DE1931417B2

DE1931417B2 - Verfahren zur doppeldiffusion von halbleitermaterial

Info

Publication number: DE1931417B2
Application number: DE19691931417
Authority: DE
Inventors: Nasarm Osaka Yokozawa (Japan)
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1968-06-21
Filing date: 1969-06-20
Publication date: 1973-03-08
Also published as: FR2011965A1; NL150620B; US3615945A; GB1199399A; FR2011965B1; DE1931417C3; DE1931417A1; NL6909457A

Description

und eine Diffusionsgrenze bei einer Tiefe von etwa 10 μ unter der Oberfläche hat

Wenn es sieb in einem anderen Beispiel bei dem umhüllten Dotierstoff 2 um einen Donator, wie phosphordotiertes Siliziumpulver, handelt, werden aus der tiefen aluminiumdiffundierten Schicht des p-Typt. und der flachen phosphordiffundierten Schicht des η-Typs bestehende Doppeldiffusionsschichten in der Halbleiterschicht 3 gebildet.

Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung kann ein p+-p-n-Ubsrgang geschaffen werden, wenn ein Akzeptor, beispielsweise Indium oder Gallium, welche beide zur Gruppe ΙΠ des Periodensystems der Elemente gehören, in der Aluminiumumhüllung eingeschlossen ist, um dem η-Typ zugehörige Halbleitersubstanzen der Gruppe IV, wie Silizium oder Germanium, zu dotieren. Darüber hinaus kann ein Halbleiterbauteil des n-p-n-Typs geschaffen werden, wenn ein Donator, beispielsweise Arsen, Phosphor oder Antimon, welche alle zur Gruppe V des Periodensystems der Elemente gehören, in der ίο Aluminiumumhüllung eingeschlossen ist, um eine dem η-Typ entsprechende Halbleitersubstanz, wie Silizium oder Germanium, zu dotieren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

ι 2 Die Aluminiumumhüllung besteht vorzugsweise Patentansprüche: aus einer dünnen Aluminiumfolie von bestimmter und gleichmäßiger Dicke, so daß ein exaktes Ab-

1. Verfahren zum Dotieren von Halbleiter- wiegen durch Bemessen der Fläche des Stücks leicht material durch Doppeldiffusion, bei dem Alu- 5 möglich ist

minium und ein weiterer Dotierstoff von einer Wenn es sich bei dem umhüllten bzw. einge-

erhitzten, zusammengesetzten Dotierstoffquelle schlossenen Dotierstoff um einen Akzeptor handelt,

gleichzeitig in die Halbleiter-Oberfläche ein- so werden gleichzeitig eine tiefe aluminiumdiffun-

diffundiert werden, dadurchgekennzeich- dierte Schicht des p-Typs und eine flache Schicht des

net, daß die zusammengesetzte Dotierstoff- ίο ρ+-Typs geschaffen.

quelle (1') aus einer Aluminiumumhüllung (1) , Handelt es sich bei dem eingeschlossenen bzw.

mit dem anderen, in dieser Umhüllung ent- umhüllten Dotierstoff um einen Donator, so werden

haltenen Dotierstoff (2) besteht . gleichzeitig eine tiefe aluminiumdiffundierte Schicht

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- vom p-Typ und eine flache Schicht vom η-Typ gekennzeichnet, daß die Aluminiumumhüllung (1) 15 schaffen, welche mit hoher Konzentration mit der aus einer Aluminiumfolie von gleichmäßiger und aus der Umhüllung stammenden Verunreinigung exakt bestimmter Dicke besteht. diffundiert ist.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der

Erfindung werden im folgenden an Hand von

20 schematischen Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum F i g. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Aus-

Dotieren von Halbleitermaterial durch Doppel- führungsbcispiels und zeigt einen Verfahrensschritt

diffusion, bei dem Aluminium und ein weiterer beim Umnüllen des eingeschlossenen Dotierstoffes in

Dotierstoff von einer erhitzten, zusammengesetzten 25 einem Stück Aluminiumfolie;

Dotierstoffquelle gleichzeitig in die Halbleiterober- Fig. 2 ist ein seitlicher Schnitt durch einen

fläche eindiffundiert werden. Elektroofen zum Erhitzen eines Diffusionsrohres,

Beim Herstellen von Halbleiterbauteilen wird her- Zunächst wird eine Aluminiumfolie mit bestimmkömmlicherweise ein Gasdiffusionsverfahren zum ter, derartig gleichmäßiger und genauer Dicke her-Diffundieren von Donoren oder Akzeptoren in die 30 gestellt, daß die Masse eines Stücks derselben an Halbleiterschichten angewandt, bei dem die Halb- Hand der Fläche eines solchen Stücks bestimmt werleiterschichten in Gasen von Dotierstoffen erhitzt den kann. Daraufhin wird ein Stück aus der werden. Wenn es sich bei einem der im Gas- Aluminiumfolie ausgeschnitten, dessen Größe von diffusionsverfahren verwendeten Dotierstoffe um der benötigten Menge bestimmt ist. Auf das ausAluminium handelt, wird oft ein anderes Element, 35 geschnittene Stück Aluminiumfolie wird eine bebeispielsweise Bor, gleichzeitig in die Halbleiter- nötigte Menge eines anderen Dotierstoffes 2, beischicht eindiffundiert, um eine Schicht mit hoher spielsweise bordotierten Siliziumpulvers, aufgebracht. Konzentration an der Oberfläche zu erhalten, da nur Dann wird der zweite Dotierstoff 2 mit dem Stück 1 mit Aluminium diffundierte Schichten, obgleich sie Aluminiumfolie umwickelt. Auf diese Weise ist der tief diffundiert sind, keine hohe Konzentration an 40 zweite Dotierstoff 2 in der aus dem Stück 1 beder Oberfläche bilden können. Bei einem derartigen stehenden Aluminiumfolie eingeschlossen, so daß gleichzeitigen Diffusionsverfahren wird eine alu- eine leicht zu handhabende zusammengesetzte miniumdiffundierte Schicht tief unter der Oberfläche Dotierstoffquelle gebildet ist. Auf diese Weise köngebildet, während eine andere flache Diffusions- nen die beiden Dotierstoffe leicht und exakt gewogen schicht mit hoher Konzentration unmittelbar unter 45 werden.

der Oberfläche gebildet wird. Bei bekannten Aus- Daraufhin wird, wie Fig. 2 zeigt, die zusammenführungsformen des Doppeldiffusionsverfahrens wird gesetzte Dotierstoffquelle 1' in einen Vakuumraum 8 Aluminium durch Erhitzen eines kleinen Klumpens eines Diffusionsrohres, beispielsweise eines Quarz-Aluminium diffundiert, welcher zusammen mit dem rohres 4, eingebracht, welches gleichfalls die Halbanderen Dotierstoff, beispielsweise Bor, in einer als 50 Ieiterscheiben, beispielsweise Siliziumscheiben 3, an Dotierstoffquelle dienenden Umschließung enthalten einem Gestell 7 im Vakuumraum 8 enthält. Wenn ist, oder das Aluminium wird durch Erhitzen von das Quarzrohr 4 in einem Elektroofen 5 mit einer Halbleiterschichten, die vorübergehend mit einer im elektrischen Heizvorrichtung 6 2 Stunden auf eine Vakuum niedergeschlagenen Aluminiumschicht über- Temperatur von 1150⁰C erhitzt wird, werden die zogen sind, zusammen mit dem anderen Dotierstoff 55 Verunreinigungen in der zusammengesetzten Dotierin einem Diffusionsrohr diffundiert. Bei der ersten stoffquelle 1' verdampft und diffundieren in die Verfahrensweise müssen das Aluminium und der Siliziumschichten 3. Bei diesem Diffusionsverfahren andere Dotierstoff einzeln abgewogen und einzeln in diffundieren gleichzeitig beide Dotierstoffe, d. h. das Diffusionsrohr eingebracht werden, während die Aluminium und Bor, in die Siliziumschichten 3 und zuletzt genannte Verfahrensweise eine Zwischenstufe 60 bilden Doppeldiffusionsschichten, die aus einer tiefen zur Aluminiumniederschlagung erfordert. Es ist also aluminiumdiffundierten Schicht des p-Typs und einer schwierig und umständlich, mit dem bekannten Ver- flachen bordiffundierten Schicht des ρ' -Typs befahren zur gleichzeitigen Diffusion Halbleiterbauteile stehen. In einem Beispiel hat die aluminiummit guter Steuerung ihrer Merkmale herzustellen. diffundierte Schicht des p-Typs eine Konzentration

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung be.steht 65 von etwa 10¹⁰Cm-³, und ihre Diffusionsgrenze liegt

die zusammengesetzte Dotierstoffquelle aus einer bei einer Tiefe von etwa 20 μ unter der Oberfläche

Aluminiumumhüllung mit dem anderen, in dieser der Schicht 3, während die bordiffundierte Schicht

Umhüllung eingeschlossenen Dotierstoff. des p+-Typs eine Konzentration von etwa 10^l!) cm-^;t