DE1805707B2 - Verfahren zum herstellen von halbleiteranordnungen - Google Patents

Verfahren zum herstellen von halbleiteranordnungen

Info

Publication number
DE1805707B2
DE1805707B2 DE19681805707 DE1805707A DE1805707B2 DE 1805707 B2 DE1805707 B2 DE 1805707B2 DE 19681805707 DE19681805707 DE 19681805707 DE 1805707 A DE1805707 A DE 1805707A DE 1805707 B2 DE1805707 B2 DE 1805707B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
nitride
semiconductor
film
silicon
crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19681805707
Other languages
English (en)
Other versions
DE1805707A1 (de
Inventor
Takichi Tokio Hashimoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Publication of DE1805707A1 publication Critical patent/DE1805707A1/de
Publication of DE1805707B2 publication Critical patent/DE1805707B2/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/482—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of lead-in layers inseparably applied to the semiconductor body
    • H01L23/485—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of lead-in layers inseparably applied to the semiconductor body consisting of layered constructions comprising conductive layers and insulating layers, e.g. planar contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/76202—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO
    • H01L21/76221—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO with a plurality of successive local oxidation steps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Description

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen wird beispielsweise auf den Seiten 869 bif- 872 des
Häher erläutert. »Journal of Eleeirochem. Soc«, Bd. 114 (1967),
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher Nr. 8, beschrieben. Wird dieser Kristall anschließend
das Verfahren nach der Erfindung auf eine Silicium- auf eine Temperatur zwischen 900 und 12(10' C wäh-
diode angewendet wird; 5 rend einer entsprechenden Zeitspanne in einem
Fig. 2 zeigt eine Modifizierung der Ausführungs- Sauerstoffstrom oder in einem Sauerstoffstrom, der
form von Fig. 1; Wasserdampf enthält, erhitzt, dann bildet sich ein
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher Siliciumoxidfilm an dem Teil des Kristalls, der nicht
das Verfahren nach der Erfindung auf die Herstel- mit dem Siliciumnitridfilm bedeckt ist. An der mit
lung eines Emitters eines UHF-Transistors angewen- io dem Siliciumnitridfilm bedeckten Stelle wird nur ein
det wird; sehr dünner Siliciumoxidfilm auf der Oberfläche des
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform zur Erzeugung Siliciumnitridfilms erzeugt, wobei der Siliciumkristall
finer Unebenheit auf der Oberfläche eines Silicium- unterhalb des Nitridfilms nicht oxydiert wird. Es ist
Installs durch Anwendung des erfindungsgemäßen bekannt, daß, falls eine Siliciumoberfläche oxydiert
Verfahrens. 15 w;rcl, ungefähr drei Fünftel der Dicke des wachsen-
Die folgenden Ausführungen gelten für den Fall, den Oxids oberhalb der ursprünglichen Siliciumober-
daß der Halbleiterkristall aus Silicium und das Nitrid fläche und die restlichen zwei Fünftel der Dicke
aus Siliciumnitrid besteht. Erfindungsgemäß kann je- unterhalb der ursprünglichen Siliciumoberfläche vor-
doch der Halbleiterkristall aus Silicium, Germanium liegen. Daher wird nur duic'i diese Oxydationsstufe
oder Galliumarsenid bestehen, während es sich bei 20 eine Höhlung auf der Siliciuinoberfläche erzeugt,
dem Nitrid um irgendein Metallnitrid, wie beispiels- Nach der vorstehend geschilderten Oxydatoinsstufe
weise Siliciumnitrid oder Tantalnitrid, handeln kann. befindet sich die Oberfläche allgemein in einer der-
Unter dem Begriff »Oxid« soll erfindungsgemäß ein artigen Form, wie sie aus Fig. Ic hervorgeht. Wird
Oxid verstanden werden, das durch Oxydation des beispielsweise ein Siliciumkristall, der teilweise mit
Halbleiterkristalls der Unterlage erzeugt worden ist. 25 einem Siliciumnitridfilm mit einer Dicke von
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend an 0,2 μπι bedeckt ist, auf 1150° C während einer Zeit-Hand der Zeichnungen näher erläutert spanne von 70 Minuten in feuchtem Sauerstoff er-
Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform stellt ein hitzt, dann wird ein Oxidfilm 4 mit einer Dicke (H in
Verfahren zur Erzeugung einer Siliciumdiode dar. Fig. 1 c) von 1,3 μπι und einer Größe h (in der glei-
Wie aus der Fig. la hervorgeht, wird ein dünner 30 chen Zeichnung) von 0,39 jim erhalten. In einem
Film 2 aus Siliciumnitrid auf der gesamten Ober- derartigen Fall wird auf der Oberfläche des Nitrids 3
fläche einer entsprechenden Kristalloberfläche 1 aus nur ein dünner Siliriumoxidfilm mit einer Dicke von
einem Siliciumeinkristall oder einer Siliciumplatte mit ungefähr 100 A erzeugt.
einem fixierten Leitungstyp aufgebracht. Aus Verein- Wird der Siliciumkristall in eine Lösung aus Fluor-
fachungsgründen beziehen sich die Erläuterungen 35 säure, die auf 1,5 °/o verdünnt ist, während einer Zeit-
Bur auf eine Oberfläche. Die Dicke dieses dünnen spanne von 5 bis 6 Minuten eingetaueut, dann wird
Films aus Siliciumnitrid kann jeden Wert annehmen. der dünne Siliciumoxidfilm auf der Oberfläche des
Sie kann beispielsweise von einigen hundert A bis zu Siliciumnitridfilms entfernt. Demgegenüber ist der
1 (im schwanken. Zum Aufbringen des Siliciumnitrid- Siliciumoxidfilm, der auf dem restlichen Teil ausge-
tlrns kann jede geeignete Methode angewendet wer- 40 bildet ist, derart ausreichend dick, daß nur ein gerin-
den. Beispielsweise wird eine gas'örmige Mischung ger Teil seiner Oberfläche entfernt wird, während der
aus Silan (SiH4) und Ammoniakgas (NH3) zusammen Rest zurückbleibt. Wird diese Probe anschließend in
mit Wasserstoff oder Argon auf die Oberfläche eines konzentrierte Phosphorsäure, die auf ungefähr
Siliciumkristalls geführt, worauf dieser Silicium- 168° C erhitzt wird, eingetaucht, dann wird der SiIi-
kristall auf eine entsprechende Temperatur von 600 45 ciumoxidfilm nicht angegriffen, sondern es wird nur
\>\s 1200" C erhitzt wird. Dabei scheidet sich in ein- der Siliciumnitridfilm 3 in F i g. 1 c entfernt, wobei
fächer Weise ein Si!;ciumnitridfilm auf der Oberfläche eine Mesastruktur erhalten wird, in welcher der ganze
des Siliciumkristalls ab. Man kann sich jedoch auch Teil mit Ausnahme der oberen Oberfläche mit dem
anderer Methoden bedienen, wie sie beispielsweise Oxidfilm bedeckt ist, so wie dies in Fig. Id gezeigt
auf den Seiten 826 bis 833 des »Journal of Electro- 50 wird. Die vorstehenden Ausführungen beziehen sich
them. Soc«, Bd. 114 (1967), Nr. 8. oder auf den nur auf den Fall, daß nur die Wirkung der Oxvdation
Seiten 962 bis 964 des »Journal of Electrochem. zur Herstellung einer derartigen Mesastruktur ver-
$oc«, Bd. 114 (1967), Nr. 9 beschrieben sind. wendel wird. Falls es jedoch nötig sein sollie, eine
Dann wird ein Teil des Siliciumnitridfilms 2 durch vergleichsweise hohe Mesastruktur (mit der Größe Ii
Ätzen entfernt, so daß ein Nitridfilm mit einer fixier- 55 in Fig. 1 c) zu erzeugen, dann kann das Silicium vor
•en Form in einer fixierten Position zurückbleibt der Oxydationsstufe in eine bekannte Ätzlösung für
(vol. F i g. 1 b). Silicium eingetaucht werden, beispielsweise in eine
Zur Vereinfachung wird in der Zeichnung nur der gemischte Lösung aus Flußsäure (HF), Salpetersäure zurückbleibende Teil des Siliciumnitrids gezeigt. Es (HNO3), Wasserstoffperoxid (H2O2) und Wasser ist jedoch üblich, daß viele derartige Teile auf der 60 (H2O)I genannt CP-4, oder kann in einem gasförmigleichen Siliciumoberfläche vorhanden sind. Ferner gen Silicium'Uzgasstrom erhitzt werden, beispielswird die Form des Siliciumnitridfilms in der Zeich- weise in einer gasförmigen Mischung aus Chiornung scheibenartig dargestellt, wobei jedoch die wasserstoffsäure und Wasserstoff. Da der Silicium-Form nicht auf eine derartige kreisförmige Form be- nitridfilm durch ein derartiges Ätzmittel nicht angeschränkt ist. Auf diese Weise kann ein Nitridfilm mit 65 griffen wird, wird der Teil unterhalb des Siliciumeiner fixierten Forrr in einfacher Weise exakt in einer nitridfilms 3 in Fig. Ib geschützt, während der fixierten Position durch Anwendung einer bekannten andere Teil zur Erzeugung einer Höhlung geätzt wird. Methode erzeugt werden. Eine derartige Methode Nachdem die Probe oxydiert ist, wie dies aus
1 806 707
Fig. lc hervorgeht, kann sie wahlweise in eine verdünnte Lösung von Fluorsäure eingetaucht werden, so daß nur der Oxidfilm gelöst und entfernt wird, worauf die Probe erneut oxydiert werden kann. Durch Wiederholung dieser Maßnahme kann eine Mesastruktur mit einer gewünschten Höhe in vergleichsweise einfacher Weise hergestellt werden, da diß Oxydationsgeschwindigkeit um so höher ist, je dUnfier der Oxidfilm ist. Bedient man sich der anderen Methode an Stelle der zuerst genannten Methode zur Herstellung einer Mesastruktur unter Anwendung von einer Oxydation, so wie dies aus F i g. 1 d hervorgeht, dann wird ein Siliciumoxidfilm entlang der Form der Oberfläche des Siliciumkristalls gebildet, so wie dies aus F i g. 2 hervorgeht. Jedoch ist der Unterschied in dieser Form erfindungsgemäß nicht wesentlich. Zur Bildung einer konkaven Stelle in dem Halbleiterkristall kann man sich ferner einer physikalischen Behandlung bedienen, beispielsweise einer Laser-Bearbeitung oder einer Bearbeitung mittels eines Strahles aus geladenen Teilchen. Ferner kommt eine mechanische Bearbeitung, wie beispielsweise ein Schleifen oder eine Bearbeitung mit Ultraschallstrahlen, in Betracht.
Dann wird eine Verunreinigung, die im HaIbleiterkristall einen Leitungstyp erzeugt, welche gegenüber dem Leitungstyp des Halbleiterkristalls umgekehrt ist, durch das Fenster 5 in F i g. 1 d diffundiert. Dies bedeutet, daß, falls der Siliciumkristall vom η-Typ ist, beispielsweise Bor diffundiert wird, während, falls der Siliciumkristall vom p-Typ ist, beispielsweise Phosphor diffundiert wird. Auf diese Weise wird ein pn-übergang 6, wie er in F i g. 1 e gezeigt wird, gebildet. Bei der Diffundierung einer derartigen Verunreinigung wird im allgemeinen ein dünner Oxidfilm auch auf der Oberfläche des Fensters 5 gebildet. Da er jedoch sehr dünn ist und aus einer Mischung aus dem Siliciumoxid und dem Oxid des diffundierten Elements besteht, kann er im allgemeinen leicht entfernt werden. Beispielsweise kann nur der Oxidfilm an dieser Stelle entfernt werden, und zwar gewöhnlich durch Verwendung einer gemischten Lösung aus Ammoniumfluorid (NH4F), Flußsäure (HF) und Wasser (H2O), die als gepufferte Ätzlösung bezeichnet wird. Man kann auch eine verdünnte Flußsäure-Lösung, wie sie vorstehend beschrieben wird, verwenden. Wird dann ein geeignetes Metall 7, beispielsweise Aluminium, abgelagert, wie dies beispielsweise aus F i g. 1 f zu ersehen ist. worauf der unnötige Metallteil entfernt wird (vgl. Fig. Ig), dann ist das restliche Metall eine Elektrode 8 zum Anlegen einer Spannung an diesen pn-übergang. Nachdem jeweils ein derartiger Diodenteil aus dem Siliciumkristall ausgeschnitten worden ist, werden eine Zuleitung an die Elektrode 8 an der oberen Oberfläche des Stückes und eine Elektrode zum Anlegen einer Spannung und eine Zuleitung an die untere Oberfläche angebracht. Eine derartige fertige Diode geht aus Fig. Ig hen/or. Die Zuleitung zum Anlegen einer Spannung kann an die Elektrode 8 angeschweißt oder angelötet werden. An Stelle der Zuleitung kann ein Metall 9, welches Teil einer Mikrowelienschaltung bildet, in Kontakt mit der Elektrode 8 gebracht werden, so wie dies aus Fig. lh hervorgeht. Wird ferner eine Elektrodenausgestaltung, wie sie als leitungsgestützte Halbleiteranordnung (beam lead iype) bekannt ist, zur Herstellung der "Metallelektrode 8 verwendet, dann kann sie direkt an einer festen Mikrowellenschaltung angebracht werden, ohne dabei die Stabilität der Charakteristik zu beeinflussen, und zwar auch dann, wenn diese Diode nicht in einer luftdicht verschlossenen Hülse enthalten ist.
Wahlweise kann bei der Herstellung einer derartigen Diode der Kristall in den durch Fig. If gezeigten Zustand übergeführt und in die durch Fig. Ig wiedergegebene Form durch Aufdampfen eines Me-
tails ohne Diffusion in den anschließenden Stufen nach der Entfernung des Siliciumnitrids 3 fertig bearbeitet werden, wenn ein Verunreinigungselement, welches eine Leitung ergibt, die derjenigen des Halbleiterkristalls entgegengesetzt ist, zutrst auf die Ober-
»5 fläche des Kristalls zur Bildung eines pn-Übergangs in der entsprechenden Tiefe diffundiert wird (beispielsweise wird der Siliciumnitridfilm 2, der aus Fig. 2a hervorgeht, aufgebracht, worauf der Siliciumkristall oxydiert oder chemisch geätzt und an-
ao schließend oxydiert wird, wodurch er die durch die F i g. 2 c oder 1 c' angegebenen Formen annimmt).
Das Verfahren gemäß der Erfindung läßt sich in wirksamer Weise zur Herstellung eines Emitters für einen UHF-Transistor verwenden. Die Fig. 3 zeigt
as ein Beispiel für eine derartige Anwendung. Aus Zweckmäligkeitsgründen wird nachstehend ein npn-Transistor beschrieben. Das Verfahren kann jedoch in der gleichen Weise auch auf einem pnp-Transistor angewendet werden.
In der F i g. 3 a kennzeichnet die Bezugszahl 10 einen Siliciumeinkristall (η-Typ), während 11 ein Siliciumoxidfilm ist. In der gleichen Weise wie zur Herstellung eines gewöhnlichen Transistors wird ein Fenster 12 in diesem Film nach einer Fotoätz methode erzeugt, worauf ein pn-übergang durch Dif fusion einer p-artigen Verunreinigung durch dieses Fenster 12 gebildet wird. Das Fenster 12 kann jede Form besitzen, es wird jedoch aus Vereinfachungsgründen für die nachstehenden Erörterungen als rechtwinklig angenommen. Das Verfahren wird in folgender Weise durchgeführt:
Wie aus der Fig. 3b hervorgeht, wird ein Siliciumnitridfilm 13 auf die ganze Oberfläche aufgebracht. Dieser Film 13 wird dann in selektiver Weise nach der vorstehend beschriebenen Methode geä!zt, so daß ein Fenster 14 hergestellt wird, wie dies aus F i g. 3 c hervorgeht. Durch die Bezugszahl 15 wird Siliciumnitrid in Form eines Streifens gekennzeichnet, ^tT an dem Umfang des Fensters 14 angebracht ist. 16 ist ein anderer Teil des Nitrids in direktem Kontakt mit der Siliciumoberfläche. 17 ist der Teil des Nitrids auf dem vorstehend erwähnten Oxidfilm. In dieser Zeichnung wird der Fall gezeigt, daß nur ein Nitridstreifen vorhanden ist. Es können jedoch auch mehrere derartige Nitridstreifen aufgebracht sein. Dann wird dieser Siliciumkristall direkt aus dem durch Fig. 3c wiedergegebenen Zustand oxydiert oder geringfügig durch Eintauchen in ein Siliciumätzmittel. wie beispielsweise CP-4, geätzt und anschließend oxydiert.
so daß er die durch Fig. 3d bzw. 3d' wiedergegebene Form annimmt. 18 und 19 sind Siliciumoxidfilme. die jeweils durch derartige Stufen gebildet werden. Die anschließenden Stufen werden unter Bezugnahme auf die F i g. 3d erläutert, es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß sich diese Erläuterung auch auf die Fig. 3d' beziehen kann. Anschließend wird der Nitridfilm 15 im Mittelpunkt entfernt, so wie dies aus Fig. 3e hervorgeht. Zu diesem Zweck bedient man
2138
7 8
sich einer bekannten Fotoätzmethode. Der Oxidfilm Der auf diese Weise erzeugte Transistor besitz auf dem Nitridfilm 16 wird nicht entfernt, sondern Merkmale, die ihn in hervorragender Weise für UHF nur der Oxidfilm auf der Oberfläche des Nitridfilms Verwendungszwecke geeignet machen. Da sich da 15. Anschließend kann nur der Nitridfilm 15 durch Gebiet des Emitters in den Siliciumkristall erstreckt Auflösen in Phosphorsäure in der vorstehend be- 5 kann die Dicke des Emittergebietes in ausreichenden scliriebenen Weise entfernt werden. Wird das vor- Maße groß gemacht werden, ohne daß dabei dii stehend beschriebene Fotoätzer, des Oxidfilms durch- Fläche der Emitterübergangsoberfläche vergrößer geführt, dann ist es erforderlich, daß der Oxidfilm auf wird. Daher kann eine Legierung des Emittergebiete! dem Nitridfilm 16 nicht entfernt wird. Es ist keine mit dem abgelagerten Metall im Falle der Bildung Bedingung, daß nur der Oxidfilm auf der Oberfläche io einer Ohmelektrode die Folge haben, daß der pn des Teils des Nitridfilms 15 exakt entfernt wird. Da- Übergang des Emitters beeinflußt wird. Daher laß her kann dieses Fotoätzen auch dann vergleichsweise sich in einfacher Weise eine sehr kleine EnKterübereinfach durch geführt werden, wenn die Breite des gangskapazität herstellen. Es ist darauf hinzuweisen Nitridfilms 15 sehr gering ist, und zwar deshalb, da, daß eine derartige Emitterstruktur die Durchschlag falls die Oberfläche der Probe mit einem Film mit 15 spannung zwischen der Unterlage und dem Emit· einem lichtempfindlichen Lack beschichtet und mit ter, den Emitterwirkungsgrad des Emitterübergang! Licht bestrahlt wird, die auf der Oberfläche der Probe sowie die Ubergangsfrequenz des Transistors eranzubringende Maske ein derartiges Muster besitzen höht.
kann, welches Licht nicht nur auf der Oberfläche des Wie vorstehend bereits erwähnt, kann das Verfah-Teils des Nitridfilms 15, sondern auch auf einem Teil 20 ren nach der Erfindung auch in wirksamer Weise der Oberfläche des benachbarten Siliciumoxid* 18 dazu verwendet werden, eine Unebenheit mit ein μ abfängt. Daher ist die Genauigkeit der Maske selbst exakten Größe und Form auf der Oberfläche eines sowie die Genauigkeit ihrer Anbringung auf der Siliciumkristalls zu erzeugen. Beispielsweise wird ein Probe groß genug. Wird der Oxidfilm auf dem Nitrid- Siliciumnitridfilm 24 auf der Oberfläche eines SiIifilm 15 entfernt, dann wird die Oberfläche des SiIi- as ciumkristalls 23 aufgebracht, so wie dies aus Fig.4a ciumoxids 18 ebenfalls leicht entfernt. Da jedoch der hervorgeht. Anschließend wird ein Fenster 25 an Oxidfilm auf dem Nitridfilm 15 nur 100 bis 300 A einem Teil dieses Siliciumnitridfilms hergestellt, so dick ist, wird das Silicium 18 nicht vollständig ent- wie dies Fig. 4b zeigt. Wird eine Oxydation durch fernt, so daß das unter ihm liegende Silicium nicht Erhitzen auf 900 bis 1300 C in einem Sauerstofffreigelegt wird. Da ferner der dünne Oxidfilm auf 30 strom oder in einem feuchten Sauerstoffstrom durchdem Nitridfilm 16 nicht entfernt worden ist, und zwar geführt, dann wird Siliciumoxid 26 an dem Teil des tuch dann nicht, wenn der Nitridfilm 15 anschlie- vorstehend erwähnten Fensters 25 erzeugt, der aus Bend durch Eintauchen in Phosphorsäure entfernt Fig. 4c hervorgeht. Wird daher diese Probe ·η werden soll, wird der Nitridfilm 16 nicht entfernt. Fluorsäure mit einer entsprechenden Konzentration
In der vorstehend beschriebenen Weise wird eine 35 eingetaucht, dann wird das Siliciumoxid 26 entfernt. n-Verunreinigung unter Bildung eines pn-Übergangs wodurch eine Höhlung mit einer gewünschten Form 21 für einen Emitter (vgl. Fi g. 3e) durch ein Fenster in genauer Weise in einer gewünschten Position auf 20 diffundiert, das nach der Entfernung des Nitrid- der Oberfläche des Siliciumkristalls erzeugt werden films 15 gebildet wird. Die Stellung eines derartigen kann. Für die vorstehend erwähnte Behandlung ist Emitterübergangs kann unterhalb oder oberhalb des 40 der dünne Nitridfilm mit einer Dicke von ungefähr Bodens der Mesastruktur des Emitters sein, so wie einigen 100 A als schützender Passivierungsfilm ausdies aus Fig. 3e hervorgeht, wobei sich die Stellung reichend. Das Merkmal dieser Methode besteht darnach der Art des herzustellenden Transistors richtet. in, daß, falls eine Oxydation des Siliciums zur Her-
Es ist üblich, einen dünnen Oxidfilm auf der Ober- stellung einer Höhlung verwendet wird, wobei diese Bäche des Fensters 20 während dieser Diffusionsstufe 45 Oxydation sich von einer chemischen Ätzung, wie sie
zu bilden. Jedoch ist es zweckmäßig, dieses zusam- in üblicher Weise durchgeführt wird, unterscheidet,
men mit der dünnen Oxidschicht auf dem Nitridfilm das Fortschreiten des Verfahrens derart langsam ist. nach der Methode zu entfernen, wie sie vorstehenH^^^^ daß in einfacher Weise die Tiefe der Höhlung ge-
zur Herstellung der Diode angewendet wurde. Dann steuert werden kann, wobei die Wandoberflache der
Wird diese Probe in Phosphorsäure nach der oben be- 50 auf diese Weise erzeugten Höhlung glatt ist. da das
*%chriebenen Weise eingetaucht, um den Nitridfilm 16 Fortschreiten der Oxydation durch die Diffusion der
zu entfernen. In einem derartigen Fall kann der Sauerstoff- oder Wassermoleküle durch den Silicium-
Nitridfilm 17 auf dem Oxidfilm ebenfalls entfernt oxidfilm gesteuert und nicht durch die Umsetzung
werden, er kann jedoch auch zurückgelassen werden. der Siliciumoberfläche mit Sauerstoff oder Wasser
so wie dies aus Fig. 3f hervorgeht. Falls der Nitrid- 55 reguliert wird. Nachdem die Oxydation erfolst ist.
film 17 zusammen entfernt werden soll, ist kein Foto- wird das Oxid durch Atzen entfernt, worauf erneut
atzen erforderlich. Soll der Nitridfilm 17 zurückgelas- oxydiert wird. Je dünner der Film ist. desto höher ist
Sen werden, dann ist das Fotoätzen erforderlich, es die Oxydationsgeschwindigkeit. Die Gesamterhit-
läßt sich jedoch in sehr einfacher Weise in der glei- zungszeit kann reduziert werden. Die Erzeuaunc
Chen Weise wie bei der Herstellung des Emitters 60 einer Unebenheit, die exakt eine gewünschte Form
durchführen. und Größe besitzt, kann auf diese Weise auf der SiIi-
Anschließend wird ein Metallfilm 22 auf der gan- ciumoberfiäche erzeugt werden. Dies stellt eine wert-
fcen Oberfläche aufgebracht, so wie dies aus F i g. 3 volle Methode zur Herstellung von verschiedenen
hervorgeht. Der nicht erforderliche Teil des aufge- Halbleitervorrichtungen dar. Die gleiche Methode
dampften Metalls wird durch Fotoatzen entfernt, so 65 läßt sich auch auf Halbleitermaterialien, wie bei-
daß das fertige Produkt erhalten wird, wie es durch spielsweise Germanium und Galliumarsenid, an-
die F i s- 3 g und 3 h wiedergegeben wird. wenden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
2 138

Claims (5)

ι J 2 .-.chlosse;;·-· Hülse eiu/.usel/.cii. Andererseits wild bei Patentansprüche: dem PUiiiiiriyj) clic vorteilend beschriebene Schwierigkeit, clic Elektrode im I iille des Mesatyps /u be-
1. Verfahren zum Herstellen von Halbleiter festigen, bessci |.·υ|π.·,ι. In diesem I alle is jedoch eine anurdiuiimcn unter Anwenduni! der Oxidmaskie- L Fntoüt/.nietluidc erkndorlich. um cm l-ciistei riir die runysieehnik. dadurch n e V e π η ζ e i c ii η ι: ι. Elektrode in dem SilieiutiK.xicllilin nach der DirUmdaß aui der Oberfläche eines Halbleiterkristalls dtcruiijj der ρ /-ulic hci/iistcHe-n. :,u da« da.-, Problem ein dünner Meiallnitridiilni gebildet wird, ein be- ·αι lohen bleibt, cmc Markierung an bestimmten Stimmter Teil des Metallniiridnlms so entfenit Stellen .in/.iibnniieu. Wird lciner die Grenzlinie des wird. dal', der restliche Meiallniiridfilm die »e- m pn-Überguiigs mit einem Sili/.iuinu.-.idnlm bedeckt. wünsclue geometrische Anordnunu aufweist, der dann sind dl·; C'liai aklci isLikcii der Diode stabil. :..<> Teil der HalbleiierkriscaHoberfläche. der keinen fern das Material in entsprechender Weise ausuc-Nitridlilm trügt, so geatzt wird, daß dieser Teil wählt wird, daß die Diode nicht in eine Hülse eingeniedriger ist als der Teil, weicher die NitridsL-hiciu bracht v.erdeii muli, Falls jedoch die Arbeit.slrequen/ trägt, der Halbieiterkristall so lange in oxydieren- 15 der Diode sehr hoch is:, ist e:. erforderlich, den der Atmosphäre auf hohe Temperatur erhitzt, bis Durchmesser des pn-Ubergangs klein /Ί machen so sich eine Oxidschicht in gewünschter Dicke auf dall hierdurch die Gieii/in:t)uen/ erhöht wrd. Lm der Hall"';iteroberflitche gebildet hat. der Nitrid- jedoch ei»·· l^etallelekuode mit der p-Zone ausreifilm ganz oder teilweise unter Freilegen der Halb- chend niederohmig /u verbinden, ist rs erfordern cn. lederoberfläche entfernt wird, in die so freigelegte 20 eine legierte Schicht aus dessen Metall und dein Halbleiteioberflache eine Verunreinigung ein- Halbieiterknsiall zu bilden, wobei die Schicht dick dirtundiert wird und das Elektrodenmetall auf der genug sein muß. Daher muß die 1 iefe des pn-Uberganzen Überfläche aufgebracht wird. gangs gvößer als ein bestimmter Grad gemacht wer-
2. Verfahren nach Anpruch 1. dadurch ge- den. Soll jedoch der Durchmesser der p-Zone kleiner kennzeichnet, daß der verwendete Halbleiter- 25 ausgestaltet Wvrden als eine bestimmte Grenze, dann kristall aus Silicium. Germanium oder Gallium- wird das Verhältnis der Fläche der Seitenoberflache arsenid besteht der p-Zone zu der Gesamtfläche des pn-Ubergangs
3 Verfahren nach Anspruch 1. dadurch ge- vtrgleichsweisi: groiJ. so daß die Grtnzfrequjnz nicht kennzeichnet, daß das verwendete Nitrid aus Sill- so stark ansteigt, und zwar auch dann nicht. w„nn ciumnitnd oder Taitalnit; i besteht. 30 der Durchmesser der vorstehend erwähnten ρ Zone
4 Verfahren nach Anspri.rh 1. dadurch ge- klein ist
kennzeichnet, daß der ve wendete Halbleiter- Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung
krist.tj: eine unter Verwendung einer Verunreini- der Nachteile der bisher bekannten üblichen Verfah-
gun·· diffundierte Schicht besitzt, deren Leitungs- ren zur bildune eines pn-Ubergangs in Halbleitern
typ umjvkehrt demjenigen des Halbleiters e.uf sei- 35 sowie die Schaffung eines Verfahrens *.ur einfachen
ner Oberfläche ist. Herstellung eines sehr exak'ep pn-Übcrgangs in einer
5. Verfahren nach Anspruch!, dadurch ge- genauen geometrischen Form und Große,
kennzeichnet, daß der Halbleiterkristall, welcher Bei Anwendung des erfmdungsgemäßen Verfahrens den dünnen Partialfüm auf dem Metailnitrid auf kann nicht nur in mfacher Weise eine Diode mit seiner Oberfläche besitzt, oxydiert wird, worauf 40 einem einzigen mesaartigen pn-übergang mit der gedas auf der Oberfläche des Nitrids erzeugte Oxid wünschten Form und Größe, wobei die Grenzlinie so lange entfernt wird, bis wenigstens das Nitrid des pn-Ubergangs. die auf der Kristalloberfläche auffreigelegt ist. worauf auch das Nitrid entfernt tritt mit einem schützenden Passiviemngsfilm bewird, deckt ist. erzeugt werden, sondern die Erfindung f> Verfahren nach Anspruch 1. dadurch ge- 45 kann auch auf einen UHF-Transistor, eine integrierte kennzeichnet, daß die Oxydation des Halbleiter- Schaltung. eine Bildsensorfotodiodenanordnung kristall:·, mit dem dünnen' Partialfilm aus Nitrid od dgl. mit einem pn-Uberganp der vorstehend erauf seiner Oberfläche und die Entfernung des ent- wähnten Struktur als Komponente angewendet standenen Oxids wiederholt werden. werden.
50 Das Verfahren /ur Herstellung von Halbleiterge-
raten unter Anwendung der Oxidmaskierungstechnik
besteht nach der Erfindung darin, daß auf der Oberfläche eines Halbleiterkristalls ein dünner Metall-
Dif Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel- nitndfilm gebildet wird, ein bestimmter Teil des len von Halbleiteranordnungen unter Anwendung der 55 Meiallnitridfilms so entfernt wird, daß dei restliche Oxidmaskierungstechnik. Mctallnitridfilm die gewünschte geometrische Anord-Für die Struktur eines pn-Übergangs als bedeut- nung aufweiei, der Teil der Halbleiterkristallobersame Komponente einer Halbleiteranordnung wird fläche, der keinen Nitridfilm trägt, so geätzt wird, daß entweder eine Mesaanordnung oder eine Planaran- dieser Teil niedriger ist als der Teil, welcher die Ordnung verwendet. Beispielsweise ist es im Falle 60 Nitridschicht trägt, der Halbleiterkristall so lange in einer variablen UHF-Kapazitätsdiode in Form des oxydierender Atmosphäre auf hohe Temperatur er-Mesatyps sehr schwierig, eine Elektrode an ihrem hitzt wird, bis sich eine Oxidschicht in gewünschter Oberteil zu befestigen, wenn der Durchmesser des Dicke auf der Halbleiteroberfläche gebildet hat, der Mesateils kleiner als eine bestimmte Grenze ist. Da Nitridfilm ganz oder teilweise unter Freilegen der ferner die Grenzlinie des pn-Ubergangs der Arno- 65 Halbleiteroberfläche entfernt wird, in die so freigesphäre ausgesetzt ist. ist es zur Verhinderung einer legte Halbleiteroberfläche eine Verunreinigung einInstabilität der Charakteristiken der Diode erforder- diffundiert wird und das Elektrodenmetall auf der lieh, die Diode in eine vollständig luftdicht abge- ganzen Oberfläche aufgebracht wird.
DE19681805707 1967-10-28 1968-10-28 Verfahren zum herstellen von halbleiteranordnungen Pending DE1805707B2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6900167 1967-10-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE1805707A1 DE1805707A1 (de) 1969-08-21
DE1805707B2 true DE1805707B2 (de) 1972-03-16

Family

ID=13389909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19681805707 Pending DE1805707B2 (de) 1967-10-28 1968-10-28 Verfahren zum herstellen von halbleiteranordnungen

Country Status (4)

Country Link
DE (1) DE1805707B2 (de)
FR (1) FR1594694A (de)
GB (1) GB1205320A (de)
NL (1) NL6815286A (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL159817B (nl) * 1966-10-05 1979-03-15 Philips Nv Werkwijze ter vervaardiging van een halfgeleiderinrichting.
GB1332931A (en) * 1970-01-15 1973-10-10 Mullard Ltd Methods of manufacturing a semiconductor device
US4002511A (en) * 1975-04-16 1977-01-11 Ibm Corporation Method for forming masks comprising silicon nitride and novel mask structures produced thereby
IT1080473B (it) * 1977-07-25 1985-05-16 Ducati Elettrotecnica Spa Condensatore elettrico autorigene rante con dielettrico misto
GB2042801B (en) * 1979-02-13 1983-12-14 Standard Telephones Cables Ltd Contacting semicnductor devices
JPS5955052A (ja) * 1982-09-24 1984-03-29 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置の製造方法
DE3312076A1 (de) * 1983-04-02 1984-10-04 O.D.A.M. - Office de Distribution d'Appareils Médicaux, Wissembourg Kondensator hoher energiedichte und verfahren zu seiner herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
GB1205320A (en) 1970-09-16
FR1594694A (de) 1970-07-17
NL6815286A (de) 1969-05-01
DE1805707A1 (de) 1969-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3689032T2 (de) Ätzlösung und Ätzverfahren für dotiertes Silizium.
DE2462644C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Transistors
DE2650511C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
DE2615754C2 (de)
DE2641752B2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Feldeffekttransistors
DE2019655C2 (de) Verfahren zur Eindiffundierung eines den Leitungstyp verändernden Aktivators in einen Oberflächenbereich eines Halbleiterkörpers
DE2517690B2 (de) Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements
DE1489240B1 (de) Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen
DE1803024C3 (de) Verfahren zum Herstellen von Feldeffekttransistorbauelementen
DE2718449A1 (de) Verfahren zur herstellung einer halbleiteranordnung und durch dieses verfahren hergestellte anordnung
DE2103468A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung
DE2633714C2 (de) Integrierte Halbleiter-Schaltungsanordnung mit einem bipolaren Transistor und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2621165A1 (de) Verfahren zum herstellen eines metallkontaktes
DE3030660A1 (de) Verfahren zur herstellung von halbleiteranordnungen
DE1231812B (de) Verfahren zur Herstellung von elektrischen Halbleiterbauelementen nach der Mesa-Diffusionstechnik
DE1944131A1 (de) Verfahren zum Herabsetzen der Stapelfehlerdichte in epitaktischen Schichten von Halbleiterbauelementen
DE1805707B2 (de) Verfahren zum herstellen von halbleiteranordnungen
DE2162445B2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung
DE1564423C3 (de) Verfahren zum Herstellen eines doppelt diffundierten Transistors sowie nach diesem Verfahren hergestellter Transistor
DE2031235C3 (de) Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes
DE1814747C2 (de) Verfahren zum Herstellen von Feldefekttransistoren
DE2157633C3 (de) Verfahren zum Herstellen von Zonen einer monolithisch integrierten Festkörperschaltung
DE1964837A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und insbesondere lichtemittierender Halbleiterdioden
DE2152057A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Halbleiteraufbaus
DE2230749B2 (de) Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen