DE1930423C3 - Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes

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DE1930423C3
DE1930423C3 DE1930423A DE1930423A DE1930423C3 DE 1930423 C3 DE1930423 C3 DE 1930423C3 DE 1930423 A DE1930423 A DE 1930423A DE 1930423 A DE1930423 A DE 1930423A DE 1930423 C3 DE1930423 C3 DE 1930423C3
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes, bei dem ein Halbleiterkörper örtlich durch Diffusion dotiert wird und bei dem während des Diffusionsvorganges eine eine Verunreinigung enthaltende Maskierungsmaterialunreinigung oder eine Verbindung derselben, sobald sie an der Oberfläche der Schicht frei wird, unmittelbar über die Gasphase derart abgeführt wird, daß der
Kontakt zwischen der Verunreinigung und dem unmaskierten Teil der Halbleiteroberfläche völlig vermieden oder wenigstens in erheblichem Maß verringert wird.
Ausgehend von dieser Erkenntnis wird die ge-
nannte Aufgabe erfindungsgemälä dadurch gelöst, daß der Diffusionsvorgang in Anwesenheit eines Halbleitermaterialpulvers durchgeführt wird.
Dadurch wird eine Diffusion der Verunreinigung aus der Maskierungsmaterialschicht in den unmas-
kierten Teil der Halbleiteroberfläche verhindert.
Durch das Vorhandensein des Halbleitermaterialpulvers wird proportional zu der Oberflächengröße eine Rivalität zwischen dem unmaskierten, d.h. dem freiliegenden Teil der Halbleiteroberfläche, und der
schicht auf einem Teil der Oberfläche des Halbleiter- „
körpers angebracht wird und die Verunreinigung aus 55 Pulveroberfläche bei der Aufnahme der Verunreini-
dieser Schicht in den darunterliegenden Teil des Halbleiterkörpers eindiffundiert wird, während ein anderer Teil der Halbleiteroberfläche unmaskiert ist.
Der Ausdruck »Halbleiterbauelement«! bezeichnet hier u. a. Dioden, Transistoren, Thyristoren, Feldeffekttransistoren und integrierte Schaltungen.
Unter einer Verunreinigung ist hier ein dotierender Stoff zu verstehen, der die Leitungsdgenschaften, z. B. den Leitungstyp und/oder den elektrischen Wigung herbeigeführt. Auf besonders einfache Weise kann der Diffusionsvorgang durchgeführt werden, wenn der Halbleiterkörper und das Pulver auf der gleichen Temperatur gehalten werden. Vorzugsweise bestehen daher das verwendete Pulver und der Halbleiterkörper aus demselben Halbleitermaterial.
Für den Diffusions- und Gettervorgang ist es wichtig, daß um den Halbleiterkörper und das Halbleiter
derstand des Halbleiterkörpers, beeinflussen kann. 65 pulver eine geeignete Atmosphäre aufgebaut wird.
Die Verunreinigung kann z. B. aus für den Halbleiter- Vorzugsweise wird der Diffusionsvorgang daher in ei-
körper geeigneten Donatoren und/oder Akzeptoren nein verschlossenem Raum durchgeführt,
bestehen. Oft kann die Getterwirkung des Pulvers verbessert
werden, wenn die Atmosphäre, in der das Verfahren durchgeführt wird, frei von inerten Bestandteilen ist, die den Transport der Verunreinigungen in der Gasphase behindern. Vorzugsweise wird daher der Raum vor dem Diffusionsvorgang evakuiert und luftdicht verschlossen.
Das Verfahren nach der Erfindung ist besonders vorteilhaft, wenn die Maskierungsschicht, die als Verunreinigung z.B. Phosphor enthält, als Abschirmung gegen atmosphärische Einflüsse dient. In diesem Falle befindet sich die Verunreinigung in einem Teil der Schicht, der nicht an die unter der Schicht liegende Halbleiteroberfläche angrenzt. Beim Diffusionsvorgang wird durch das Vorhandensein des Halbleiterpulvers die Verunreinigung aus der Maskierungsschicht, soweit sie verdampft ist, nahezu völlig von dem Halbleiterpulver und praktisch nicht von dem unmaskierten Teil der Oberfläche des Halbleiterkörpers aufgenommen.
Wird die Verunreinigung aus der Maskierungsmalerialschicht in den darunterliegenden Teil des Halbleiterkörpers eindiffundiert, so ergibt sich der große Vorteil, daß ein Halbleiterkörper a:i der Stelle, an der er mi! der Maskierungssehieht bedeckt ist, dotiert werden kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß die freiliegenden Teile der Oberflache mit der Verunreinigung dotiert werden.
Die Verunreinigung braucht nicht in den gesamten, unter der Maskierungsmaterialschicht liegenden Teil des Halbleiterkörpers eindiffundier! zu werden. Die Diffusion kann beschränkt werden, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in dem an die Halbleiteroberfläche angrenzenden Maskierungsmaterial die Verunreinigung nur örtlich angebracht wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist besonders vorteilhaft, wenn mindestens eine andere Verunreinigung aus der Gasphase wenigstens in den unmaskier· len Teil der Halbleiteroberfläche eindiffundiert wird. Bei Diffusion einer Verunreinigung aus der Gasphase ist es besonders wichtig, daß ein getterndes Halbleilerpulver vorhanden ist, um Diffusion der Verunreinigung aus der Maskierungssehieht an derselben Stelle, ramlich dem unmaskierten Teil df.r Halbleiteroberfläche, zu behindern. Dadurch ergibt sich außerdem die Möglichkeit, mehr als eine Verunreinigung, z.B. eine Verunreinigung aus der Maskierungssehieht und eine aus der Gasphase gleichzeitig und räumlich getrennt in den Halbleiterkörper einzudiffundicren, wodurch viele Bearbeitungen eingespart werden können.
Die Diffusionsquelle für die aus tier Gasphase diffundierte Verunreinigung kann auf verschiedene Weise ausgebildet werden. Diese Verunreinigung kanu als Element oder als Verbindung entweder in Pulverform oder in komprimierte,' Form angewandt werden. Auch kann diese Verunreinigung mit inertem Trägermaterial gemischt werden.
Vorzugsweise enthält das verwendete Halbleiterpulver die aus der Gasphase diffundierte Verunreinigung in Pulverform. Die Verwendung eines eine aus «Her Gasphase diffundierte Verunreinigung zum Dotieren eines Halbleiterkörpers enthaltenden Halbleiterpulvers ist an sich bekannt. Das beim Verfahren nach der Erfindung verwendete Halbleiterpulver nimmt auch die Verunreinigung aus der Maskierungssehieht auf. Ein derartiges Pulver hat den Vorteil, daß mit demselben Pulver sowohl eine unerwünschte Diffusion der Verunreinigung aus der Maskierungssehieht in den unmaskierten Teil der Oberfläche verhindert als auch die Diffusion der anderen Verunreinigung durchgeführt werden kann.
Vorzugsweise enthält das verwendete Halbleiterpulver die aus der Gasphase diffundierte Verunreini-
S gung in gelöster Form. Beim Diffusionsvorgang werden dann genau voraussagbare und reproduzierbare Ergebnisse erzielt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich bei Diffusion ein festes Gleichgewicht einstellt, wobei die Konzentration der aus der Gasphase
ίο diffundierten Verunreinigung an der Halbleiteroberfläche nahezu gleich der Konzentration dieser Verunreinigung im Halbleiterpulver sein kann. Geeignete Halbleitermaterialien sind z. B. die bekannten Elemente Silizium und Germanium, ihre Mischkristalle und Verbindungen, wie die AmBv-Verbindungen.
Für die Verunreinigung im Maskierungsmaterial und die aus der Gasphase diffundierte Verunreinigung können die als Donatoren und Akzeptoren für die obenerwähnten Halbleitei materialien zu verwenden-
w den Elemente gewählt werden. Es ist bekannt, daß Verbindungen nichtflüchtiger Dotierungselemente sehr flüchtig sein können Zum Beispiel können mit dem bei hohen Temperature" flüchtigen Boroxyd in einer Silikatschicht auf einem aus Silizium bestehen-
as den Halbleiter und mit ElfTicntarphosphor in einer Siliziumpulverquelle bei Erhitzung auf 1000" C bis i J(KJ" p- bzw. η-leitende in den Halbleiterkörper eindiffundiert werden. Es stellt sich aber heraus, daß der Diffunsionsvorgang, bei dem Bor und Phosphor
3" in den Halbleiterkörper eindiffundiert werden, bei derselben Diffusionstemperatur stattfindet, wenn als Verunreinigung in der Maskierungsmaterialschicht Phosphor in Form von Phosphoroxyd und als Verunreinigung im Halbleiterpulver das nicht sehr flüchtige
Bor in elementarer oder gelöster Form angewandt wird. Dieses unerwartete Ergebnis ist möglicherweise auf bestimmte Gleichgewichte in der Gasphase während des Diffusionsvorganges zurückzuführen, in dem neben dem nicht sehr flüchtigen Bor das flüchtige
Boroxyd und z.B. neben Silizium Siiiziumrnonoxyd und Siliziumdioxyd gebildet wird.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger Ausführungsbeispiel und der Zeichnung näher erläutert.
«5 Es zeigt
Fig. 1 schematisch einen senkrechten Längsschnitt durch eine Vorrichtung, mit der das Verfahren nach der Erfindung durchgeführt wird,
F i g. 2 schematisch einen Schnitt durch einen durch
das Verfahren nach der Erfindung hergestellten Thyristor,
Fig. 3 schematisch einen Schnitt durch einen bekannten Transistor, und
F i g. 4 schematisch einen Schnitt durch einen durch das Verfahren nach der Erfindung hergestellten transistor.
In den nachstehenden Vergleichsversuchcn und Ausführuiigsbeispielen wird die in F«g. 1 gezeigte Vorrichtung angewandt.
In einem Quarzrohr 1 (siehe Fig, 1) mit einer Länge von etwa 35 cm und einem Innendurchmesser von etwa 3,8 cm befindet sich eh Quarzhalter 2, in dem ein oder mehrere Halbleiterkörper in Form von Scheiben .* aus Halbleitermaterial, z. B. Einkristall-
«j silicium, angebracht sind. Die Anzahl Scheiben kann erheblich, z. B. zwischen 3 und 300, variieren. Der Scheibendurchmesscr ist z.H. 2,4 bis 3,0cm und die Dicke der Scheiben z. B. etwa 225 μνη. Die Scheiben
sind mil einer Maskierungsschieht überzogen, die vorher durch Ätzen mit Hilfe an sieh bekannter Photoätztcchniken auf einen Teil der Halbleiteroberfläche beschränkt ist, wodurch ein anderer Teil der Oberfläche unmaskicrt ist. Im Quarzrohr befindet sich auch ein Quarzkübel 4 mit z. B. 12 g Halbleiterpulvcr 5 für je K) Scheiben. Die Korngröße des Pulvers ist kleiner als 40 μνη, wodurch in einem Rohr mit 10 Scheiben mit einem Durchmesser von je 2,4 cm bereits ein Verhältnis zwischen Pulveroberfläche und Gcsamthalbleitcrobcrfläche (maskiert und unmaskiert) von mehr als 100: 1 erhalten wird. Durch ein offenes Ende 6 des Rohres 1 werden die Scheiben 3 und das Pulver 5 in das Rohr eingeführt. Dann wird das Rohr in einem Ofen auf 600" C evakuiert und während einer Stunde ausgeheizt, während welcher Behandlung der Druck auf etwa 5-10"*Torr gehalten wird. Anschließend wird das Ende 6 des Quarzrohres unter Beibehaltung des Vakuums zugeschmolzcn und in einem Ofen 7 erhitzt. Diese Erhitzung erfolgt z. B. in Abhängigkeit von der Diffusionsgeschwindigkeit der Verunreinigungen und von der gewünschten Diffusionstiefe während z. B. 1 bis 13 Stunden auf 1000 bis 1300" C.
Die oben beschriebene Apparatur wird bei den nachstehenden Beispielen und Vergleichsvcrsuchen angewandt. Die Wirkung des Pulvers kann genau festgestellt werden, wenn gleiche Versuche mit und ohne Pulver durchgeführt werden. Diese Versuche werden zunächst beschrieben. Bevor 10 Scheiben aus n-leitcndem Silizium mit einem spezifischen Widerstand von 20 ßcm im Quarzrohr angebracht werden, werden sie auf übliche Weise bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur, bei der eine vernachlässigbarc Diffusion im Halbleitermaterial stattfindet, dadurch mit einer Boratglasschicht versehen, daß sie in einer Gasatmosphäre behandelt werden, die Teraäthylsiiikat und Triäthylboran in einem Volumenverhältnis von etwa 92 :8 enthält. Der Borgehalt der Glasschicht ist derart, daß an der Halbleiteroberfläche unter der Schicht bei Diffusion eine Oberflächenkonzentration von 3 · 102n At/cm3 erhalten wird. Die Dicke der Maskierungsschicht beträgt etwa 0,4 μιη. Mit Hilfe von-Photoätztechniken wird in der Schicht eine öffnung angebracht. Es stellt sich heraus, daß bei der während 3 Stunden auf 1240" C durchgeführten Wärmebehandlung in Abwesenheit von Pulver Bor in den unmaskierten Teil der Oberfläche eindiffundiert, wobei die Borkonzentration an der unmaskiertcn Halbleiteroberfläche 2,5 102n At/cm3 beträgt. Dies kann auf an sich bekannte Weise aus der Messung des Quadratwiderstandes des Bors und der Eindringstiefe dieses Bors in den unmaskierten Teil der Halbleiteroberfläche abgeleitet werden. Der Widerstand wird durch eine 4-Punkt-Widerstandsmessung bestimmt, während die Eindringtiefe dadurch festgestellt wird, daß die Oberfläche der Scheibe unter einem Winkel von 6 ' geschliffen und mit einer Kupferionenlösung behandelt wird, durch welche Behandlung p- und nleitende Gebiete verschiedene Farben annehmen.
Wenn 12 g Siliziumpulver mit einer Korngröße < 40 [im im Rohr vorhanden ist, wird Bor bis zu einer Konzentration an der Oberfläche von weniger als 1019 At/cm3 in den unmaskierten Teil der -ialbleiteroberfläche eindiffundier!. Wenn das Pulver 1019At/ cm3 enthält, bleibt das ursprüngliche n-leitende Silizium n-Ieitend.
Beispiel 1
In eine η-leitende Siliziumschcihe mit einem spezifischen Widerstand von 20 Ω cm (siehe Fig. 2) wire auf beiden Seilen vorher Aluminium cindiffundicrt
■r> wodurch die Zonen 23 und 28 gebildet werden, die eine Dicke von 23/im haben und durch eine Zorn 27 aus dem ursprünglichen Material mit dner Dicke von 119/<m voneinander getrennt sind. Damn wirdaul der Scheibe auf die oben beschriebene Weise eine Boratglasschicht 21, 25 angebracht, die mit einer öffnung 26 versehen wird. Anschließend werden gleichzeitig in den Halbleiterkörper Bor und Phosphoi eindiffundiert, und zwar das Bor aus der Glasschichl und das Phosphor aus phosphiorhaltigem Siliziumpul-
ver, das sich im Quarzrohr befindet. Dabei kann von einem Standardgemisch von Siliziumpulver und ΙΟ21 At/cm'ausgegangen werden, das nach Bedarf mit reinem Siliziumpulver verdünnt werden kann. Der Diffusionsvorgang wird während einer Stunde bei
ao 1240" C durchgeführt. Das Bor bildet unter der Glasschicht die Gebiete 22 und 29 mit einer Tiefe von 10 μπ\, während das Phosphor durch die öffnung 2fi das Gebiet 24 mit einer Tiefe von 11 (im bildet. Nach dem Diffusionsvorgang ist die Phosphorkori-
1S zcntration an der Halbleiteroberfläche 2-10* At/cm', was der mittleren Phosphorkonzcntralion im Siliziumpulver entspricht.
!■)ie durch diese Diffusionsbehandlung erhaltene npnp-Konfiguration kann auf an sich bekannte Weise dadurch zu einem Thyristor verarbeitet werden, daß ein Kathodenkontakt auf dem Gebiete 24, ein Anodenkontakt auf dem Gebiet 21) und ein Stcucrkontakt auf dem Gebiet 22 angebracht wird. Bei einer Abwandlung dieses Beispiels wird Phosphor in die Glas-
schicht eingebaut, und wird Bor in das Sifiriumpulvcr aufgenommen. Diese Aufnahme kann dann z.B. dadurch erfolgen, daß das mit Bor dotierte Pulver aus einem Stab hergestellt wird, der aus einer Siliziumschmelzc gezogen wird, der Bor zugesetzt ist. Die
«° Borkonzentration im Pulver kann z. B. zwischen 10" und 5-1020AtZCm' liegen und die Phosphorkonzentration in der Maskierungsschicht kann derart sein, daß die Konzentration an der Oberfläche bei Diffusion 10" bis 1021 At/cm3 beträgt.
Es ist nicht erforderlich, daß die Verunreinigung in der Maskierungsschicht und die aus der Gasphase diffundierte Verunreinigung entgegengesetzte Lcitfähigkeitstypc aufweisen.
Durch das Verfahren gemäß der Erfr-.dung kann
ein bekanntes Problem bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen gelöst werden. Wenn nämlich auf an sich bekannte Weise mit Hilfe zweier aufeinanderfolgender planarer Diffusionsvorgänge ein Transistor hergestellt wird (siehe Fig. 3), wobei zunächst eine
Basis 32 und dann ein Emitter 31 eindiffundiert wird, dringt infolge der Emitterdiffusion der unter dem Emitter liegende Teil der Basis von der Oberfläche her in den Halbleiterkörper ein, wodurch der Basis-Kollektor-Übergang eine Ausstülpung 33 aufweist,
die die elektrischen Eigenschalten des Transistors beeinträchtigt. Wie aus dem nachstehenden Ausführungsbeispiel ersichtlich ist, kann die Bildung einer derartigen Ausstülpung durch das Verfahren nach der Erfindung vermieden werden.
Beispiel 2
Auf einer epitaktisdien Schicht 47 mit einem spezifischen Widerstand von 1,5 Ω-cm und einer Dicke
4356
vim 4,2 /nil. die auf eine ι Scheide 4K auge Im ;κ hl wird, die aus mil SIi dotiertem η leitendem Sili/ium mit einem spezifischen Widerstand \on 0.007 i^ cm besteht (siehe I ig. 4), wird auf die oben hc»clinehcMe Weise eine üorglasschichl 41 gebildet Mit Hilfe mim l'liotont/lechnikeu wird im dci (ilasscliichl eine Öffnung 42 angebracht. Die andeie Seite der Scheibe ist /. Ii dinch eine nicht dotierte (ilasschieht gegen Diffusionen abgeschirmt.
Das Siliziumpulver enthalt K)11At cm As und 10w Al/cm' H, welche Verunreinigungen durch die Offuung42 in der Cilasscliicht in den Halbleiterkörper eindiffundicrcu, wodurch das η-leitende Gebiet 43 bzw. ilas ρ leitende Gebiet 46 gebildet werden. Die Diffiisionsbehandlung wird wühlend einer Stunde bei 1050 Cdurchgeführt. Unter der (ilassehichl 41 wird eine OherfliichenkonzentratHui von 3 IO:" At cm1 an Bor gebildet. In diesem lieispiel erfolgen somit gleich zeitig zwei Bordiffusionen, und /war eine Diffusion mit hoher Oberfliichenkon/entration aus dei Glasschicht 41 und eine mit niedrigerer Qhctflächcnkouzciitralion durch die Öffnung 42 in der Ghissehichi. Infolge der langsamen Diffusion und der hohen Konzentration von As ist letzteres riement indem unmaskierten Gebiet 43 mit einer liefe \on 0,25 mn des Halbleiterkörpers, insbesondere in der Nahe der Oberflache vorwiegend und diiiig' das lim tiefer in deii Halbleiterkörper ein. Dice Eiinlriiigiicfc ist fm c^is aus der (ilasschieht in den Hiilbleiterkorpei eindiffuiuliereude Bor. wobei die I age des K-.ilIeklor-Basis-l 'bergangs mit 45 bezeiehnet ist, großer (liefe 1.5 /im) als fur das durch die Öffnung 42 difundic rend·,1 Bor, wobei die Löge lies Kollektor-Üasis-Obci gangs mit 44 bezeiehnet ist ( I lefe 0,54 //in). Aul dies« Weise wird die in Fig. 4 dargestellte Transistorkoiifiüiiration mit dem Hasisgebict 4(> erhalten. Ks stellt sicii heraus, daß die I iinge und die Breite der Basis genau geregelt werden konn. ti. und daß dei diiuii diese Ausfüimingsform des Verfahrens nach dei 1 ifuidung hergestellte 'Iransistoi nicht die obeneiv, ahnte Ausstülpung aufweist.
Beispiel 3
Der im Beispiel 1 Ixschricbene Thyristor kann auch in einem Diffusionssehrill hergestellt werden, da Al durch eine Glassehielit hmdurchdiffundieieii kann.
Auf beiden Seiten einei u-leitenden Silizium scheibe wird auf die oben beschiiebcne Weise (siehe I· ig. 2) eine Boratglassehicht 21. 25 angebracht. Auf einer Seite wird in der Boratglassehicht eine Öffnung 26 geatzt. Die Scheibe wird dann in einem Ouarzrohr der in Fig. 1 dargestellten Art erhitzt, welches Rohr Sili/iumpulver enthalt, und zwar 3g Siliziumpulver mit einem spezifischen Widerstand von mehr als 200 Ω cm, auf dem ein Al- l'upfel von 7 mg ruht, und 3 g Siliziumpulver mit 2 10:" At-cm" As. Durch Diffusion wahrend 13 Stunden bei 1240 C bilden sich d.irausdie Diffiisionsucbiete 22 und 29, die eine Tiefe \on 33 //in haben und mit deren Hilfe nachher die Schichten 2.3 bzw. 2H konlaktiert weiden. In der Schicht 23. die mim der Oberfläche her, durch die Diffusion stattfindet, eine liefe Mm etwa 53/im hai, überwiest Al. das \icl schneller als As diffundiert. Außerdem diffundiert Al auch durch die Boratglasschichl 42. l)as As Diffusionsgehiet 24 hat eine Tiefe von 1 1 //m. Auf der Seile der Scheibe, die völlig mit der Boratglassehicht 2i» bedeckt ist, wird eine Borschichl Vi bis zu einer liefe von 33 /mti unter der Halbleiteroberfläche diffundiert. Auch unter dieser Borschicht liegt eine Aluminiumschichi 2K mit einer Dicke von 53//m. Das Gebiet 27 mit einer Dicke von 119/im verbleibt noch mmi der η-leitenden Scheibe, von der ausgegangen wurde. Mit Hilfe der eben beschriebenen Ausfulirungsfonn des Verfahrens nach der Erfindung kann ein Thuisim hergestellt werden. Die oben beschriebenen Halbleiterscheiben werden auf die fur ilen Fachmann bekannte Weise dadurch weiter verarbeitet, daß mit Hilfe mmi Pliotoiitztechniken die zu kontaktierendcn I eile der Halbleiteroberfläche erforderlichenfalls frei gemacht werden, die unmaskierten Teile kontaktiert und die Halbleitet vorrichtun ί mit einer Schutzschicht abgedeckt werden. Wenn e. Scheibe mehrere Ilalbleitervoirichtungen enthäi wird sie geteilt, wonach kontaktiert und crforderli ebenfalls eine l'assnienmgsschu'ht angebracht wird und die HalbUitcrvorriehuingen in einer geeigneten Umhüllung untergebracht werden.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben beschrieb«.mim: Ausfuhrungsformen des Verfahrens gi_m;iU der liifindung. Auf diese Weise können z.B. Dioden, Zeiierdioden, hergestellt werden. Diese Dioden werden auf ähnliche Weise wie der im Beispiel 2 beschriebene iiansisloi hergestellt, mit dem Unterschied, dall das Substrat in diesem Falle aus mil Bor dotiertem Sili/ium (spezifische! Widerstand 0.1 i'J-eml besieht uiui d;>l> statt Bor l'hospiior mit dei gleichen Obeiflachenkonzeiitration wie das Bor aus dei Glasschiebt in den Halbleiterkörper eindiffundiert.
Zum Beispiel die Verunreinigung in dem an der I lalbleiteroberllii'.'h'.· angrenzenden Maskicrungsmaterial nur ortlich angebracht werden. Auf diese Weise kann eine Al-Diffusion an einer Stelle erhallen werden, an dei keine andere Verunreinigung diffundiert wird. Außer der erwähnten Verunreinigung werden z. B. Ga, In. Sb und Bi als Verunreinigung in der Maskieiungsmaierialschicht oder als aus der Gasphase diffundierte Verunreinigung angewandt. Ferner können statt Silizium auch andere Halbleitermaterialien Anwendung finden. Auch Germanium und A'"RV-Vcrbindungen lassen sich als Halbleitermaterial verwenden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
409 639/286

Claims (1)

  1. I 930
    Patentansprüche:
    1. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes, bei dem ein Halbleiterkörper örtlich durch Diffusion dotiert wird und bei dem während des Diffusionsvorganges eine eine Verunreinigung enthaltende Maskierungsmaterialschicht auf einem Teil der Oberfläche des Halbleiterkörpers angebracht wird und die Verunreinigung aus dieser Schicht in den darunterliegenden Teil des Halbleiterkörpers eindiffundiert wird, während ein anderer Teil der Halbleiteroberfläche unmaskiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß l hi
    Eine MaskierungsmaterialschJcht wird in der Pla: nar-Halbleitertechnik nicht nur als Maskierung bei der örtlichen Diffusion von Verunreinigungen aus der Gasphase, sondern auch für andere Zwecke, z. B. als Diffusionsquelle von Verunreinigungen, als Abschirmung gegen atmosphärische Einflüsse und als isolierender tfbeizug der Halbleiteroberfläche verwendet. Die Schicht kann z. B. aus den Stoffen Aluminiumsilikat, Siliziumoxyd und/oder Siliziumnitnd und gegebenenfalls aus einer Anzahl dieser Stoffe bestehen, die gewünschtenfalls mehrere neben- und/oder aufeinanderliegende Teile der Schicht bilden können. Bei dem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art (siehe die USA.-Patentschnft 3 200019)
    kiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß '»>·■"« ν ,—.- . . „.♦„.,/-«...».
    der Diffusionsvorganl in Anwesenheit eines ο wird der Halbleiterkörper vonι einem inerterGasum-Hlblirill dhfüh id flössen und in einem Ofen ^J^J^Zl^i^:
    Halbleitermaterialpulvers durchgeführt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Pulver und der Halbleiterkörper aus demselben Halbleitermaterial bestehen.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem an die Halbleiteroberfläche angrenzenden Maskierungsmaterial die Verunreinigung nur örtlich angebracht wird.
    4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine andere Verunreinigung aus der Gasphase wenigstens in den unmaskierten Teil der Halbleiteroberfläche eindiffundiert wird.
    flössen und in einem Ofen .
    hitzt bei der die Verunreinigung aus der Schicht in den unter der Schicht gelegenen, angrenzenden Teil des Halbleiterkörpers eindiffundiert.
    Bei diesem bekannten Verfahren kann die Verunreinigung als solche, oder in Form einer fluchtigen Verbindung, bei der Diffusionstemperatur aus der Schicht verdampfen, wobei die Gefahr entsteht, daß die Verunreinigung in den unmaskierten Teil der Halbleiteroberfläche eindiffundiert. Es läßt sich nämlich oft nicht vermeiden, daß der Gasstrom die verdampfte Verunreinigung am unmEskierten Teil der Halbleiteroberfläche entlangführt. Für die Diffusion in einem abgeschlossenen Raum treffen diese Nach
    TveVYahren'nach AnspTuc'h'TodeT'^dadurch 3<> teile in noch viel größerem Maße zu. gekennzeichnet, daß das Halbleiterpulver eine, Der Erfindung hegt die Aufga.be zugrunde, diesen
    6 - ■ Nachteil des bekannten Verfahrens möglichst weitge
    hend zu vermeiden. Sie geht aus von der Erkenntnis,
    daß eine Diffusion der Verunreinigung aus dem Mas
    gegebenenfalls andere als in der Maskierungsmaterialschicht enthaltene, Verunreinigung in Pulverform enthält. . - .
    6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch ge- 35 kierungsmaterial den unmaskierten Teil der Halbleikennzeichnet, daß das Halbleiterpulver eine Ver- teroberfläche verhindert werden kann, wenn die Verunreinigung in Form einer festen Lösung enthält.
    7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusion in einem verschlossenem Raum durchgeführt wird.
    8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum vor dem Diffusionsvorgang evakuiert und luftdicht verschlossen wird.
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