DE2052714A1 - Halbleiterverbundanordnung - Google Patents

Halbleiterverbundanordnung

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DE2052714A1 DE19702052714 DE2052714A DE2052714A1 DE 2052714 A1 DE2052714 A1 DE 2052714A1 DE 19702052714 DE19702052714 DE 19702052714 DE 2052714 A DE2052714 A DE 2052714A DE 2052714 A1 DE2052714 A1 DE 2052714A1
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Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAPT München 2, 2 7. OKT. 1970
Berlin und München Witteisbacherplatz
70/1197
Halbleiterverbundanordnung
Die Erfindung betrifft eine Halbleiterverbundanordnung, deren Einzelelemente in einem einzigen einkristallinen Halbleiterkörper vereinigt sind, bei der ferner mindestens ein der Kontaktierung einer im Innern des flalbleiterkörpera befindlichen Zone A dienender, eine einkristalline und bis zur Halbleiteroberfläche reichende Zone B durchsetzender polykristalliner Kanal vom Leitungstyp der Zone A vorgesehen ist und bis zur Halbleiteroberfläche reicht.
Solche Anordnungen sind bei gewissen integrierten Schaltungen mit sog. "buried layers" bekannt (vgl. z.B. "Electronics" 17. März 1969, S. 185/186). Die in solchen Schaltungen enthaltenen Planartransistoren weisen manchmal einen Kollektor auf, der an derselben Seite des Halbleiterkriatalls wie die Basiszone und die Emitterzone kontaktiert ist. Aus diesem Grund grenzt der Kollektor solcher Transistoren an eine im Innern des Halbleiterkörpers der Verbundanordnung verborgene (also gewissermaßen "vergrabene") Zone vom Leitungstyp des Kollektors an, die ihrerseits durch einen sich quer durch die Kollektorzone bis zu ihrer Oberfläche in der Nähe des Basis-Kollektorübergangs erstreckenden polykristallinen Kanal vom Leitungetyp der "vergrabenen" Zone kontaktiert ist.
Nun bildet bei komplizierteren integrierten Schaltungen daa Kontaktierungsproblem Anlaß zu ernsten Einschränkungen, was topologische Gründe hat. Man ist also dazu gezwungen, die zur Kontaktierung der einzelnen Elemente in der Schaltung erforderlichen Leitbahnen "in verschiedenen Ebenen" zu verlegen. In der Praxis bedeutet dies, daß man auf die
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Halbleiteroberfläche eine erste Isolierschicht, insbesondere SiOp-Sehicht, aufbringt und diese zum Träger einea ersten Teiles der vorgesehenen Leitbahnen macht. Diese Isolierschicht wird dann samt den von ihr getragenen Leitbahnen mit einer zweiten Isolierschicht abgedeckt, die dann mit einem weiteren Teil der Leitbahnen versehen wird. Die betreffenden Isolierschichten sind nur dann zu der jeweils darunterliegenden Oberfläche, durchbrochen, wenn eine leitende Verbindung zwischen den verschiedenen "Kontaktierungsebenen·1 bzw. mit den Elektroden auf der-Halbleiteroberfläche beabsichtigt ist.
Wenn sich auf die beschriebene Weise auch die Kontaktie- ^ rungsmöglichkeiten in einer integrierten Schaltung durch-■* aus vermehren lassen, so wären doch noch weitere Möglichkeiten erwünscht. Eine Möglichkeit wäre die freie Verlegung von Kontaktierungsdrähten, die aber aus zahlreichen bekannten Gründen nicht in Betracht kommt. Auch ist der Anwendung von verschiedenen Kontaktierungsebenen bald eine Grenze gesetzt. Dies ließt einfach daran, daß sich bei den aus technologischen Gründen ausschließlich in Betracht kommenden Isolierschichten aus anorganischem Material, insbesondere SiOp» nicht beliebig viele solcher Schichten übereinander aufbringen lassen, ohne daß die Halbleiteranordnung und die Leitbahnen infolge der jedes 1WaI anzuwendenden thermischen Behandlung eine merkliche Verfc schlechterung. erfahren.
Schließlich bietet auch die bisweilen ausgenutzte Möglichkeit einer sog. "inneren" Kontaktierung durch parasitäre Kopplungen aneinand ergrenzend er, zu verschiedenen Elementen gehörender Zonen vom gleichen Leitungstyp keine brauchbare Entlastung. Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung hier eine Abhilfe zu schaffen.
Aua diesem Grunde geht die Erfindung von der eingangs definierten HalbleiterverbundanOrdnung aus und gestaltet, diese
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erfindungsgemäß weiter aus, indem die '-one A und der sie kontaktierende Dolykristalline Kanal den entgegengesetzten T.eitungstyD zu den ihre Begrenzung: bildenden einkristallinen Bereichen erhalten und zum Bestandteil der elektrischen Verbindung zweier Elemente der Anordnung gemacht werden.
Eine 3olche Anordnung kann beisüielsweise realisiert aein, indem mindestens eine Elektrode der elektrisch miteinander au verbindenden Elemente in der integrierten Schaltung über eine gegen den Halbleiterkörper mit \urnahme der Kontaktstellen isolierte Leitbahn mit einer den polykristallinen Kanal und/oder die Zone A kontaktierenden Elektrode leitend verbunden ist. Eine andere Möglichkeit sieht den elektrischen Kontakt zwischen der Zone A und/oder dem polykristallinen Kanal im Inneren des KoIbleiterkörpers vor, indem eine den Leitungstyp der Zone A und des Kanals aufweisende Halbleiterzone mindestens eine3 der elektrisch miteinander zu verbindenden Elemente der integrierten Schaltung in unmittelbaren Kontakt mit der Zone A und/oder einem von ihr abzweigenden polykristallinen Kanal gebracht ist.
Die Herstellung der Zone A erfolgt zweckmäßig in der für die Erzeugung von "buried layers" bekannten Weise: man geht von einer einkristallinen Siliciumscheibe des einen Leitungstyc-s aus, bedeckt diese mit einer - von ier Planartechnik herbekannten Diffusion?mr>3ke - und erzeugt eine hochdotierte - ggf. verzweigte— Oberflächenzone vom entgegengesetzten Leitungstyp, eben die Zone A. Diese Oberflächenzone A und ihre Umgebung werden nun durch eine o.ier mehrere in der Hauptsache einkristalline Schichten aus dem gleichen Halbleitermaterial in bekannter tVeise abgedeckt. Diese eoitaktischen Schichten erhalten den Leitungst.yp des Grundmcterials und damit den entgegengesetzten Leitung3typ wie die Zone A.
In dieser epi taktischen Schicht -werden nun von der Zone η ausgehende rolykristalline Kanäle erzeugt, die den Leitung3-tyn der Z<->ne η erhalten und die bis zur Oberfläche der epi taktischen 2ione durchgehen. Hierzu können mehrere
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Möglichkeiten angegeoen v/erden.
1 . Gleichzeitige Herstellung mit der epib.aktiaGh.en Schicht ·
Bringt man nach >Jrzeugung der Zone A und vor der Abscheidung der sie und ihre Umgebung bedeckenden ei'itaktiochen Schicht am Ort des zu erzeugenden polykristallinen Kanals eine definierte Oberflächenstörung an, so wird das auf dieser Störung abgeschiedene HaIbleitermaterirl - im Gegensatz zu dem an den ungestörten Stellen der Substratoberfl^ehe abgeschiedenen Material polykristallin sein, wobei dieser Kanal sich bia zur P Oberfläche der epitaktißchen Schicht fortsetzt. Die Uniotierung des Kanals erfolgt durch Diffusion von au? der Gasthase dargebotenem Dotierungsstoff, wobei festzustellen ist, daß die Diffusionsgeschwindigkeit in jedem Fa] ^- Ie in dem polykristallinen Kanal um ein Vielfaches größer als in den einkristallinen Bereichen ist.
Zweckmäßig wird man diesen Prozess der Umdotierunfr des Oolykristallinen Kanals mit einem zur Herstellung der Elemente in der integrierten 'Schaltung dienenden Diffiision3croze3s verbinden, wobei dann die zu verwendende Diffusionsmaske iuch die freie Oberfläche des oder der _ die Zone A kontaktierenden polykristallinen Kanäle un- W bedeckt läßt. (Ein an der Peripherie der epitaktischen Schicht angeordneter polykristalliner Kontakt ierung3-kanal laß eine besonders rasche und gründliche Undotierung zu). Der Umdotierungsprozesa für die colykristallinen Kanäle wird so lanire durchgeführt, bis eine einwandfreie niederohmige Verbindung zwischen der freien Oberfläche des polykristallinen Kanals und der Zone A hergestellt ist. Zur Kontrolle dieses Zustande kann es deshalb zweckmäßig sein, wenn mindestens zwei die Zone Λ mit der Oberfläche der epitaktischen Schicht verbindende
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polykristalline Kanäle erzeugt werden.
Eine definierte Erzeugung gestörter Stellen an der Oberfläche der Zone A ist beispielsweise mit Hilfe einer lokalisierten Bedampfung mit einer anorganischen Fremdsubstanz, insbesondere mit einem Dotierungsstoff möglich» der vorteilhafterweise den Leitungstyp der Zone A hervorruft. Die Bedempfung kann unter Verwendung einer Bedampfung smaske aus Photolack durchgeführt werden. Wird nach Entfernung der Bedampfungsmaske nunmehr einkristallines Halbleitermaterial auf die so vorbereitete Substratoberfläche aus der Gasphase niedergeschlagen, so wird an den die - höchstens nur einige α Stärke aufweisende Fremdschicht tragenden Stellen der Substratoberfläche das abgeschiedene Material im Gegensatz zu dem Material an den übrigen Stellen der Substratoberfläche polykristallin entarten. Es kann auch Silicium selbst - unter geeigneten Aufdampfbedingungen - als Keim für das polykristalline Weiterwachsen verwendet werden.
2. Herstellung der polykristallinen Kanäle durch lokalisiertes Aufschmelzen der auf der Zone A abgeschiedenen einkristallinen Schicht.
Zum Aufschmelzen verwendet man zweckmäßig einen definiert gesteuerten feinen Elektronenstrahl oder Laserstrahl, der die epitaktische Schicht an diskreten vereinzelten Stellen aufschmilzt. Um diese aufgeschmolzenen Stellen zum polykristallinen Erstarren zu bringen, kann man diese mit einer die Keimbildung fördernden und später wieder leicht entfernbaren Schicht aus einer Fremdsubstanz, z.B. SiOp, bedampfen und die darunter befindlichen aufgeschmolzenen Stellen daraufhin durch Abschrecken zum Erstarren zu bringen. Die keimbildende Schicht kann beispielsweise auch aus einem den Leitungstyp der Zone A hervorrufenden Dotierungsstoff be-
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stehen.
Eine definierte Erzeugung gestörter Stellen als Ursache definierter polykristalliner Kanäle verlangt eine Photo-. lacktechnik, mit deren Hilfe eine BedamOfungsmaake erzeugt wird. Diese bedeckt die Substratoberfläche mit Ausnahme derjenigen Stelle bzw. Stellen an der Oberfläche der Zone A, von der bzw. von denen ein bzw. die polykristallinen Kanäle ausgehen sollen. Mit Hilfe d.ieser Bedampfungsmaake wird dann eine Fremdschicht aufgedampft, die so dünn ist, daß die zwar ausreicht, um das dann auf ihr abgeschiednee Halbleitermaterial polykristallin entarten zu lassen, daß aber dann diese Schicht vollständig von ^ dem polykristallinen Halbleitermaterial gelöst und zum ■* Verschwinden gebracht wird. Die Stärke dieser Schicht beträgt also höchstens einige ft.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn diese Sohicht aus einem Dotierungsmaterial besteht, das den Leitungstyp der erzeugt. Mit Ausnahme von Bor lassen sich derartige rungsetoffe bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen1
dampfen. ' ""'
5« Herstellung der polykristallinen Kanäle durch lokales Umwandeln dea bereite einkriatallin abgeschiedenen Materials der epitaktischen Schicht.
Zu diesem Zweck wird man das einkristallin abgeschiedene. Material der epitaktischen Schicht oberhalb der Zone A bis in die Tiefe der Zone A lokal aufschmelzen und das aufgeschmolzene Material wieder polykristallin erstarren lassen. Das Aufschmelzen erfolgt zweckmäßig durch einen feinen und in seiner Bewegung über die epitaktische Schicht gesteuerten Elektronenstrahl oder Laserstrahl. Zweckmäßig erhält «an dabei die Halbleiterscheibe auf erhöhter Temperatur, wodurch die lokale AufSchmelzung erleichtert wird. Um das aufgeschmolzene Material zum polykristallinen- Eratarrön
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zu bringen, dampft man auf dessen Oberfläche eine später wieder leicht entfernbare Schicht aus Fremdmaterial auf, die auf das lokal aufgeschmolzene Material als Kristallisationskeim wirkt. Beispielsweise kann zu diesem Zweck eine dünne SiOp-Schieht aufgedampft werden. Die Umdotierung der polykristallinen Kanäle erfolgt wie unter Ziff. 1 beschrieben.
4. Erzeugung der polykristallinen Kanäle durch lokales Verdampfen der die Zone A bedeckenden epitaktischen Schicht und Ausfüllen der entstandenen Löcher in der epitaktiechen Schicht durch polykristallines Material.
Durch lokales Verdampfen der epitaktischen Schicht werden in dieser bis zur Zone A reichende Löcher erzeugt. Hierzu können ebenfalls feine Elektronenatrahlen oder Laserstrahlen angewendet werden. Die übrige Oberfläche der epitaktischen Schicht ist dabei zweckmäßig mit einer Maske abgedeckt, die beispielsweise aus SiO2 oder Si~N. bestehen kann. Die löcher werden nun mit aus der Gasphase abgeschiedenem polykristallinen Material ausgefüllt. Eine polykristalline Abscheidung ist bekanntlich bei entsprechend niederen Temperaturen möglich. Ferner wird das Reaktionsgas in der bei der bekannten "maskierten Epitaxie*1 üblichen Weise so eingestellt, da3 zwar Abscheidung auf der arteigenen Halbleiteroberfläche nicht aber auf der die Halbleiteroberfläche außerhalb der durch die Verdampfung entstandenen Löcher bedeckenden Maske möglich ist. Das polykristallin in den Löchern der epitaktischen Schicht abgeschiedene Material kann bei entsprechender Wahl des Reaktionsgases bereits die Dotierung der Zone A erhalten.
Es ist durchaus möglich, von einer einzigen Zone A mehrere polykristalline Kanäle ausgehen zu lassen, die dann - nachdem sie an die Zone A angrenzendes Material vom entgegengesetzten Leitungstyp und monokristallines Beschaffenheit durchsetzt haben - an je eine zu kontaktierende Zone je eines .-nderen Elementes der integrierten Schaltung vom Leitungütyp der Zone A heranführen. Ferner ist es möglich,
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mehrere Zonen A vorzusehen, die vom gleichen Leitungatyp aind und miteinander in leitender Verbindung über mindestens einen polykristallinen Kanal stehen können. Weiter können zwei zu einander entgegengesetzt dotierte Zonen A mit entsprechend dotierten polykristallinen Kanälen vorgesehen sein, von denen die eine Zone A zur Kontaktierung mehrerer η-leitender, die andere zur Kontaktierung mehrerer p-leitender Zonen der verschiedenen vorgesehenen Schaltelemente in der integrierten Schaltung dienen.
Im folgenden wird an Hand der Figur ein einfaches Ausführungsbeiapi el gegeben.
An einer Flachseite eines einki-istallinen Siliciumplättchens P vom η-Typ wird zunächst eine hochdotierte p-leitende Oberflächenzone A1 erzeugt (Fig. 1). Zur Herstellung dieser Zone kann irgend ein bekannter ümdotierungsprozess Verwendung finden, bei dem die einkristalline Struktur an der Oberfläche der Zone 1 nicht gestört wird. Beispielsweise kann zu diesem Zweck maskierte Diffusion oder Epitaxie (unter anderem auch maskierte Epitaxie aus der Grasphase) Verwendung finden. In Fig. 1 ist der erzielte Zustand nach Entfernung etwa verwendeter Masken dargestellt. Die Zone kann gegebenenfalls auch die ganze Oberflächenseite des Plättchens 1 einnehmen.
An der mit der Oberflächenzone A., versehenen Seite des ψ Plättchens 1 wird nun in bekannter Weise eine durchgehende Schicht 2 aus η-leitenden einkristallinem Silicium abgeschieden. Unter Anwendung einer der oben beschriebenen Möglichkeiten zur Herstellung der polykristallinen Kanäle wird die epitaktische Schicht 2 mit mindestens einem von der Zone A1 ausgehenden, stark p-dotierten polykristallinen Kanal 3 versehen, der von der Zone A1 zur freien Oberfläche der Schicht 2 führt.
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Dieser Zustand ist in Pig. 2 dargestellt.
Die epitaktische Schicht 2 wird z.B. so bemessen, daß ihr Baum zur Erzeugung funktionsfähiger Schaltelemente, z.B. von Dioden, oder Transistoren, ausreicht. Beispieleweise sind 2 solche Schaltelemente 4 und 5 vorgesehen. Sie weisen beispielsweise p-leitende Zonen auf, die an daa η-leitende Material der Schicht 2 angrenzen. Mittels je eines p-leitenden Oberflächenkanala 6 und 7 ist die betreffende p-leitende Zone der Elemente 4 und 5 mit derjenigen Stelle, an der die polykristallinen Kanäle 3 die Oberfläche der Schicht 2 erreichen, leitend verbunden. Mithin ist eine leitende Verbindung zwischen den p-leitenden Zonen der Elemente 4 und 5 über die Zone A1 hergestellt, obwohl die Zone A1 nicht in direktem Kontakt zu jenen p-leitenden Zonen der Elemente 4 und 5 steht (Fig. 3)·
Ausgehend von einer Anordnung gemäß Fig. 2 ist auch eine Weiterbildung möglich, bei der neben dem p-leitenden, aua der Zone A1 und den polykristallinen Kanälen 3 bestehenden Kontaktierungssystem ein weiteres analoges, nunmehr aber η-leitendes Kontaktierungssystem vorhanden iat.
Zu diesem Zweck wird an der Oberfläche der n-leitenden Zone einer Anordnung gemäß Fig. 2 - und zwar außerhalb der Stellen, an denen die p-leitenden polykristallinen Kanäle 3 ' die Oberfläche der Zone 2 erreichen - mindestens eine atark η-dotierte Oberflächenzone A2 erzeugt. Dieser Zustand iat in Fig. 4 dargestellt. Die Anordnung wird nun an der mit der Oberflächenz.one A2 versehenen Seite mit einer pleitenden einkristallinen epitaktischen Schicht 8 bedeckt. In dieser Schicht 8 werden nunmehr von der Oberflächenzone A2 ausgehende polykristalline Kanäle 9 - nunmehr vom n+-Typ erzeugt, die die freie Oberfläche der Zone 8 erreichen (Fig. 5). Sie werden zur Kontaktierung von n-leitenden
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Bereiohen von Bauelementen verwendet, die in der Zone 8 in ähnlicher Weise wie die Elemente 4 und 5 in der Zone 2 erzeugt werden. Gegebenenfall8 kann auch in diesen Fall die Zone 2 für die Schaltung wesentliche Elemente ent-.halten, die dann an ihrer Oberfläche vom p-leitenden Material der Zone durch abgedeckt sind. Vorwiegend wird jedoch die integrierte Schaltung in der Schicht 8 erzeugt.
Ea ist klar, daß der Leitungstyp der Zonen der beschriebenen AuafUhrungsbeispiele ohne Schwierigkeiten in den jeweils entgegengesetzten Leitungatyp geändert werden kann.
Sollen irgendwelche Kontakte zwischen Zonen vom Leitungstyp der Zonen A1 bzw. A» von Einzelelementen und den Zonen A1 und A2 erfolgen, so wird man die entsprechenden,der Herstellung dieser Zonen dienenden Diffusionen soweit treiben, daß diese Zonen entweder in Kontakt Bit der Zone A1 bzw. der Zone A2 oder ein·* dieser Zonen kontaktierenden polykristallinen Kanal 3 bzw. 9 gelangen.
Die p-1eitenden polykristallinen Kanäle 3 setzen sich in das p-leitende Material der Zone 8 fort, da ihre Oberfläche als Störkeim für den epitaktisohen Prozess bei der Herstellung der Zone 8 wirksam ist. Infolge ihrer polykristallinen Eigenschaft sieht die Fortsetzung 10 der Kanäle 3 in der epitaktischen p-leitenden Zone 8 stärker Dotierungsetoff an sich. Außerdem ist durch einen naokgescMalteten Diffusionsprozess, z.B. einer der Herstellung von p-leitenden Zonen der integrierten Schaltung dienenden Diffusionsprozess möglich, die Dotierung dieser Fortsetzungen 10 zu verstärken, so daß diese In erster Linie stromführend sind, während die übrigen Teile der epitaktisohen Zone 8 ebensowenig die der Zone 2 nur schwach dotiert werden.
In dem Auaführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist eine polykristallin· Verbindung zwischen den Zonen A1 und A2 nicht
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vorgesehen. Man Mat also zwei voneinander getrennte elektrische Kontaktierungssysteae ia Innern der Verbundanordnung , die ala οberfläckenferne Kreuzung τοη Leitungen ausgenutzt werden können. Die durch die polykristallinen Kanäle zusätzlich geschaffenen leitenden Verbindungen, aind in erster Linie zum Führen von Gleichstrom oder von niederfrequenten Strömen gedacht. Die Anwendung auf Hochfrequenz-Ströme empfiehlt aioh aus Gründen zu großer kapazitiver Kopplungen weniger. Ferner 1st bei· Betrieb der Leitungen und auch bein Aufbau der integrierten Schaltungen darauf zu achten, daß die polykrietallinen Kanäle und die alt ihnen in Verbindung stehenden Zonen A gegen ihre n-leitende Umgebung nicht in Flußrichtung vorgespannt werden können.
Falls kein direkter Kontakt zwischen Zonen einzelner Elemente in der Verbundanordnung und einem die Leitfähigkeit der betreffenden zu kontaktierenden Zone aufweisenden polykristallinen Kanal bzw. Zone A beabsichtigt ist, kann der betreffende polykristalline Kanal dort, wo er die Halbleiteroberfläche erreicht alt einer Kontaktierungsstelle, beispielsweise oat einer einlegierten Elektrode versehen sein. Ton dieser Kontaktierungsstell· führt dann eine gegen den Halbleiterkörper isolierte metallische Leitung zu der Kontaktierungsstelle der betreffenden zu kontaktierenden Zone. Dies wird anhand einer weiteren Ausgestaltung der in Fig. 5 dargestellten Anordnung gezeigt. Die näheren Einzelheiten sind in vereinfachter Fora in Fig. 6 dargestellt. Zu diesem Zweck wird zunächst die Oberfläche der p-leitenden Zone 6 mit einer Isolierschicht 9, beispielsweise aus pyrolytisch abgeschiedene* SiO2, bedeckt. An jedem Eck der Zone 8 wird im Beiapielsfalle je ein Element einer integrierten Schaltung erzeugt, die aus einer Anzahl ineinander geschachtelter Zonen von unterschiedlichen Leitungstyp bestehen können. Diesbezügliche Einzelheiten sind nicht gezeigt, sondern nur die Grenzen dieser Elemente 11, 12, 13 und U. Die Isolierschicht 9 wird aich dabei ia allgemeinen auch über Bereiche der Oberflächen dieser
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Elemente 11 bis 14 erstrecken, insbesondere ua deren pn-Übergänge zu schützen. Darin werden - der üblichen Herstellung solcher Elemente durch Planartechnik entsprechend eine Anzahl von Kontaktstellen dieser Elemente 11 bis H frei zutage liegen. Diese können von Elektroden "bedeckt- : sein. la Beispielsfalle ist für jedes Element nur eine Elektrode dargestellt. Diese Elektroden sind mit 15, 16,,. 17 und 18 bezeichnet. In der Oxidschicht 9 sind ferner diejenigen Stellen ausgespart,,an den die polykristallinen Kanäle 9 und 10 die Oberfläche der Zone 8 erreichen. Die Elektroden 15 - 18 sind nun mit je einem dieser polykristallinen Kanäle über je eine Leitbahn 19, 20, 21 und 22 verbunden, die von der Oxidschicht 9 getragen werden.
j? Auf diese Weise ist aufgrund der in Fig. 6 dargestellten
Anordnung die Elektrode 15 des Elements 11 mit der Elektrode 17 des Elements 13 verbunden. Die elektrische Verbindung wird dabei aus der Leitbahn 19, dem n-leitenden polykristallinen Kanal 9, der Zone Ap, dem zweiten n+-leitenden Kanal 9 und der Leitbahn 21 gebildet. Anderseits ist die Elektrode 16 des Elements 12 mit der Elektrode 18 des Elements , 1.4 verbunden. Die leitende Verbindung setzt sich dabei
aus der Leitbahn 20, einer ersten Verlängerung 10 des p- ^eitenden polykristallinen Kanals, einem p-leitenden polykristallinen Kanal 5, der Zone A1, einem zweiten ,■ polykristallinen Kanal 2, einer Verlängerung 10 dieses
^ ! Kanals und einer Leitbahn 22 zusammen.
Die sich aus diesen Teilen zusammensetzenden und im Innern der Anordnung kreuzenden Leitersysteme lassen sich ohne weiteres durch Anwendung mehrerer Zonen - entsprechend den Zonen 2 und 8 in Pig. 5 - vermehren. Sie können an der selben oder an der entgegengesetzten Seite der Halbleiterscheibe 1 angeordnet sein. Ferner kann die Zone 2 und die Zone A^ auch den entgegengesetzten Leitungstyp zum Kristall 1 erhalten. Dann müssen die Zone A2 und die Zone 8 den Leitungatyp des Kriatalles 1 auf-
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weisen.
Zu erwähnen ist noch eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung, die man dann erhält, wenn man die bei der Dotierung der polykristallinen Kanäle erforderlichen Diffusions- oder sonstigen Prozesse so weit treibt, daß der Übergang von einem Leitungstyp in den entgegengesetzten Leitungstyp außerhalb des polykristallinen Kanals liegt. Dadurch erhält man eine zusätzliche Verkleinerung von unerwünschten Kopplungen.
14 Patentansprüche
6 Figuren
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Claims (14)

  1. Patentansprüche
    \j. Halbleiterverbundanordnung, deren Einzelelemente in einem einsigen einkristallinen Halbleiterkörper vereinigt sind, bei der ferner mindestens ein der Kontaktierung einer im Innern des Halbleiterkörpers befindlichen Zone A dienender, eine einkristalline und bis zur Halbleiteroberfläche reichende Zone B durchsetzender polykriatalliner Kanal vom Leitungstyp der Zone A vorgesehen ist und bis zur Halbleiteroberfläche reicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Zone A und der sie kontaktierende polykristalline Kanal den entgegengesetzten Leitungatyp zu den ihre Begrenzung bildenden einkristallinen Be-
    ^ reichen aufweisen und Bestandteil der elektrischen Ver- * bindung zweier Elemente der Anordnung sind.
  2. 2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Zone A führender polykristalliner Kanal mit einer Elektrode versehen und zwischen dieser Elektrode und einer Elektrode eines der Elemente in der Verbundanordnung eine gegen die Halbleiteroberfläche isolierte leitende Bahn vorgesehen ist.
  3. 3. Halbleiterverbundanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer zu kontaktierenden Zone eines Elementes der Anordnung und der Zone A und/oder
    fc dem sie kontaktierenden polykristallinen Kanal ein direkter Kontakt im Innern des Halbleiterkörpers vorgesehen ist.
  4. 4. Halbleiterverbundanordnung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Zone A mehrere polykristalline Kanäle zu verschiedenen Elementen der Anordnung ausgehen.
  5. 5. Halbleiterverbundanordnung nach einem der Ansprüche 1-4» dadurch gekennzeichnet, daß der Wechsel des Leitungstyps
    ..«;--;;"ä)iif} QAM SAO ORIGINAL. VPA 9/493/1052 -IS-
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    zwischen den polykristallinen Kanälen und den sie umgebenden einkristallinen Bereichen innerhalb der einkristaliinen Bereiche erfolgt.
  6. 6. Halbleiterverbundanordnung nach einem der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei keine unmittelbare Verbindung im Innern des Halbleiterkörpers miteinander aufweisende Systeme aus Zone A und polykristallinen Kanälen vorgesehen sind,
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine flache p-leitende und mindestens eine flache η-leitende Zone A sich parallel zu einer Flachseite des Halbleiterkristalls der Verbundanordnung ohne Verbindung miteinander erstrecken, daß die beiden Zonen A dabei einen unterschiedlichen Abstand von dieser Flachseite haben, daß ferner die ρ-leitende Zone A (Zone A^) und die n-1eitende Zone A (Zone A0) - von der genannten Flachseite aus betrachtet - sich überkreuzen, daß von den über die Kreuzungsstelle hinaus stehenden Teilen dieser beiden Zonen mindestens je ein polykristalliner Kanal vom Leitungstyp der betreffenden Zone A bis an die genannte Fiachseite geführt ist und daß schließlieh jeder dieser polykristallinen Kanäle mit einer zu kontaktierenden Zone eines Halbleiterelements der Verbundanordnung leitend verbunden ist (Fig. 5 und 6)·
  8. 8. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterverbundanordnung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zonen A durch Diffusion an der Oberfläche eines einkristallinen und den entgegengesetzten Leitungstyp aufweisenden Halbleiterkörpers erzeugt und dann anschließend von einer einkristallinen epitaktischen Schicht vom Leitungstyp des Substrats abgedeckt werden und daß in dieser epitaktischen Schicht mindestens ein polykristalliner Kanal vom Leitungstyp
    BADORKSINAL
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    der Zone A erzeugt wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die polykristallinen Kanäle gleichzeitig alt der epitaktischen einkristallinen und die Zone A bedeckenden Schicht erzeugt werden, indem an der Oberfläche der Zone A lokal definierte Störungen erzeugt und auf der so präparierten Oberfläche der Zone A und ihrer Umgebung die epitaktische Schicht unter Bedingungen abgeschieden wird, bei denen das an der ungestörten Oberfläche der Anordnung abgeschiedene Halbleitermaterial monokristallin aufwächst.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß fe < die lokalen Störungen durch Aufdampfen einer dünnen Schicht von Fremdmaterial, insbesondere aus einem den Leitungstyp der Zone A erzeugenden Dotierungsstoff, hergestellt werden.
  11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 0-10, dadurch gekennzeichnet, daß die polykristallinen Kanäle durch lokalisiertes Aufschmelzen der auf der Zone A und deren Umgebung zunächst in einkristallinem Zustand abgeschiedenen Schicht erfolgt, indem nach dem likalen Aufschmelzen dieser Schicht bis zu der von dieser Schicht abgedeckten Zone A das Wiedererstarren der aufgeschmolzenen Zone unter Einflußnahme künstlich aufgebrachter Stör-
    ψ keime erfolgt.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, da;3 nach dem Aufschmelzen die aufgeschmolzenen Teile mit einer dünnen Schicht aus Fremdmaterial, beispielsweise SiOp, bedampft und dann zum Erstarren gebracht werden.
  13. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 - 12, dadurch ge-
    SAD ORIGINAL
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    kennzeichnet, daß die polykristallinen Kanäle durch lokales Verdampfen der die Zone A bedeckenden epitaktischen Schicht und Ausfüllen der entstandenen und bis zur Zone A reichenden Löcher in der epitaktiachen Schicht mit polykristallinen! Material erfolgt.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung des die Löcher in der epitaktischen Schicht ausfüllenden Materials bei Temperaturen vorgenommen wird, bei denen dieses Material zwangsläufig in polykristallinen! Zustand anfällt.
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