DE2046872A1 - Verfahren zur Herstellung einer Halb leitervornchtung Soieta Generale Semicondutton SpA SGS, Agrate, Mailand (Italien) - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Halb leitervornchtung Soieta Generale Semicondutton SpA SGS, Agrate, Mailand (Italien)

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DE2046872A1
DE2046872A1 DE19702046872 DE2046872A DE2046872A1 DE 2046872 A1 DE2046872 A1 DE 2046872A1 DE 19702046872 DE19702046872 DE 19702046872 DE 2046872 A DE2046872 A DE 2046872A DE 2046872 A1 DE2046872 A1 DE 2046872A1
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Franco Faim Giuseppe Ferla Giuseppe Mailand Morandi (Italien) M
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Description

DlPL-ING. HORST RÜSE DIPL-ING. PETER KOSEL PATENTANWXLTE
D 3353 Bad Gandersheim 22. September
HohenhöfenS 1Q70
TaWon (06382) 28«
TelegramnvAdreaae: Sledpatant Qandarahalm
Akten-Ur.: 2657/2
Societa Generale Semiconduttori S.p.A. SG-S Patentgesuch, vom 22. September 1970
Societa Generale Seiniconduttori Svp.A. SGS
Via C. Olivetti n. 1 20041 A g r a t e (Mailand)
Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung. Sie betrifft insbesondere ein Verfahren, mit dem es möglich ist, Halbleitervorrichtungen zu erhalten, deren Emitter-Metallkontakte bezüglich der Emitterfläche genau ausgerichtet sind, oder HalDxeitervorrichtungen, bei denen die Emitterfläche besonders klein ist und wesentlich kleiner als die Emitterflächen, die man mittels der konventionellen Maskiertechniken mit photoresistentegi Material und nachfolgendem chemischen Ätzen erzielen kann.
Bekanntlich geht in der Halbleitertechnik die Entwiüklung in die Richtung, Vorrichtungen mit zunehmend kleineren Abmessungen zu schaffen; hierdurch kann man normalerweise verbesserte elektrische Leistungsdaten erzielen. Jedoch sind die Begrenzungen, auf die man in dieser Entwicklungslinie trifft, vielfältig. Man kann z.B. den bekannten Stand der Technik betrachten, der es ermöglicht, Öffnungen in einer Maskierschicht
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Ra/Hn
zu definieren und die Diffusion von Dotierelementen in bestimmten Gebieten einer Scheibe aus Halbleitermaterial auszuführen. Bezugnehmend auf die beigefügten Zeichnungen kann man z.B. eine Scheibe aus Silizium vom p-Typ betrachten (Fig. 1). Mittel thermischer Oxydation wird diese Scheibe mit einer Schicht 1 aus Siliziumoxyd bedeckt (Fig. 2); dann wird über der Schicht 1 eine Schicht aus photoresistentem Material 2 aufgebracht (Fig- 3). Im folgenden wird dieses Material 2 durch eine Maske 4 hindurch belichtet, die in direkten Kontakt mit der Oberfläche der Scheibe gebracht fe wird (Fig. 4), worauf dann das Material 2 entwickelt (Fig. 5) und die Schicht 1 aus Siliziumoxyd chemisch geätzt wird (Fig. 6). Schließlich wird das photoresistente Material 2 entfern* (Fig. 7).
Ein erste Begrenzung für die Verwendung der beschriebenen Technik ergibt sich aus Brechungseffekten an den Rändern der lichtundurchlässigen Gebiete der Maske 4 (Fig. 4a); beim BeIichtungsVorgang dringt das Licht unter das lichtundurchlässige Gebiet ein und bewirkt durch Yielfachreflexionen an der Spiegelfläche der Scheibe und an der Oberseite der Oxydschicht 1 eine Polymerisation des photoresistenten Materials 2 auch an der Innenseite der abgedeckten Fläche, fe Wenn Öffnungen von stark verminderter Größe gewünscht werden, dann kann sich die in Fig. 5a dargestellte Situation ergeben, wo die photoresistente Schicht 2 nur teilweise entfernt wird und somit ein ordnungsgemäßes chemisches Ätzen der darunterliegenden Schicht 1 aus Siliziumoxyd verhindert. Dieses Phänomen kann vermieden werden, indem man die Lichtstärke bei der Belichtung herabsetzt, aber in diesem Fall ergibt sich der entgegengesetzte Effekt, d.h. an den Rändern findet eine unvollständige Polymerisation der Schicht 2 statt, wodurch sich eine Vergrößerung des Fensters über die durch die Maske festgelegten Grenzen hinaus ergibt.
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Ein zweiter begrenzender Eaktor ergibt sich durch die seitliche Ausbreitung des chemischen Angriffs in der Oxydschicht. Der Umriss der in der Praxis erzielbaren Öffnungen ist schematisch in den Pig. 6a und 7a dargestellt·, auch dort sind die Oxydschicht und das photoreeiistente Material mit den gleichen .Bezugs ζ eichen 1 und 2 bezeichnet. Bei der Würdigung der vorliegenden Erfindung .sollte man sich gegenwärtig halten, daß das Ätzen des Oxyds 1 unterhalb der photoresistenten Schicht 2 einen Eachteil des bekannten Standes der Technik darstellt. Weiterhin kann bei ausgedehnten Ätzvorgängen ein Abheben der photoreeistenten Schicht eintreten, wodurch sich eine Beschädigung der Scheibe ergibt.
In der Praxis ist es deshalb -außer mit besonders ausgeklügelten Verfahren, die sich im allgemeinen nicht für die Massenherstellung eignen- nicht möglich, Öffnungen zu erhalten, deren geringste Abmessung kleiner als 2 Mikron ist.
Andere Schwierigkeiten ergeben sich bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen, wenn es erforde^'i ich. ist, eine gegebene Öffnung mit einer Konfiguration oder e : "! Muster auszurichten, das zuvor auf der Schicht (Fig. 6 unä 9) ausgebildet wurde. Auf der Scheibe 5 aus Halbleitermaterial (Fig. 8) und innerhalb eines zuvor in der Siliziumoxydschicht 6 vorgesehenen Fensters wird eine weitere Schicht 7 aus Siliziumoxyd niedergeschlagen, in der ein zweites Fenster 8 ausgebildet wird (Fig. 9). Dieses Fenster 8 sollte unter idealen Umständen eine gegenüber dem vorhergehenden exakt ausgerichtete und zentrierte Lage haben, wie das in Fig. 9 dargestellt ist, aber in der Praxis kann es eine gegenüber diesem Beträchtlich versetzte Lage haben, wie das in Fig. dargestellt ist. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die miteinander auszurichtenden Muster periodisch auf der Oberfläche der Scheibe und der Maske wiederkehren, und daß deshalb das Ausrichten und Übereinanderpassen nicht nur an einss.-^sn Stellen zufriedenstellend ausgeführt werden m:,ü, scr ,- cn auf der f-iv-i: sen Oberfläche der Scheibe.
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Ein falsches Ausrichten bzw. eine (seitliche) Versetzung des Fensters 8 nach Fig. 10 ergibt sich im wesentlichen aus folgenden Gründen:
Wegen Bedienungsfehlern während der manuellen Einstellung und Ausrichtung der Maske bezüglich der Scheibe;
Wegen einer unvollständigen Kopplung der Maske, mit der das erste Muster erzeugt wurde, mit der im folgenden verwendeten Maske;
Wegen einer Differenz der Wärmeausdehnungskoeffizienten ™ der Maske und der Scheibe.
Aus den angegebenen Gründen kann die für einen Maskiervorgang erforderliche Toleranz nicht leicht unter 2 Mikron herabgedrückt werden.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen zu schaffen, mit dem die oben aufgezählten Nachteile mindestens teilweise vermeidbar sind.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem eingangs genannten Verfahren dadurch erreicht, daß mittels eines chemischen fc Agens zwei auf einer Oberfläche dieser Vorrichtung aufge- * brachte Materialschichten geätzt werden, wobei das Material der oberen Schicht, das in geeigneter Weise unterbrochen ist, um eine bestimmte Umgrenzung zu bilden, die Funktion einer Maske für die untere Sahicht während des Ätzvorgangs hat und wobei das Material der unteren Schicht einen wesentlich geringeren Widerstand gegen Ätzen durch dieses chemische Agens aufweist als das Material der oberen Schicht, so daß während dieses durch die Maske hindurch bewerkstelligten Atzvorgangs ββ möglich ist, in gesteuerter Weise eine vorgegebene Materialmenge von der unteren Schicht unterhalb der Maske und längst der Umgrenzung derselben abzutragen.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung geht man so vor, daß das Material der oberen Schicht
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Siliziumnitrid (Si^E.) ist, während das Material der unteren Schicht Siliziumoxyd (SiO2) und das chemische Ätz-Agens Plußsäure (Hi1) ist, oder daß das Material der oberen Schicht Siliziumoxyd (SiOp) ist, während das Material der unteren Schicht Siliziumnitrid (Si,N.) und das chemische Ätz-Agens Phosphorsäure (H^PO,) ist.
Allgemein gesagt ermöglicht es die vorliegende Erfindung, ausgehend von einer Konfiguration oder einem Muster, das mittels eines bekannten Photοgravureverfahrens auf die Scheibe aufgebracht worden ist, eine zweite Konfiguration oder Muster zu schaffen, dessen Abmessungen größer oder kleiner sind als die des vorhergehenden Musters, und die mit diesem perfekt ausgerichtet sind.
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden im folgenden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben, aus denen sich weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben.
Es zeigen
Pig. 11 bis 15 einige Vorbereitungsschritte für die Herstellung einer erfindungsgemäßen Halbleitervorrichtung,
Pig. 16 bis 19 die folgenden Schritte für die Herstellung einer Halbleitervorrichtung, wenn das erfindungsgemäße Verfahren dazu benutzt wird, Halbleitervorrichtungen mit Emitterflächen von besonders reduzierter Größe zu erzeugen,
Pig. 20 bis 23 die folgenden Schritte für die Herstellung einer Halbleitervorrichtung, wenn das erfindungsgemäße Verfahren dazu benutzt wird, Halbleitervorrichtungen zu erhalten, deren Emitterkontakte bezüglich ihres Emittergebiets zienlich genau ausgerichtet und zenirLert sind.
.Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Scheibe 10 aus Halbleitermaterial mit zwei Schichten bedeckt, nämlich einer unteren Schicht 11 (Pig. 11) und einer oberen Schicht 12, und zwar aus verschiedenen Stoffen, welche folgende Eigenschaften aufweisen: Sie können in Form einer dünnen
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Schicht auf der Scheibe 10 aufgebracht werden; sie können entsprechend den bekannten Photogravüreverfahren maskiert werden; sie können selektiv geätzt werden, d.h. für jeden der beiden Stoffe existiert ein chemisches Reafctionsmittel, welches einen der Stoffe ätzen kann, während ee den anderen unverändert läßt oder jedenfalls wesentlich weniger stark ätzt. Schließlich haben diese Stoffe eine gute Haftfähigkeit, sowohl hinsichtlich ihres gegenseitigen Kontakts wie bezüglich des von der Scheibe 10 gebildeten Substrats.
Ausgehend von der mit den Schichten 11 und 12 bedeckten Scheibe 10 aue Halbleitermaterial wird die obere Schicht 12 nach einem bekannten Photogravüreverfahren maskiert und dann geätzt, um eine der in Pig. 12a oder Pig. 12b dargestellten Konfigurationen zu erhalten. Die obere durch Photogravure erhaltene Schicht 12 dient als Maske für ein chemisches Ätzen der unteren Schicht 11, wobei man ein geeignetes Reaktionsmittel verwendet, und hierdurch erhält man eine der beiden in Pig. 13a oder Fig. 13b dargestellten Strukturen« Wenn die Verweildauer der Scheibe 10 in der Lösung des Reaktionsmittels verlängert wird, findet ein seitlicher Angriff auf die untere Schicht statt, und zwar unterhalb der von der oberen Schicht 12 gebildeten Maske. Das Ausmaß dieses seitlichen Angriffs kann gesteuert werden, entweder mittels einer visuellen Beobachtung unter einem Mikroskop, oder durch Steuern der Verweildauer der Scheibe 10 in der Lösung des Reaktionsmittels (Fig. 14a und Hb).
Die Fig. 15a bzw. 15b zeigen jeweils eine Draufsicht auf die Konfigurationen, die man auf der Scheibe 10 erhält, wenn man das eben beschriebene Verfahren ausführt. Die ursprüngliche Maskierung, welche man durch Verwendung eines üblichen Photogravüreverfahrens auf der oberen Schicht 12 erhielt, wurde auf der unteren Schicht 11 in eine Konfiguration übersetzt, welche die Form der vorhergehenden Konfiguration reproduziert, jedooh entweder größere Abmessungen (Fig. 15a) oder eine verminderte Größe (Fig. 15b) aufweist. Ba der Übergang von der einen zur anderen der beidenz¥or erwähnten
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Konfigurationen keinen Ausriehtvorgang erfordert, sind die in der oberen Schicht 12 und in der unteren Schicht 11 definierten Gebiete oder Zonen perfekt ausgerichtet, und zwar nicht nur an einzelnen Stellen, efondern auf der gesamten Oberfläche der in Bearbeitung befindlichen Scheibe.
Ersichtlich kann die Rolle oder Aufgabe der beiden Stoffe, die die obere bzw. die untere Schicht bilden, geändert werden, indem man die Reaktionsmittel entsprechend ändert. Stoffpaare, die sich für die Ausbildung der ersten bzw. der zweiten Schicht beim oben beschriebenen Verfahren eignen, sind die folgenden:
Erste Schicht Zweite Schicht
Siliziumoxyd (SiO2) Siliziumnitrid 5
Siliziumnitrid (Si3N4 Siliziumoxyd (SiO2)
Siliziumoxyd (SiO2) Aluminiumoxyd
Aluminiumoxyd (Al2O-) Siliziumoxyd
Siliziumoxyd (SiO2) Polykristallin^ Silizium (Si)
Polykristallines Silizium (Si) Siliziumoxyd (SiO2)
Siliziumnitrid (Si5N4) Polykristallines Silizium (Si)
Polykristallines Silizium (Si) Siliziumnitrid (Si5N4)
Aluminiumoxyd (Al2O5) Polykristallines Silizium (Si)
Polykristallines Silizium (Si) Aluminiumoxyd
Das eben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren kann dazu verwendet werden, Halbleitervorrichtungen mit besonders kleinen Emitterflächen oder -zonen herzustellen, und insbesondere zum Herstellen von bipolaren Transistoren mit dünnen Diffusionen, wie sie z.B. für HP-Verstärker in Fernsehtunern für UHP bestimmt sinde Die Realisierung «oleher Transistoren mit verbesserten Kennwerten ist nur möglich mit Emitterflächen oder -streifen von besonders geringer Breite.
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Nimmt man nun an, daß man eine Halbleitervorrichtung unter Verwendung des eben beschriebenen Verfahrens erhalten will, so kann man von einer Anordnung der Art ausgehen, wie sie in Fig. 14b dargestellt ist; diese Darstellung ist in Pig. 16 wiederholt.
Hierbei ist die obere Schicht 12 nach einem gebräuchlichen Photogravüreverfahren geätzt worden und hat solche Abmessungen, daß ein Streifen mit regelmäßigen und wohl definierten Rändern entsteht. Das folgende chemische Ätzen zum Entfernen von Material aus der unteren Schicht 11 in den offen liegenden Gebieten und ebenso unterhalb der von der oberen Schicht 12 gebildeten starren Maske ist so gesteuert worden, daß die endgültige Breite des Streifens, der aus dem Stoff der unteren Schicht 11 erhalten wurde, bezüglich der Breite der darüberliegenden Maske erheblich reduziert ist.
Vorzugsweise ist die Breite der oberen Schicht gleich Mikron, während die Breite der unteren Schicht 11 in der Größenordnung von 1 Mikron liegt.
Wie bereits oben angegeben, folgt der Rand des schmälsten Streifens der Schicht 11 regelmäßig dem Umriß der Kante des breiteren Streifens der oberen Schicht 10 und bewahrt die guten Definitionscharakteristiken desselben.
Die obere Schicht 12 wird dann mittels eines selektiven Atzvorgangs vollständig entfernt, wodureh der eine reduzierte Breite aufweisende Streifen 11 freigelegt wird (Fig. 17). Im folgenden wird die Scheibe 10 einer Oxydation unterworfen, z.B. einer Wärmeoxydation, indem man eine Schicht aus Siliziumoxyd außerhalb der abgeschirmten Zonen wachsen läßt. (Figo 18). Schließlich werden die restlichen Abschnitte der unteren Schicht 11 entfernt, wodurch das darunterliegende Silizium freigelegt wird und man die gewünschte Öffnung im Oxyd erhält (Fig. 19).
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Beispiele für Stoffe, die sich als besonders geeignet dafür erwiesen haben, mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens Halbleitervorrichtungen mit Emitterzonen besonders kleiner Abmessungen zu erhalten, sind die folgenden:
Siliziumnitrid (Si5N4) (untere Schicht)
Siliziumoxyd (SiO2) (obere Schicht)
alternativ
Aluminiumoxyd (AIpO,) (untere Schicht)
Siliziuraoxyd (SiOp) (obere Schicht).
Als chemisches Reaktionsmittel zum Entfernen von Material aus der Schicht 11 kann Phosphorsäure (H5PO-) verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es auch, Halbleitervorrichtungen zu erhalten, bei denen der metallische Emitterkontakt perfekt so angeordnet ist, daß er bezüglich der Emitterzone perfekt zentriert ist. Hierdurch vermeidet man eine Verschlechterung des Basis-Emitter-Übergangs, die bekanntlich dann zustande kommt, wenn dieser Kontakt diesen Übergang stört oder sehr nahe bei ihm angeordnet ist. In der Praxis werden im allgemeinen niemals Anordnungen verwendet, bei denen das auf dem Emitter niedergeschlagene Metall in Kontakt mit dem gesamten Diffusionsgebiet steht, und zwar wegen der Tatsache, daß eine große .Nähe von Metall und Basis-Emitter-Übergang leicht eine Verschlechterung dieses Übergangs bewirken kann. Selbst eine schwache Reaktionsfähigkeit des zusammen mit dem Silizium verwendeten Metalls, wie z.B. bei Aluminium, fördert die Bildung von Legierungen, welche sich seitlich längs der Oxyd-Silizium-Grenzschicht erstrecken und den Basis-Emitter-Übergang erreichen und eine Verschlechterung desselben verursachen. Dieser Effekt ist die Folge von Wärmebehandlungen, die beim Herstellungsverfahren erforderlich sind, oder einer Erwärmung, der die Vorrichtung bei Iiebensdauerprufungen oder im normalen Betrieb unterworfen ist.
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Um bei Halbleitervorrichtungen nach, den bisher üblichen Konstruktionen diesen imchteil zu vermeiden» wird dort das Emittergebiet mit einer Oxydschicht bedeckt, und durch diese Schicht wird das Kontaktfenster innerhalb des Diffusionsgebiets geöffnet, Auf diese Weise wird der Basis-Emitter-Übergang in geeigneter Weise geschützt, und zwar wegen des größeren Abstandes zwischen dem Rand des Kontakts und derjenigen Stelle, wo der Übergang an der Oberfläche der Siliziumschicht gelegen ist. Verwendet man diese Technik, so ist es jedochv erforderlich, die Breite des Emittergebiets so zu wählen, daß man die Möglichkeit hat, darin ein Kontakt- w fenster vorzusehen. Zieht man die Begrenzungen in Betracht, die dem Photogravüreverfahren und dem genauen gegenseitigen Ausrichten zweier aufeinanderfolgender Konfigurationen innewohnen, so kann man leicht verifizieren, daß bei den bisher üblichen Techniken die minimale Breite des Emitterstreifens etwa 6 Mikron betragen muß, von denen 2 Mikron der Mindestbreite des Kontaktfensters entsprechen und 4 Mikron (d.h. 2 für jede Seite) der normalen Toleranz für das Ausrichten.
Um mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die oben beschriebenen Halbleitervorrichtungen zu erhalten, bei denen der Emitterkontakt ziemlich genai hinsichtlich der Emitter-) fläche oder -zone ausgerichtet und zentriert ist und den gewünschten Abstand von den Rändern des Emitter-Basis-Übergangs hat, ist es notwendig, eine Struktur von der in Fig. 14a dargestellten Art zu realisieren, die in Fig. 20 wiederholt ist. Bei dieser Struktur beträgt die Breite des Fensters 20 zweckmäßigerweise 2 Mikron, während die Breite der Zonen oder Kammern 21 unterhalb der oberen Schicht 12 zweckmäßigerweise jeweils ein halbes Mikron beträgt. Auf der Scheibe 10 aus Halbleitermaterial (vom p-Typ), die in Fig. 20 Verwendung findet, ist auch eine Diffusion 22 vom η-Typ ausgeführt worden.
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Durch, das Fenster 20 wird dann die Diffusion eines geeigneten Dotierstoffes ausgeführt, welche eine diffundierte Zone 23 vom p-Typ schafft (Fig. 21). Das Dotiermaterial wird durch eine Verbindung in der Gasphase zur Oberfläche der SiliziDjascheibe gebracht; auch wenn es durch das Fenster 20 dringt, das kleiner ist als das darunterliegende Fenster in der Schicht 11, wird deshalb die diffundierte Zone so ausgebildet sein, als wäre sie durch das Fenster mit größeren Abmessungen bewirkt worden, da die Verbindung in der Gasphase die Räume oder Zonen 21 füllen und die Diffusion auch auf der unter ihr gelegenen Oberfläche der Siliziumscheibe ausführen kann.
Im folgenden Schritt (Fig. 22) wird durch dasselbe Fenster 20 eine Schicht aus metallischem Werkstoff 24 aufgebracht, welche einen Kontakt mit der Emitterfläche oder -zone herstellt. Da das Aufbringen der Metallschicht durch Verdampfen unter Vakuum erfolgt, erreichen die Partikel aus metallischem Werkstoff bei diesem Niederschlagen die Kontaktoberfläche, indem sie Richtungen folgen, die praktisch senkrecht zu dieser Oberfläche verlaufen. Aus diesem Grunde füllt der metallische Werkstoff, der durcu das Fenster 20 hindurchtritt, um unterhalb des Emittergebiets niedergeschlagen zu werden, nicht die darunterliegenden Räume 21.
Mittels geeigneter Maskiertechniken und chemischer Ätztechniken kann der Werkstoff der Metallschicht 24 in geeigneter Weise entfernt werden, um einen Emitterkontakt 23 der gewünschten Abmessung zu definieren (Fig. 23).
Bei der in Fig. 23 dargestellten fertigen Halbleitervorrichtung haben die Ränder des Emitterkontakts einen beträchtlichen Abstand von den Rändern des Jimitter-Basis-Ubergangs in dem Gebiet, wo letzterer aus der Halbleiterscheibe heraustritt. Der Abstand zwischen den Rändern des Emitterkontakts 2i> und den Händern df»π Eini ttergebiets ist etwa gleich der Breite der Häun^ ooor :,<:uen 21, die unterhalb der Schichten 1: au:· ;■ ι Π 'ü'M r:^.i e:3halb kann inner-
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halb bestimmter Grenzen diesem Abstand ein bestimmter gewünschter Wert gegeben werden,, um eine Verschlechterung des Basis-Emitter-Übergangs zu verhindern.
Die Feststellung ist wichtig, daß bei dem oben beschriebenen Verfahren die Kont aktfläche auf dem Emitter stets bezüglich der gesamten Emitterzone genau positioniert 1st. Die relative Lage des Emitterkontakts 25 bezüglich der Emitterzone wird -im Gegensatz zum Stand der Technik- nicht beeinflußt durch die Fehler, die beim Ausrichten der für die Kontakte bestimmten Maske auftreten und auch nicht durch die Toleranzen der Geräte, die bei diesem Torgang verwendet werden. Weiterhin iet darauf hinzuweisen, daß der Wegfall der auf den AusriehtVorgang zurückgehenden Toleranzen es ermöglicht. Emitter- oder -flächen zu erhalten, deren Breite wesentlich verringert ist, ohne jedoch die Zuverlässigkeit, der Vorrichtung zu beeinträchtigen.
Ersichtlich eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Verwendung für gleichzeitige Herstellung einer beliebigen Anzahl von Halbleitervorrichtungen auf einer einzigen Scheibe aus Halbleitermaterial, wodurch man bei jeder der fertigen Vorrichtungen dieselbe Genauigkeit der Lage des Emitterkontakts bezüglich der Emitterzone erhält.
Beispiele für Werkstoffe, die sich als besonders geeignet dafür erwiesen haben, nach dem eben beschriebenen Verfahren Halbleitervorrichtungen zu erzeugen, bei denen die Emitterkontakte bezüglich der Emitterfläche genau positioniert sind, sind:
Siliziumoxyd (SiO2) (untere Schicht)
Siliziumnitrid (Si5O4) (obere Schicht) oder alternativ
Siliziumoxyd (SiOp) (untere Schicht)
Aluminiuraoxyd. (AI0O.;, (obnre Schicht).
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Als chemisches Ätzmittel kann PlulBsäure (Hi1) verwendet werden.
Die vorstehende Beschreibung betrifft lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in keiner Hinsicht als .Beschränkung der Erfindung aufzufassen ist. Zahlreiche Variationen und Abwandlungen sowohl hinsichtlich der Form wie der Anordnung der verschiedenen Teile und Komponenten sind im Rahmen des der Erfindung zugrunde liegenden allgemeinen Erfindungsgedankens möglich.
Patentanwälte Dipl.-Ing. Horst Rose Dipl.-Ing. Peter Kosel
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Claims (1)

DlPL-ING. HORST ROSE DIPL-ING. PETER KOSEL PATENTANWÄLTE 3353 Bad G»mUr«h«im, 22. September 1970 Hohenhöfan 5 Telefon: (05382)2842 Telegramm-Adreaae: Siedpatent Ganderehelm Unsere Akten-Nr.: 2657/2 Societä Generale Semiconduttori S.p.A. SGS Patentgesuch vom 22. September 1970 Patentansprüche
1. Yerfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines chemischen Agens zwei auf einer Oberfläche dieser Vorrichtung aufgebrachte Materialschichten (11,12) geätzt werden, wobei das Material der oberen Schicht (12), das in geeigneter Weise unterbrochen ist, um eine bestimmte Umgrenzung zu bilden, die Funktion einer Maske für die untere Schicht (11) während des Ätzvdirgangs hat und wobei das Material der unteren Schicht (11) einen wesentlich geringeren Widerstand gegen Ätzen durch dieses chemische Agens aufweist als das Material der oberen Schicht (12), so daß während dieses durch die Maske hindurch bewerkstelligten Ätzvorgangs es möglich ist, in gesteuerter Weise eine vorgegebene Materialmenge von der unteren Schicht (11) unterhalb der Maske und längs der Umgrenzung derselben abzutragen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der oberen Schicht (12) Siliziumnitrid (SiJSL) ist, während das Material der unteren Schicht (11) Siliziumoxyd (SiO2) und das chemische Ätz-Agens Flußsäure (HF) ist.
Ra/Gl
109821/1736
Bankkonto ι Braunachwaigtah· Staatsbank, FIIIaIa Bad Qandaraholm, Kto.-Nr. 29.1 tS.970 · Pootachackkonto: Hannover «17IB
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der oberen Schicht' Siliziumoxyd (SiO2) ist, während das Material der unteren Schicht Siliziumnitrid (Si5H4) und das chemische Ätz-Agens Phosphorsäure (H5PO4) ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Emitterkontakt (25) der Vorrichtung aufgebracht wird durch Verdampfung eines Metalls unter Vakuum durch ein Fenster (20), das in einer Schicht (12) aus Siliziumnitrid (Si3S4) vorgesehen ist, welche auf einer Schicht (11) aus Siliziumoxyd (SiO2) aufgebracht wurde, wobei das in der Schicht (12) aus Siliziumnitrid vorgesehene Fenster (20) zuvor sowohl als Maske zum chemischen Ätzen der unteren Schicht (11) aus Siliziumoxyd mithilfe von Flußsäure (HF) verwendet wurde, wobei während dieses Ätzvorgangs unter dem Fenster (20) in der Maske und in der Siliziumoxydschicht (11) ein entsprechendes Fenster gebildet wurde, das bezüglich des vorgenannten exakt positioniert ist und größere Abmessungen als dieses aufweist, wie auch als Fenster (20) für die Diffusion von Dotiermaterial zum Erzeugen des Emittergebiets (23), um zu erreichen, daß der Rand des so auf der Vorrichtung aufgebrachten metallischen Emitterkontakts (25) einen gewissen Abstand von der Schnittlinie des Emitter-Bas is -Übergangs mi£ der Oberfläche aufweist, auf der der Kontakt (25) aufgebracht wurde (Fig. 20 bis 23).
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen des Fensters, durch das die Diffusion von Dotiermaterial zum Erzeugen des Emittergebiet ausgeführt wird, mindestens zwei Schichten (11,12) auf einer Scheibe (10) aus Halbleitermaterial niedergeschlagen werden, nämlich eine untere Schicht (11) aus Siliziumnitrid (Si5Ul4) und eine obere Schicht aus Siliziumoxyd (SiOp), daß das SiJi ziumoxyd init Ausnahm ο der Zone od^r -fläche entfernt wird, ?u) 'irr da« Fenster · ,-"-
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bildet werden soll, daß das Siliziumnitrid mit Phosphorsäure (H-PO.) geätzt wird, wobei man die Zone aus Siliziumoxyd als Maske verwendet, um das Siliziumoxyd unterhalb der Maske und ihrer Umgrenzung zu entfernen, daß die erwähnte Oxydzone entfernt wird, daß man eine Schicht (13) aus Siliziumoxyd auf den an die so erhaltene Zone (11) von Siliziumnitrid angrenzenden Flächen wachsen läßt, und daß man daraufhin letztere Zone (11) entfernt (Fig. 16 bis 19).
. Patentanwälte
W Dipl.-Ing. Horst Rose
Dipl.-Ing. Peter Kosel
109821/1736
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