F i g. 1 nur in Verbindung mit einem
Katalysator erzielen. Aluminiumoxyd in Verbindung mit anderen Materialien ist als Katalysator zur Deponierung
hundertprozentig reinen Siliziumdioxydes geeignet. Zu diesem Zweck wird ein wenig verdampftes
Aluminium-Isopropoxyd gleichzeitig mit dem verdampften TEOS in die Quarzröhre 1 eingeführt.
Die Mischoxydschicht 25 aus F i g. 3 enthält Aluminium und Silizium, weil Aluminium und Silizium aus den
beiden Schichten 23 und 24 in die jeweils benachbarten diffundiert. Die Diffusion ist natürlich um so größer, je
länger das Substrat erhitzt wird, so daß man verschiedene Oberflächen-Ladungswerte erzielen kann,
indem man die Dauer und Temperatur dieser Erhitzung variiert. Die Schichtdecke der Schicht 23 soll nicht so
dick sein, daß sie die Formation einer Mischoxydschicht dicht an der Oberfläche des Substrates verhindert. Die
erwarteten Oberflächenladungen treten auf, wenn der Abstand zwischen der Mischoxydschicht 25 und der
Substratoberfläche größer ist als 2000 Angstrom. Wenn man natürlich die Diffusion so weit treibt, daß die
Mischoxydschicht 25 bis an die Oberfläche des Substrates 4 reicht, dann ergeben sich die gleichen
Verhältnisse, wie wenn man die beiden Metalloxyde gleichzeitig diffundiert hätte.
Für den mit der Erfindung angestrebten Erfolg kommt es, abgesehen von der Gasatmosphäre, nicht
darauf an, wie die Metalloxyde im einzelnen deponiert werden, sondern nur auf das Mischungsverhältnis, die
beteiligten Elemente und das Halbleitermaterial. Die Metalloxyde können mithin auch nach bekannten
Methoden deponiert werden, wenn diese nur durchführbar sind ohne Anwesenheit einer oxydierenden
Atmosphäre. Das nichtoxydierende Gas, in dem die Deponierung stattfindet, braucht nur in Spuren vorhanden
zu sein, insbesondere, um die Anwesenheit von oxydierenden Gasen auszuschließen. Alle bekannten
chemisch inaktiven oder reduzierenden Gase sind zu diesem Zweck geeignet. Die Werte der erzielten
Ladungen hängen unter Umständen von den verwendeten Gasen oder Gasmischungen ab. Einige Beispiele von
Gasen, die anstelle des Stickstoffs verwendet werden können, sind Argon, Neon, Helium, Xenon, Krypton
sowie Wasserstoff.
Bei den benötigten Metalloxyden kann von den Metalloxyden allein ausgegangen werden, oder sie
können aus organischen Verbindungen, die Metalloxyd enthalten, wie zum Beispiel organische Hydroxydsalze
von Aluminium, Silizium und Bor gewonnen werden. Die genannten organischen Verbindungen müssen so
beschaffen sein, daß sie sich auch in einer nichtoxydierenden Atmosphäre zersetzen können. Aluminiumchlorate
und Siliziumchlorate haben sich ebenfalls als Ausgangsmaterial zur Gewinnung des Metalloxydes als
geeignet erwiesen.
Ein die Erfindung benützendes Verfahren ist nicht auf
die Verwendung einer Zweikomponentenmischung in der Mischmetalloxydschicht beschränkt. Diese Mischmetalloxydschicht
kann auch drei und mehr Metalloxydkomponenten gemischt enthalten. In Abänderung der in
F i g. 1 dargestellten Vorrichtung genügt es, einen weiteren Beimischer, zum Beispiel für Bromoxyd mit
entsprechenden Zuleitungen vorzusehen, um mit dieser Anordnung auch Schichten aus drei Metalloxyden zu
deponieren. Die drei Komponenten können dabei gleichzeitig deponiert werden, indem man alle drei
Beimischer gleichzeitig betreibt. In Abänderung des in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels kann man
zum Beispiel anstelle des Siliziumdioxydes Bromoxyd mit verwenden. Dann begünstigt man die Entstehung
einer η-typischen Leitfähigkeit. Es ist bemerkenswert, daß, obwohl Brom — wie Aluminium — eine p-typische
Dotierung ist, einen η-typischen Bereich bei der beschriebenen Deponierung auf der Halbleiterfläche
induziert. Aluminiumoxyd allein dagegen induziert einen p-typischen Bereich.
Gemäß Fig.3 können in Abänderung die beiden
Schichten 23 und 24 jeweils aus gemischten Metalloxyden bestehen, so daß die Schicht 25 aus einer Mischung
aller verwendeten Metalloxyde besteht.
Die Erfindung bietet vielerlei Anwendungsmöglichkeiten, beispielsweise bei der Herstellung von Feldeffekttransistoren.
In vielen Fällen benötigt man NPN-Schaltelemente, die normalerweise abgeschaltet sind,
während aus anderen Gründen ein ganz bestimmter Leitfähigkeitstyp erforderlich ist. Deponiert man in
einem solchen Fall eine bestimmte Mischung Metalloxyd entsprechend dem Diagramm gemäß F i g. 2, dann
kann man eine p-typische Leitfähigkeit eines bestimmten Wertes erzeugen, so daß das η-typische Element
normalerweise abgeschaltet sein kann, ohne daß man dazu sehr hohe Vorspannungen benötigt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (11)
1. Verfahren zur Induzierung eines Bereichs eines Leitfähigkeitstyps in einem Halbleiter durch Deponieren
einer aus mehreren Metalloxyden bestehenden Metalloxydschichtkombination auf dem Halbleiter,
dadurch gekennzeichnet, daß die Deponierung in einer nichtoxydierenden Atmosphäre
bei Temperaturen erfolgt, bei denen die Metalloxyde nicht in den Halbleiter eindiffundieren
und daß das Vorzeichen und der Grad des induzierten Leitfähigkeitstyps durch dosierte Deponierung
der einzelnen Metalloxyde im Verhältnis zueinander eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem in der nichtoxydierenden
Atmosphäre befindlichen auf Deponiertemperatur aufgeheizten Halbleiter die Metalloxyde durch
Aufheizen gasförmig und in einem nichtoxydierenden Gas gemischt in Verbindungen zugeführt
werden, die bei Deponierungstemperatur sich in das Metalloxyd und eine bei Deponierungstemperatur
gasförmige Restkomponente zersetzen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Metalloxyd ein getrennt für
sich dosierbarer Gasstrom dem Halbleiter zugeführt wird, indem das nichtoxydierende Gas dosiert einem
mit der aufgeheizten Metalloxydverbindung gefüllten Mischer zugeführt und dort mit der Metalloxydverbindung
beladen und dann beladen dem Halbleiter zugeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Deponierung
auf den Halbleiter gerichtete Gasströmung eingefaßt ist und anschließend abgeleitet wird, und daß
dieser Strömung zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit ein reiner, dosierbarer Gasstrom
nichtoxydierenden Gases zugesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Deponierung von mehreren Metälloxyden gleichzeitig erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Deponierung
verschiedener Metalloxyde oder Metalloxydmischungen schichtweise nacheinander erfolgt, und
daß in der so deponierten Metalloxydschichtenstruktur mindestens an einer Grenzfläche zwischen
zwei verschiedenen Metalloxydschichten eine Mischschicht durch Diffusion erzeugt wird, indem
der beschichtete Halbleiter längere Zeit auf Diffusionstemperatur aufgeheizt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtoxydierende
Gas für die Umgebungsatmosphäre des Halbleiters und das Trägergas für die Zufuhr der Metalloxydverbindungen
Stickstoff ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter aus
Silizium besteht.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Deponierung von
Aluminiumoxyd gasförmiges Aluminium-Isopropoxyd zugeführt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Deponierung von
Siliziumdioxyd gasförmiges Tetraäthyl-Orthosilikat zugeführt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter bei Deponierung auf ca. 420° C aufgeheizt wird.
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