DE1789015A1

DE1789015A1 - Verfahren zur Herstellung eines Transistors und gemaess diesem Verfahren hergestellter Transistor

Info

Publication number: DE1789015A1
Application number: DE19681789015
Authority: DE
Inventors: Albert Schmitz
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1967-10-07
Filing date: 1968-09-21
Publication date: 1972-01-20
Also published as: CH484516A; FR1586970A; GB1236054A; BE721969A; US3605256A; NL6713666A

Description

Dipl.-Ing. ERICH 5. WALTHER

C it

PHN. 2769,

j· Γ;'.0Ξ L

■■>«*■■ PHN- 2769

Anmeldung vom» 20. Septo

"Verfahren zur Herstellung eines Tran3i3tors und gemä'se dieeen Terfahren hergestellter Transistor".

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren aur Herstellung eines Transistors, bei dem auf einer Fläche eines Halbleiterkörper eine Diffusionamaskierungsachicht angebracht wird, die mit einem Fenster, den ™ Basiefenster, versehen wird, wonach durch Diffusion eines Dotierungsat of· fes durch das Basisfenster in den Halbleiterkörper eine iiasiszone angebracht wird, wobei das Fenster geschlossen wird, wonaoh ein kleineres Fenster, das Bnitterfenster, angebracht wird und durch Diffusion eines Dotierungaatoffes durch das Saitterfen3ter in den Halbleiterkörper eine Emitterzone angebracht wird, die an die erwähnte Fläche grenzt und im Halbleiterkörper völlig durch die Basiszone umgeben ist, wobei ler lio Basiszone umgebende Teil des Halbleiterkörpern die i'ollektorzjii;} bil.lit. Die Erfinuung besieht sich weiter auf einen durch Axiv- :an n; Vo: ι h.-.ut

109884/US6 BAD ORIGINAL

PHN. 2769.

hergestellten Traneistor·

Hit Hilfe eines Verfahrene d*er erwähnten Art werden sogenannte Planartransistoren hergestellt. Üblicherweise wird nach oder während der Anbringung der Emitterzone das Etaitterfenater geschlossen, wonach die Diffusionsmaeke alt öffnungen versehen wird, ua wenigstens die Basis- und Emitterzonen zu kontaktieren. Die Diffusionsmaske, die üblicherweise aus Siliziuaoxyd besteht, bleibt als eine sohützende und/oder

^ stabilisierende Schicht auf dem Halbleiterkörper erhalten.

Obgleich die Diffusion3maake als eine schutzende und/oder stabilisierende Sohicht einen gunstigen Einfluss auf die Eigenschaften des Transistors hat, ist das beschriebene Verfahren, bei den die Diffusionamask· erhalten bleibt, dennoch nicht zufriedenstellend. Sie Güte der Siffusionsmaskierungssohicht als schützende und/oder stabilisierende Sohicht wird durch die Diffusionsbehandlungen beeinträchtigt. Ferner hat die Diffuslonsmaskierungsschicht nach den Diffusionsbehandlungen und durch das Offnen und Wiederschilessen der Fenster nicht überall die gleich« Sicke. Sie Sicke ist am geringsten in dea Fenster, das als letz-

W tes geschlossen wurde, und am grossten dort, wo kein Fenster angebracht wurde. Dies bedeutet, dass die öffnungen zur Kontaktierung in unterschied lieh dicken Teilen der Siffusionsmaskierungsschicht angebracht werden miauen. Die öffnungen werden duroh Ätzen angebracht, wobei, wenn bereits eine öffnung in einen dUnnen Teil der Schicht hergestellt ist, die Ätzbehandlung dennoch fortgesetzt worden mus3, bis auch in eines dicken Teil der Sohicht eine öffnung erhalten ist, Sies bedeutet, dass eine öffnung im i&nsten ¹AiI der Schicht häufig nicht mit der gewünschten Präzision angebracht werden kann.

Um die Kbntfiletieruriit.Täfxnuruon duroh Ätzen anbringen zu kön-

1098 84/14 56 BAD ORIGINAL

PHN. 2769. - 3 -

ηβη, nuss auf der Diffuslonemaskierungsschicht eine gegen das Ätzmittel maskierende Sohioht angebracht werden. Die Haftung der letzteren Schicht an der Diffusionsmaskierungsschicht wird jedοoh durch die vorangehenden Diffueionabehandlungen rerachiechtert, vas Ungenauigkeiten bei der Anbringung der Offnungen verursacht.

Die Emitterzone wird üblicherweise durch Diffusion von Phosphor angebracht, während, wenn ein z.B. zu einer nonoIithisohen integrierten Schaltung gehörender Transistor hergestellt wird, häufig gleichzeitig weitere Zonen durch Diffusion von Phosphor angebracht werden· Bein Sohliesaen der Fenster, durch die hinduroh Phosphor in den Halbleiterkörper eindiffundiert worden ist, ergibt sich eine stark phosphorhaltig« Oxydsohicht. Werden nunaehr über eolchen phosphorhaltigen Sohichten Leiter angebracht, so erweist «ich die Gefahr eines Kurzschlusses mit angrenzenden Teilen des Halbleiterkorpera als gross, was die Ausbeute des Verfahrens naoheilig beeinflusst·

Es wurde bereits vorgeschlagen, naoh der Diffusionsbehandlung zur Erhaltung der Hsitterzone die Diffusionamaskierungseohicht völlig zu entfernen und duroh eine neue schützende und/oder stabilisierende Siliziuaoxydschioht zu ersetzen. Auch dieses Verfahren ist Jedoch nicht zufriedenstellend, weil durch den Ersatz der Diffusionsmaskierungsschicht duroh eine neue Oxydsohicht oft die elektrischen Eigenschaften des Transistors verschlechtert werden. Weiter ist eine dünne neue Oxidschicht gewünscht, um mit hoher Präzision Kontaktierungsöffnungen in dieser Sohioht anbringen zu können. Auf der Oxydschicht müssen jedoch ha'ufig Leiter angebracht werden und diese werden gerade vorzugsweise auf einer dicken Oxydsohicht angebracht, um die Kapazität zwischen den Leitern und dem Halbleiterkörper klein zu halten. Eine neue Oxydschicht kann diese

1098*4/1466

Vm. Z169. - 4 -

entgegengesetzten Anforderungen oft nicht zufriedeneteilend erfüllen. Sie Erfindung bezwokt u.a., ein Verfahren zu schaffen, bei de« die Nachteile der beschriebenen bekannten Verfahren vermieden werden.

Die Erfinduag beruht u.a. auf der Erkenntnis, dass die erwähnten Hachteile dadurch vermieden werden können, dass nach der Diffusion durch das Hmitterfenster nur ein Teil der Diffusionseaskierungssohioht entfernt wird.

-. Qem£ss der Erfindung ist ein Verfahren der eingangs erwähnten Art daduroh gekennzeichnet, dass nach der Diffusion durch das Emitter fenster das Basisfenster erneut und röllig geöffnet wird, wonach wenigstens in diesen Fenster- auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers eine Isolierschicht angebracht wird, die mit Offnungen zur Kontaktierung der Quitter- und der Basiszone versehen wird.

Hierbei ergibt sich eine schutzende und/oder stabilisierende Schioht, die aus eines Teil der ursprünglichen Diffusionamaskierungs-■ohicht, der die Schnittlinie des Basis- Kollektor-Übergangs sit der Ober· fläche des Halbleiterkörper« bedeckt, wodurch, wie es sioh herausgestellt

P hai, eine Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften des Transistors Terhindert wird, und aus der neuen isolierenden Schicht besteht, in der die Öffnungen zur Kontaktierung der Basis· und der Eeittersone angebracht werden. Diese Offnungen brauchen somit nicht mehr in Schichtteilen unterschiedlicher Dicke angebracht zu werden· B* die isolierende Schicht keinen Diffusionsbehandlungen unterworfen wird, treten keine Schwierigkeiten in bezug auf die Haftung der bei der Anbringung der Offnungen zu verwendenden Maske gegen das Itzmittel auf« Veil die Difiusionanaekierungsschioht innerhalb des Basisfensters dünner ist als ausserhalb, kann das Basisfenster einfach durch untertauchen in einem Ätzmittel geöffnet

10988A/U56

PiDi. 2-/69. - 5 -

werden, wobei zugleicherzeit die Diffusionemaskierungsschicht ausaerhalb des Basicfensters gereinigt wird. Die neue isolierende Schicht kann dünner als der übrige Teil der Diffusionenaekierungsschicht sein, wodurch die vorerwähnten entgegengesetzten Anforderungen hinsichtlich der Dicke der Schutzschicht besser erfüllt werden können·

Sine wichtige Ausführungsform eines erfindungsgemässen Terfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit dem Bnittei— f#n3ter mindestens ein weiteres Fenster, das auaserhalt» de· Baeiefenstera ύ liegt, in der Diffuaionsmaskierungssohioht angebracht wird, wobei durch dieses weitere Fenster und das Bnitterfenster hindurch der gleiche Dotierungsstoff in den Halbleiterkörper eindiffundiert wird, wonach gleichzeitig mit dem erneuten Offnen des jJas is fenster* die Oberflüche des Halbleiterkörper an der Stelle des weiteren Fensters freigelegt wird, während die Isolierschicht auch auf dieser freigelegten überfläch· angebracht und dort zur Kontaktierung des Halbleiterkörpers «it einer öffnung versehen wird· Biese Ausführungsform ist u.a. für die Herstellung von Transistoren wichtig, bei denen die Kollektorzone auf der gleichen Seit· des Halbleiterkörpers wie die Basis- und Emitterzonen kontaktiert wird und mit Hilfe der Diffusion durch ein weiteres Fenster eine diffundierte Kontaktschicht in der Kollektorzone angebracht wird. Da die isolierende Schicht auch im weiteren Fenster angebracht und dort mit einer Kontaktierungsöffnung versehen wird, werden die Öffnungen zur kontaktierung der Quitter-, der Basis- und der Kollektorzone in praktisch gleich dicken Teilen der Isolierschicht angebracht, wodurch die Offnungen, wie vorstehend erläutert wurde, mit hoher Präzision angebracht werden können. Wird das .dasisfeneter durch Untertauchen des Halbleiterkörpers in einem Ätzmittel erneut geöffnet, so wird gleichzeitig die Oberfläche de« Halblei-

1 09884/ U56 ^BAD ORIGINAL

PHI. 2769. - 6 -

terkörpers an der Stelle des weiteren Fensters freigelegt.

Diese Aas führung* fön» ist weiter wichtig sur Herstellung eine« bu einer integrierten Schaltung gehörenden Transistors, während welcher durch ein weiteres Fenster eine diffundierte Zone angebracht wirdι Bit der zwei Leiter rerbunden werden, während ein dritter Leiter auf der ia dieses weiteren Fenster angebrachten Isolierschicht angebracht wird, wodurch Sich eine Kreuzung leitender Verbindungen ergibt. Wird das weiter* Fenster nach der Anbringung der diffundierten Zone wieder geschlossen und dann der dritte Leiter angebracht, so kann infolge der schlechten Beschaffenheit der heim Schliessen des Fensters erhaltenen isolierenden S chi oh t leicht ein Kurzschluss erwischen dieses dritten Leiter und der diffundierten Zone auftreten.

Eine sehr wichtige Ausführungsfore eines erfindungsgemässen Verfahrens, bei der ein zu einer integrierten Schaltung gehörender Transistor hergestellt wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass nach der Anbringung der Basis- und der Emitterzone des Transistors und weiterer diffundierter Zonen «indestens eines weiteren Halbleiterschaltelementes bei der erneuten Öffnung des Basisfensters auch die Oberfläche des Halbleiter· korpers an der Stellen το η Fenstern, die wenigstens diesen weiteren zu kontaktierenden Zonen entsprechen, freigelegt wird, während die Isolierschicht auch auf dieser freigelegten Oberfläche angebracht und dort mit nindestens einer Öffnung zur Kontaktierung mindestens einer weiteren Zone versehen wird. Auf diese Weise können alle Kontaktierungsöffnungen in Teilen der Isolierschicht mit praktisch der gleichen Dicke angebracht werden.

Vorzugsweise findet eine aus Siliziunoxyd bestehende Diffusionsmaske Verwendung. Die anzubringende Isolierschicht besteht Vorzugs-

109884/U56

PHH. 2769. - 7 -

veise ebenfalls aus Siliziumoxyd.. Die Diffusionsmaske kann au oh, ebenso vie die Isolierschicht, aus z.B. Siliziusmitrid bestehen.

Wenn die Isolierschicht angebracht worden ist, wird rorzugsveise über dieser Schicht eine weitere stabilisierende Sohicht, vorzugsweise eine Phosphorglasschicht, angebracht.

Die Isolierschicht kann aus Siliziumoxyd bestehen und durch thermische Oxydation angebracht werden. Infolge der dabei auftretenden hohen Temperaturen diffundieren die durch Diffusion Ik Halbleiterkörper ^ angebrachten Dotierungsstoffe weiter in den Halbleiterkörper ein. Dies kann unerwünscht sein, z.B. wenn die Qoitterione »ehr dünn sein nuss. Deshalb ist ein Aueführungsform eines erfindungsgemfiasen Verfahrens daduroh gekennzeichnet, dass die Isolierschicht durch Zerstäubung oder Pyrolyse angebracht wird. Auf diese Veise kann die Isolierschicht bei viel niedrigeren Temperaturen angebracht werden·

Die Erfindung besieht sich weiter auf einen Transistor mit eine« Halbleiterkörper, der eine Ehitter- und eine Kollektorzone enthält, während auf «indestens einer Oberflfiohe des Halbleiterkörper· eine Isoliei schicht angebracht 1st, die Bit Offnungen rersehen ist, ua wenigstens die f Ekitter- und die Basiszone kontaktieren zu können, wobei die an die Offnungen grenzenden Teile der Isolierschicht die gleiche Dicke haben die kleiner als die Dicke derjenigen Teile der Isolierschicht ist, welche die Schnittlinie des Basis- Kollektor- Übergangs mit der erwähnten Oberflfiohe bedeoken, welcher Transistor durch Anwendung eines Yerfahreae ge-■4*88 der Erfindung hergestellt worden ist.

Hn Ausführungsbelspiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird ie folgenden n£her beschrieben. Ee zeigen

Figur 1 sohematisch eine Draufsicht auf ein Äusführungsbei-

109884/U56

ΡΗΪ_# 2769. <■> β ·»

•piel eine« !Transistors s der Erfindung, der au einer integrierten Schaltung gehSrt,

Figur 2 soheaatisoh einen länge der Linie Xt-IX der Figur , 1 geführten Schnitt durch die integrierte Schaltung,

die Figuren 3 1*1* 6 soheeatische Querschnitte der integrierten Schaltung näoh Fig. 1 ua4 2 während aufeinanderfolgender Stufen ihrer Herstellung durch Anwendung eine« Verfahren· geaa*ee &.w Srflndung. ^ Sie Figuren 1 «ad 2 »eigen ein AuefÖhrungabeieplel eines

erfindungsgeaassen Transietöre T ait eine« Halbleiterkörper 1, der eine Ssdttersone 2« eint Bajiiseone 3 und eine lollektoreone 4 enthält und auf einer dessen Oberflächen eine Ieolierechioht 5, 12 angebracht ist, die «it Offnungen 6 und 7 mxr Kontaktierung der Äd.tter*on« 2 bew. der Baeiesone 3 rereehen 1st. Sie an die öffnungen 6 und 7 grensenden Teile 12 der Isolierschicht 5, 12 haben praktisch die gleiche Dicke, die kleiner als die der Teile 5 der Isolierschicht 5t ¹² *-·*» «·1<Α· <*i« Schnittlinie 13 des Basis- Kollektor-tTber^mg·* 14 alt der erwähnten überflSche be~ decken«

Der Transistor 9 liest eioh wie folgt herstellen.

Auf der OberflCohe eines Halbleiterkörper* 1 wird eine Diffasionamaskierungssohioht 5 ton s.S. Silisiusmqrd angebracht (Figur 3). In der Sohioht 3 «1Ά ein Fenster, das Baeisfenster 15 (Fig. 4), angebracht, wonach durch Diffusion eines Dotienragestoffee durch das Beaiefenster 15 in den KSrper 1 die Basissone 3 hergestellt wird, wonach das Fenster 15 wieder geschlossen wird. Dann wird ei» kleineres Fenster, das Baitterfenster 16 (Fig. 5J $ angebracht und durch Diffusion eines Dotie— rungsstoffee durch das Saitterfenster 16 in den Halbleiterkörper 1 die Ikittersone 2 hergestellt, die an die durch die Schicht 5 bedeckte Ober-

109884/1456

PHI. 2769. - 9 -

fl£che grenzt und im Körper 1 durch di« Basisson· 2 umgeben wird. Der die Basiszone umgebende Teil 4 de» Halbleiterkörper· bildet die Kollefctorzone des Translator··

Qemfae dar Erfindung wird nach der Diffusion durch das EW. tterfenster 16» nach welcher dieses Fenster üblicherweise wieder geschlossen wird, da· Basiafenater 15 erneut rolllg geöffnet, siehe Flg. 6. Dann wird im Baeiefenater 15 eine Isoliersohioht 12 (siehe Fig. 2} angebracht, die mit Offnungen 6 und 7 «ur Kontaktierung der Eaitterson· 2 bsw der Baal·son« 3 Tereehe» wird.

Beim Tor liegenden Ausführungsbeiepiel werden gleichseitig mit dem ünitterfenater 16 die Fenster 17 und 18 angebracht, die au··erhalb des Baeisfenstere 15 liegen. Durch die weiteren Fenster 17 und 18 und duroh da· iatitter fenster 16 wird der gleiohe Dotierungsstoff in den Halbleiterkörper 1 eindiffundiert, woduroh sich die Zonen 19 und 20 ergeben, deren Leitung·typ gleioh dem der feittersone 2 ist·

WÄhrend der erneuten Öffnung des Basisfensters 15 wird die Oberfläche Im Körpers 1 an der Stelle der weiteren Fenster 17 und 18 freigelegt (Fig. 6)» wonach die Isolierschicht 12 auch auf diesen freigelegten Oberfltohsevteilen 21 angebracht umd sohliessliok mit Öffnung·«

8 und 9 «ur Kontaktierung de· Körper· 1 Tersehen wird (Fig. 6, 1 und 2)·

Infolge der Diffusion duroh das Fenster 17 ergibt eic* «in· diffundiert· Kontaktschicht 19 in der Kollektorsone 4·

Durea die Diffusion durch das Fenster 18 ergibt sich eime gut leitende Zone 20, mit der zwei Leiter 22 und 23 durch die Offnungen

9 in der Sohioht 12 Yerbunden sind. Ein dritter Leiter 24 wird auf der in diesem weiteren Fenster 18 angebrachten Isolierschicht 12 angebracht, wodurch sich «in· Kreuzung leitender Verbindungen, der Verbindung 22- 20*

1 09884/U56 BAD ORIGINAL

PHN. 2709.

- 10 -

23 und der Verbindung 24, ergibt.

Das vorliegende Beispiel bezieht sich auf die Herstellung eines Transistors T, der zu einer integrierten Schaltung, in diesem Falle einer monolithischen Schaltung) gehört. In den Figuren 1 bis 6 ist nur ein Teil dieser Schaltung scheaatisch dargestellt, da an Hand dieses Teiles die Aspekte der Erfindung ausreichend erläutert werden können. Der Halbleiterkörper 1 der monolithischen Schaltung besteht auf die übliche Weise aus einem Substrat 30 rom einen Leitungetyp, z.B. vom p-Typ, auf

W dem eine epitaxiale Sohicht 31 tob entgegengesetzten Leitungstyp (n-Typ) angebracht ist, welche Schicht 31 *uf eine übliche Weise durch Zonen 31 tob einen Leitungstyp (p-Typ) in η-leitende Teile, wie 4, 33 und 34, die üblicherweise als Inseln bezeichnet werden, unterteilt ist.

In der Insel 33 ist ein weiteres Halbleiterkreiselement in For» eines Widerstandes angebracht. Der Widerstand umfasst die diffundierte Zone 35 ^vo» einen Leitungetyp. Die acnolithische Schaltung ent» hält Tielβ Inseln und Tiele Schaltungeeleaente, die jedoch der Deutlichkeit halber in den Figuren nicht dargestellt sind·

t Gesa«· der Erfindung wird bei der Herstellung einer derartigen integrierte« Schaltung nach der Anbringung der Basiszone 3 und der Emitterzone 2 des Transistors T und der weiteren diffundierten Zone 35 des weiteren Halbleiterschaltelenente bei der erneuten Öffnung des Basisfenster 15 auch die Oberfläche 36 (Fig. 6) des Halbleiterkörpers 1 an der Stelle des Fensters 37, das der weiteren eu kontakt!erenen Zone 35 entspricht, freigelegt, wonach die Isolierschicht 12 (Fig. 1 und 2) auch auf dieser freigelegten Oberflaohe 36 angebracht und mit Offnungen 10 und 11 zur Kontaktierung der weiteren Zone 35 Tereehen wird.

iiei der Herstellung wird z.ß. Ton einem Halbleiterkörper 1

10988A/U56

PKN. 2769. - 11 -

(Fig. 3) ausgegangen, der au einem einkristallinen p-leitenden Siliziumsubstrat 30 nit einem spezifischen Widerstand von 2 bis 5 Ohm.ca und einer Dicke von etwa 250 μο und einer auf diesem angebrachten n-leitenden epitaxialen Siliziumschicht mit einem spezifischen Widerstand von etwa 0,3 Oho.ora und einer Dicke von etwa 10 μη besteht. Die weiteren Abmessungen des Körpers 1 sind nicht von Belang und müssen bloas so gross sein, dass die gewünschte Anzahl von Schaltelementen untergebracht werden kann· ^j

Auf eine übliche Weise ist duroh die Anbringung der diffundierten p-leitenden Zonen 32 die epitaiiale Schicht 31 in n-leitende Inseln (4, 33 und 34) unterteilt. Auf der epitaxialen Schicht ist auf eine übliche Weise eine etwa 0,6 μη dxcke Diffusionsraaskierungsechicht 5 aus Silisiumoxyd angebracht.

In der Diffusionsaaskierungsschicht 5 werden das Baeiefenste: 15 (Fig· 4) mit Abmessungen von etwa 70 χ 34 μβ sowie das weitere Fenster 37 »it Abmessungen von etwa 140 χ 10 ,im angebracht. Die-Fenster können auf eine übliche Weise mit Hilfe eines photolÄhographisohen Verfahrens und eines Ätzmittels angebracht werden.

Die p-leitende Basiszone 3 und die p-leitende Zone 35 werden auf eine übliche Weiee durch Eindiffusion von Bor durch die Fenster 15 und 37 in den Halbleiterkörper 1 angebracht und sind etwa 1,8 bia 1,9 μπ dick. Während der Anbringung der Zonen 3 und 35 entsteht in den Fenstern 15 und 37 eine borhaltige Oxydschicht, welche diese Fenster I5 und 37 schlies3t. Diese borhaltige Oxydschicht i3t dunner als der angrenzende Teil der Diffusionsnaskierungsschicht 5ι <ϋβ Fi7. 5 darstellt.

Dann werden dae Einitterfenster 1h (Fig. 5) mit Abmessungen von etwa 60 χ 10 μιη und die weiteren Fenstern 17 und 1Ö angebracht und

10988A/U56

PHH, 2769.

- 12 -

auf ein© übliche Weise durch Eündiffusion von Phosphor duroh diese Fenster in den Halbleiterkörper die η-leitende Q»ittereone 2, die »-leitende KbllektorkontaktBone 1<? und die η-leitende Zone 20 hergestellt. Die Sicke dieser Zonen wird klein gehalten, z.B. venige Zehntel eines Mikrons, da bei späteren Temperaturbehandlungen der Phosphor tiefer in den Korper 1 eindiffundiert. Die endgültige Dicke dieser Zonen kann B.B, 1,3 (im betragen. Die Breite der Kollektorkontaktsone 19 kann b.B. 10 bis 25 μ& betra-

^ gen. Die Abeeseungen des Fensters 18 können z.B. 70 ζ 70 μ» betragen.

Während der Phosphordiffusion entsteht in den Fensters 16, 17 und 1Ö Phosphorglas, woduroh diese Fenster wieder geschlossen werden« Das Phosphorglas ist dünner als die angrensenden feile der Oxydschioht

Es sei bemerkt, dass während des Sohlieaeens der Fenster auoh ausβerhalb der Fenster der Schicht 5 Material sugesetet wird, woduroh ausserhalb der Fenster die Diffusionseaskierungssohicht 5 etwas dicker wird und eine stark verunreinigte Oberflächenschicht, um vorliegenden Beispiel eise «it Bor und Phosphor verunreinigte Schicht, aufweist. Sollten in der wieder geschlossenen Dtffusionsmaekierungs-

P βchioht 5 Offnungen sur Kontaktierung der hergestellten Zonen angebracht werden, so ist die Anbringung einer gegen JttMittel maskierende Schicht auf der Schicht 5 notwendig. Die Haftung einer solchen Itznaske an der Schicht 5 iet jedoch infolge der ,erwähnten Verunreinigung weniger gut, was Ungenauigkeiten einführen kann.

Ferner ist der Diokenuntersohied in der Schicht 5 störend. Die Kontaktierungsöffnungen werden gleichzeitig durch Itzen angebracht und dabei ergibt sioh offensichtlich eher eine Öffnung in eines dünneren Teil der Schicht 5 als in eines dickeren Teil der Schicht 5. Die Präzision, nit der sioh eine öffnung in eines dünneren Teil der Schicht 5 erha}.-

109884/U56

PHH. 2769. - 13 -

ten lässt, wird infolgedessen geringer, weil die.Oxydechicht zu sehr in seitlicher Richtung weggeätzt wird.

Ferner kann hei der Anbringung eines Leiters auf einer in d*i Fenstern 15> 16, 17 und 18 vorhandenen Phosphorglasschicht leicht Kurzschluss zwischen dem Leiter und der unterliegenden Zone auftreten, wa· insbesondere hinsichtlich des Leiters 22 und der Kollektorkontaktzone 19 sowie de3 Leiters 24 und der Zone 20 (Fig. 1) ein Nachteil sein "wurde.

Um diese Nachteile zu vermeiden werden das Basisfenster 15 und die weiteren Fenster 17, 18 und 37 erneut geöffnet (Fig. 6). Dies kan; einfach dadurch erfolgen, dass der Körper 1 in einem üblichen Ätzmittel solange untergetaucht wird, bis die Fenster geöffnet sind. Der übrige Tei: der Schicht 5 wird dabei dünner und die verunreinigte Oberflächenschicht wird beseitigt, wodurch eine in einer folgenden Verfahren»«tufe zu verwendende Ätzmaske gut an der Schicht 5 haften kann. Die freigelegten Oberflächenteile des Körpers 1 werden gereinigt, z.B. dadurch, dass der Körper 1 während etwa 3ü iün. in siedender Salpetersäure (75$) untergetaucht und dann in entionisiertem Wasser gespült wird·

Dann wird die neue Isolierschicht 12 (Fig. 2) sit einer Dicke von z.B. 0,2 bis 0,3 μη in den Fenstern 15» 17, 13 und 37 angebraoh Die Schicht 12 kann z.ü. aus Siliziumoxyd bestehen und durch Oxydation angebracht werden. Zu diesem Zweck kann während etwa 20 Min. Wasserdampf über den Körper 1 geleitet werden, während der Körper 1 auf einer Temperatur von etwa 900° C gehalten wird. Dabei wird die Schicht 5 ausserhalto der Fenster wiederum etwas dicker.

Es ist auch möglich, die ganze Schicht 5 durch eine neue Siliziunojcydschicht zu ersetzen, aber es hat sich herausgestellt, dass die elektrischen Eigenschaften des Transistors dadurch erheblich ver-

10988A/U56

PHf, 2769·

- 14 -

achlechtert werden können, was dadurch vermieden werden kann, dass nur das Basisfenster 15 und die weiteren Fenster t7_f 1ö und 37 geöffnet werden, während die Schnittlinie 13 des Basis-Kollektor-Überganges 14 mit der durch die Schicht 5 bedeckten Oberfläche de· Körpers 1 nach wie Tor durch die ursprungliche Diffusionsmaskierungsschicht 5 bedeckt wird.

In der Schicht 12, die überall praktisch gleich dick ist» werden dann auf eine übliche Weise unter Anwendung einer Ätzmaske die Offnungen 6, 7, Ö, 9, 10 und 11 angebracht, um die Zonen 2", 3, 19, 20 bzw 35 kontaktieren zu können.

Diese Kontaktierung kann auf eine übliche Weise erfolgen. Bei» in den figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Leiter, die durch die Offnungen in der Schicht 12 hindurch «it den Zonen 2, 3, 19» 20 und 35 Kontakt machen, gestrichelt angegeben« Die Leiter können z.B. aus aufgedampften Aluminium bestehen·

In Fig. 1 ist die Sohicht 5, 12 durchsichtig gedacht, wodurch die unterliegenden Zonen sichtbar sind«

' Bevor die Offnungen in der isolierenden Schicht 12 angebracht werden, kann auf der Schicht 5, 12 ein· die Stabilität der Halbleitervorrichtung fördernde Sohicht angebracht werden, die aus Phosphorglas bestehen kann. Weil die Phosphorkonzentration in dieser Schicht gering sein kann, braucht diese Schicht die Haftung einer Ätzmaske nicht zu beeinträchtige«.

Ist eine sehr dünne Emitterzone 2 gewünscht, so muss die Isolierschicht 12 nicht durch Oxydation bei hoher Temperatur, sondern mit Hilfe eines Verfahrens angebracht werden, bei dem die Schicht 12 bei einer erheblich niedrigeren Temperatur hergestellt wird. Ee sind mehrere Verfahren für diesen Zweck bekannt. Die Schicht 12 kann a.ß. auf eine

109884/U56

PHI. 2769. - 15 -

übliche Weise pyrolytisch oder durch Zerstäubung angebracht werden«

Die Erfindung ist offensichtlich nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschrankt, sondern im Bahnen der Erfindung sind für den Fachmann viele Abänderungen abglich· Die Erfindung ist nicht auf integrierte Schaltungen beschränkt, sondern besieht sioh auch auf einzelne Traneistoren, bei denen s.B. auf einer Seite eines Halbleiterkörper die kontaktierten üaais- und Emitterzonen und auf der entgegengesetzten Seite die kontaktierte Xollektorsone angebracht sind. Übrigens kann eine integrierte Sohaltung alt eines erfindungsgemfssen Transistor andere und mehr weitere Schaltungseleaente enthalten, als im Ausführungsbeispiel an Hand der Figuren erwähnt sind. Die Diffusionsaaskierungsschicht 5 und die Isolierschicht 12 können aus eine« anderen Material als Silieiumoxyd, z.B. aus Siliciumnitrid, bestehen. Der Halbleiterkörper kann aus anderen üblichen Halbleitermaterialien als Silizium bestehen.

109884/US6

Claims

- 16 PATENTANSPRÜCHE.

1· Verfahren zur Herstellung eines Traneistors, bei dem auf einer Fläche eines Halbleiterkörpers eine Diffusionsmaskierungssohicht angebracht wird, die mit einem Fenster, dem iJasisfenster, versehen wird, wonach durch Diffusion eines Dotierungestoffes durch das Basisfenater in den Halbleiterkörper eine Basiszone angebracht wird, wobei das Fenster geschlossen wird, wonach ein kleineres Fenster, das Emitterfenster, angebracht wird und durch Diffusion einee Dotierungsstoffes durch das Emitterfenster in den Halbleiterkörper eine Emitterzone hergestellt wird, die an die erwähnte Fläche grenzt und im Halbleiterkörper völlig durch die Basiszone umgeben wird, wobei der die Uasiszone umgebende Teil des Halbleiterkörper die Kbllektoreone bildet, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Diffusion durch das Ecitterfenster das jtiasisfenster erneut, und zwar völlig, geöffnet wird, wonach wenigstens in diesem Fenster auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers eine Isolierschicht angebracht wird, die mit öffnungen zur Kontaktierung der Emitter- und der .Basiszone versehen wird, 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit dem Emitterfenster mindestens ein weiteres Fenster, das ausserhalb des Basisfensters liegt, in der Diffusionsmaskierungaschicht angebracht, wonach durch dieses weitere Fenster und durch das Emitterfenster der gleiche Dotierungsstoff in den Halbleiterkörper eindiffundiert wird, wonach gleichzeitig mit dem erneuten öffnen des üasiefensters die Oberfläche des Hai blei tericörpers an der Stelle des weiteren Fensters freigelegt wird, wobei die Isolierschicht auch auf dieser freigelegten Oberfläche angebracht und mit einer öffnung zur Kontaktierung des HaIbleiterkörpers versehen wird.

BAOORiQINAL 109884/U56

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet} dass nit Hilfe der Diffusion durch ein weiteres Fenster eine diffundierte Kontaktschicht in der Kollektorzone angebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3» bei dem ein zu einer integrierten Schaltung gehörender !Transistor hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet! daea durch ein weiteres Penstor ©ine diffundierte Zon· angebracht wird, «it der zwei Leiter verbunden werden, während ein dritter Leiter auf der in diesem weiteren Fenster angebrachten Isolierschicht ^ angebraoht wird, wodurch sich eine Kreuzung leitender Verbindungen ergibt. , 5» Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Anspräche, bei dem ein zu einer integrierten Schaltung gehörender Iransiotor hergestellt wird, dadurch, gekennzeichnet, dass nach der Anbringung der .Basis- und der Emitterzone des Transistors und weiterer diffundierter Zonen mindestens eines weiteren Halbleiterschaltelements beim erneuten öffnen des Basisfensters auch die Oberfläche des Halbleiterkörpere an den Stellen von Fenstern freigelegt wird, die wenigstens den zu kontak- j tierenden weiteren Zonen entsprechen, während die Isolierschicht auch auf dieser freigelegten Oberfläche angebraoht und mit mindestens einer Öffnung zur Kontaktierung mindestens einer weiteren Zone versehen wird. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Diffusionsmaake aus Siliiiueoxyd verwendung findet.

7· Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Isolierschicht aus Siliziue- . oxyd angebracht wird.

109884/1456

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ifber der Isolierschicht eine Schieb/ aus Phosphorglas angebracht wird.

9· Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht durch Zerstäubung angebracht wird.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, Jl dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht pyrolytisch angebracht vtvt.

11. Transistor mit einem Halbleiterkörper, der eine Quitter-, eise B**ie- und eine Kollektorzone enthält, vfhrend auf mindestens einer flfeke de« Halbleiterkörper eine Isolierschicht angebracht ist, die mit Oftauagma. zur Kontaktierung wenigstens der Qnitter— und der Basiszone versehen ist, wobei die an die Offnungen grenzenden Teile der Isolierschicht die gleiche Dicke haben, die kleiner als die Dicke derjenigen teile der Isolierschicht ist, welohe die Schnittlinie des Basis- Kollektor- Übergänge« nit der erwähnten Oberfläche bedecken, welcher Transistor duroh Anwendung eines Verfahrens nach eine« oder mehreren der vorstehende AjMprüehe hergestellt worden ist.

BAD ORIGINAL

109884/U56

Leerseite