DE2060348C3

DE2060348C3 - Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung

Info

Publication number: DE2060348C3
Application number: DE2060348A
Authority: DE
Inventors: Julian Robert Anthony Reigate Surrey Beale (Grossbritannien)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1969-12-18
Filing date: 1970-12-08
Publication date: 1978-05-24
Also published as: GB1324507A; NL7018159A; CH519790A; SE355895B; FR2116324B1; FR2116324A1; BE760417A; ES386515A1; DE2060348A1; US3704177A; DE2060348B2

Description

der Konfiguration und der Lage, der Dotierungskonzentration und des Konzentrationsgradienten der erwähnten streifenförmigen Bereiche in bezug auf andere Bereiche der Basiszone erhalten als durch bisher verwendete übliche Diffusionstechniken möglich ist.

Eine Ionenimplantation durch eine Maske gestattet insbesondere sehr schroffe Änderungen in drei Dimensionen in der implantierten Dotierionenkonzentration, so daß genau definierte, gutleitende streifenförmige Bereiche der Basiszone gebildet werden können, die ι ο unter der Emitterzone vergraben sind. Auf diese Weise kann eine Anordnung hergestellt werden, in der die Funktion der seitlichen Leitfähigkeit für den Basisstrom und die Funktion von Stromtransport zwischen Emitter und Kollektor zwischen verschiedenen Bereichen der Basiszone unterhalb der Emitterzone scharf voneinander getrennt sind.

Derartige genau definierte, gut leitende streifenförmige Teile können einen niedrigen Basiswiderstand unterhalb der Emitterzone herbeiführen, wobei die Emitter-Erschöpfungs- und Diffusionskapazitäten nur in geringem Maße verschlechtert, also erhöht werden und die Gesamtbasisoberfläche unterhalb der Emitterzone nicht in unerwünschtem Maße vergrößert wird.

In gewissen Anordnungen werden durch das Vorhandensein anderer gut leitender streifenförmiger Bereiche auf Bereichen der Basiszone — außerhalb des unmittelbar unterhalb der Emitterzone liegenden Bereichs — die Eigenschaften der Anordnung nicht beeinträchtigt; in solchen Fällen kann bei der Bildung der streifenförmigen Bereiche, die unmittelbar unterhalb der Emitterzone liegen, eine große Gruppe streifenförmiger Bereiche angebracht werden, und an die laterale Ausrichtung zwischen den Lagen der Gruppe streifenförmiger Bereiche und dem Teil des Körpers, in dem die Emitterzone angebracht wird oder angebracht werden muß, brauchen keine strengen Anforderungen gestellt zu werden.

Wenn eine Maskierungsschicht in Form eines Gitters zur Bestimmung des gegenseitigen Abstandes der streifenförmigen Bereiche verwendet wird, kann das Maskierungsschichtgitter eine Struktur aufweisen, die zum Beispiel durch photolithographische Ätztechniken bestimmt wird. In diesem Falle kann der gegenseitige Abstand der gebildeten streifenförmigen Bereiche z. B. höchstens 2,5 μΐη betragen.

Wenn die Emitterzone durch den Einbau von Dotierungsatomen in die Halbleiteroberfläche durch eine öffnung in einer Maskierungsschicht, z. B. einer Siliciumdioxydschicht, gebildet wird, kann die öffnung durch photolithographische Ätztechniken angebracht werden, wobei ein photoempfmdliches Material benutzt wird, das mit Ultraviolettlicht bestrahlt wird, um die öffnung in der Maskierungsschicht zu definieren.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Struktur der Maskierungsschicht durch Maskierungsund Ätztechniken unter Verwendung eines für Elektronen empfindlichen Materials bestimmt Sowohl die elektronen- als auch die lichtempfindliche Schicht kann vorteilhafterweise als eine Maskierungsschicht aus einem Schwermetall angebracht werden. Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung kann eine Maskierungsschicht angebracht werden, die aus einem Material besteht das durch Beschüß von Teilen einer für Elektronen empfindlichen Schicht mi; einem Elektronenstrahl gebildet wird, z. B. Siliciumdioxyd aus einer Polymiethylcyclosiloxan^PMCS)-Schicht

Das für Elektronen empfindliche Material kann z. B.

Polymethylmetacrylat (PMMA) sein, das ein positiver Photolack ist, während das Schwermetall z. B. Chrom sein kann.

Unter Verwendung eines solchen Verfahrens können streifenförmige Bereiche mit verhältnismäßig scharfen Rändern gebildet werden, wobei der den Leitfähigkeitstyp bestimmende Dotierungskonzentrationsgradient an den Rändern der streifenförmigen Bereiche sowohl in der Quer als auch in der Längsrichtung verhältnismäßig groß ist, während der gegenseitige Abstand der streifenförmigen Bereiche z. B. höchstens 1 μιη sein kann. Wenn beim Betrieb der Anordnung Strom aus den Basiskontakten, an den streifenförmigen Bereichen entlang, zu der aktiven Basiszone fließt fließt, wenn die unmittelbar unterhalb der Emitterzone liegenden slreiienförmigen Bereiche genau definiert sind und verhältnismäßig nahe beieinander liegen, der Strom in den aktiven Teilen der Basiszone nur über einen verhältnismäßig kurzen Abstand; dies ist der Unterteilung der Emitterzone in eine Anzahl kleinerer Emitterteilzonen äquivalent. Wenn z. B. die Emitterzone des erwähnten Transistors die kleinste Breite aufweist, die bei den bekannten photolithographischen Techniken erreichbar ist, hat die Bildung mit Hilfe der Elektronenbündeltechnik voneinander getrennter streifenförmiger Bereiche unterhalb des Halbleiterteils, in dem die Emitterzone angebracht wird oder angebracht werden muß, einen Effekt auf die Transistorwirkung, der der Bildung verschiedener kleinerer Emitterzonen äquivalent ist. Dies kann wichtig sein für sehr hohe Frequenzen geeignete Transistoren, z. B. Transistoren mit einem /7-von 10 GHz oder sogar höher.

Für einen Hochfrequenz-Bipolartransistor gibt es einen bevorzugten Bereich von Werten des gegenseitigen Abstandes der streifenförmigen Bereiche. Eine untere Grenze wird durch die Speicherkapazität bestimmt, weil die Eigenschaften nahe beieinander liegender oder ineinander übergehender streifenförmiger Bereiche annähernd denen eines ununterbrochenen gut leitenden Schichtteils in der Basiszone gleich sind, so daß eine hohe Durchlaßvorspannung erforderlich sein wird, um darin einen Emitterstrom eines bestimmten Wertes zu injizieren. Eine obere Grenze wird durch einen Basiswiderstand bestimmt weil dieser Widerstand von einem Faktor von etwa /- ß²/*² beeinflußt wird, wobei a die Breite der Emitterzone, b die Trennung zwischen den streifenförmigen Bereichen der Basiszone darstellt und / den Wert 2 für gleiche Breiten streifenförmiger Bereiche und dazwischenliegender Teile der Basiszone aufweist

Für die Ionenimplantation kann ferner vorteilhafterweise eine genügend hohe Ionendosis angewandt werden, um die Gebiete des einkristallinen Halbleiterkörpers, in denen die streifenförmigen Bereiche der Basiszone angebracht werden, amorph zu machen.

Während einer anschließenden Ausglühbehandlung bei z. B. 800⁰C werden die amorphen Gebiete umkristallisiert damit die einkristalline Gitterstruktur wiederhergestellt wird. Der hohe Wert, den die Dosis haben muß, um derartige amorphe Gebiete zu erhalten, kann dadurch herabgesetzt werden, daß der Halbleiter körper während der Implantation abgekühlt wird. Bei Anwendung derartiger Verfahren wird eine Vielzahl von Leerstellen im Kristallgitter erhalten, die durch Dotierionen besetzt werden können, so daß eine höhere den Leitfähigkeitstyp bestimmende Dotierungskonzentration in den streifenförmigen Bereichen als bei Anwendung üblicherer Implantationsverfahren erziel-

bar ist.

Da die streifenförmigen Bereiche voneinander getrennt angebracht werden müssen, ist es erforderlich, daß die Lagen der maximalen, den Leitfähigkeitstyp bestimmenden Dotierungskonzentrationen angrenzender streifenförmiger Bereiche voneinander getrennt sind und daß diese Konzentrationen höher als die den Leitfähigkeitstyp bestimmende Dotierungskonzentration eines aktiven dazwischenliegenden Teils der Basiszone sind.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird eine Implantation durchgeführt, durch die die den Leitfähigkeitstyp bestimmende Dotierionenkonzentration jedes der gebildeten streifenförmigen Bereiche der Basiszone einen Höchstwert erhält, der mindestens eine Größenordnung höher als der der Dotierionenkonzentration ist, die in den Teilen der Basiszone am Emitter-Basis-Übergang und zwischen den streifenförmigen Bereichen der Basiszone angebracht ist.

Die sehr schroffen lateralen Änderungen in der implantierten Dotierungskonzentration der streifenförmigen Bereiche, die durch Ionenimplantation erhalten werden können, sind wichtig, wenn das Übergangsgebiet zwischen jedem streifenförmigen Bereich und einem aktiven Teil der Basiszone auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden muß. Die Diffusionskapazität pro Oberflächeneinheit dieses Übergangsgebietes ist hoch, weil die streifenförmigen Bereiche im allgemeinen dicker als die aktiven Teile sind, während die Diffusionskonstante der Minoritätsladungsträger durch die zusätzliche Dotierungskonzentration herabgesetzt wird. Die Übergangszeit in einem derartigen Übergangsgebiet ist also lang, während die Dotierungskonzentration noch keinen Wert erreicht hat, der genügend hoch ist, um einen niedrigen Injektionspegel zu erhalten. Bei einer Dotierungskonzentration in den streifenförmigen Bereichen, die mindestens gleich dem lOfachen der Dotierungskonzentration der aktiven Teile der Basiszone ist, ist der Injektionspegel in den streifenförmigen Bereich vernachlässigbar. Durch Anwendung von Ionenimplantation bei der Bildung der streifenförmigen Bereiche sind hohe Dotierungskonzentrationsgradienten erzielbar, so daß die Dotierungskonzentration der streifenförmigen Bereiche auf einen Wert ansteigen kann, der zumindest gleich dem lOfachen des Wertes der Dotierungskonzentration der aktiven Teile ist über einen Abstand, der im Vergleich zu der Breite aktiver Teile der Basiszone klein ist; das Übergangsgebiet ist also auf ein Mindestmaß beschränkt, und die Speicherkapazität durch das Vorhandensein der streifenförmigen Bereiche wird vernachlässigt

Da die erwähnten streifenförmigen Bereiche unter Anwendung selektiver Ionenimplantation gebildet werden, kann der Höchstwert der den Leitfähigkeitstyp bestimmenden Dotierungskonzentration jedes streifenförmigen Bereiches verhältnismäßig hoch sein, wobei verhältnismäßig hohe, den Leitfähigkeitstyp bestimmende Dotierungskonzentrationsgradienten an den Rändern der streifenförmigen Bereiche aufrechterhalten werden können.

So kann für die maximale Dotierionenkonzentration der streifenförmigen Bereiche der Basiszone ein Wert gewählt werden, der mindestens zwei Größenordnungen höher als der Wert der maximalen Dotierionenkonzentration in Teilen der Basiszone am Emitter-Basis-Übergang und zwischen den streifenförmigen Bereichen der Basiszone ist

In Teile der Basiszone am Emitter-Basis-Übergang

und zwischen den streifenförmigen Bereichen der Basiszone wird vorteilhafterweise eine den Leitfähigkeitstyp bestimmende Dotierungskonzentration angebracht, die in der Größenordnung von 10" Atomen/cm³ liegt.

Der Höchstwert der den Leitfähigkeitstyp bestimmenden Dotierungskonzentration jedes streifenförmigen Bereiches kann z. B. mindestens 19¹⁹ Atome/cm³ oder sogar mindestens 10²⁰ Atome/cm³ betragen.

ίο Bei der Bildung der streifenförmigen Bereiche der Basiszone werden die Dotierionen vorteilhafterweise zusätzlich durch an die Emitterzone angrenzende Teile des Halbleiterkörpers in den Halbleiterkörper implantiert. Die streifenförmigen Bereiche erstrecken sich somit in der Längsrichtung unterhalb des Emittergebietes. Bei dieser vorteilhaften Ausgestaltung ist es weiterhin vorteilhaft, daß die streifenförmigen Bereiche der Basiszone durch selektive Implantation durch Teile einer Maskierungsschicht hindurch gebildet werden, die auf der Halbleiteroberfläche angebracht ist, um Teile des Halbleiterkörpers gegen Eindringung von Dotierungsatomen der Emitterzone zu maskieren. In diesem Fall ist die Dicke dieser Maskierungsschicht geringer als die in dieser Schicht mögliche Eindringtiefe der Dotierungsatome vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp, die zur Bildung der streifenförmigen Bereiche implantiert worden sind.

Weiterhin werden Basiskontaktgebiete hoher Leitfähigkeit vorteilhafterweise auf der Halbleiteroberfläche derart außerhalb des Teils des Halbleiterkörpers angebracht, in dem die Emitterzone angebracht wird, während die gebildeten streifenförmigen, sich in zueinander parallelen Richtungen erstreckenden Bereiche der Basiszone an den Basiskontaktgebieten hoher

Leitfähigkeit enden.

Die gut leitenden Basiskontaktgebiete können z. B. örtlich diffundierte Teile der Basiszone sein, die anschließend durch die Basis-Elektrode kontaktiert werden. Die voneinander getrennten streifenförmigen Bereiche brauchen aber nicht zueinander parallel zu verlaufen. Man kann z. B. auch mehr als einen selektiven Implantationsschritt durchführen; z. B. ist es beim Durchführen zweier selektiver Implantationsschritte möglich, zueinander senkrechte Sätze gut leitender streifenförmiger Bereiche in der Basiszone zu bilden, von denen ein Satz eine höhere Leitfähigkeit als der andere Satz aufweist, wobei anschließend diese streifenförmigen Bereiche mit der Basiszone verbunden werden.

Die maximalen Konzentrationen der Dotierionen, die über den Halbleiterteil, in dem die Emitterzone angebracht wird oder angebracht werden muß, implantiert werden, liegen auf einer größeren Tiefe als die Stelle, an der der Emitter-Basis-Übergang ange-

SS bracht wird oder angebracht werden muß, so daß in der Nähe des Emitter-Basis-Übergangs in der hergestellten Anordnung die den Leitfähigkeitstyp bestimmende Dotierungskonzentration jedes gebildeten Streifens in Richtung auf den Emitter-Basis-Übergang abnimmt Da die streifenförmigen Bereiche der Basiszone durch Ionenimplantation gebildet werden, kann ihre den Leitfähigkeitstyp bestimmende Dotierungskonzentration in der Nähe des Emitter-Basis-Übergangs erheblich geringer als ihre maximale Konzentration sein. Für

einen praktischen, durch dieses Verfahren hergestellten Hochfrequenz-Bipolartransistor gibt es - in Abhängigkeit von dem Dotierungskonzentrationsgradienten -einen bevorzugten Bereich von Werten des Abstandes

der maximalen Dotierungskonzentration der streifenförmigen Bereiche von dem Emitter-Basis-Übergang. Eine untere Grenze für den Abstand wird durch die Kapazität der Emitter-Erschöpfungsschicht, d. h. durch die zu dem Emitter-Basis-Übergang bei einem bestimmten Wert der Durchlaßvorspannung gehörige Raumladungskapazität, bestimmt, welche Kapazität die Grenzfrequenz des Transistors beeinflußt. Eine obere Grenze für den Abstand wird durch die Speicherkapazität bestimmt, weil, wenn der Abstand ein großer Bruchteil des gesamten nichterschöpften Teils der aktiven Basiszone ist, die Ladungsspeicherung in dem Raum zwischen dem streifenförmigen Bereich und dem Emitter-Basis-Übergang einen großen Teil der in die Basiszone injizierten Ladungsträger bildet. Die durch die ionenimplantation erreichte Einstelimögiichkeit bei der Bestimmung der Lage und der Konfiguration der streifenförmigen Bereiche der Basiszone in bezug auf den Emitter-Basis-Übergang ist ein wesentlicher Faktor bei der Herstellung einer derartigen Anordnung.

Die ganze Emitterzone kann durch Diffusion angebracht werden. Um jedoch eine genauere Einstellung der Lage des aktiven Teils des Emitter-Basis-Übergangs in bezug auf die streifenförmigen Bereiche zu erzielen, wird einer vorteilhaften Ausgestaltung wenigstens der aktive Teil der Emitterzone am Emitter-Basis-Übergang durch Ionenimplantation gebildet.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden die Dotierionenkonzentration der aktiven Teile der Basiszone und der Emitterzone derart angebracht, daß die den Leitfähigkeitstyp bestimmende Dotierionenkonzentration der Emitterzone an deren Übergang zu den streifenförmigen Bereichen einen Wert aufweist, der zwischen der maximalen Dotierionenkonzentration der aktiven Teile der Basiszone am Emitter-Basis-Übergang und der implantierten maximalen Dotierionenkonzentration jedes streifenförmigen Bereiches der Basiszone liegt.

Da die Erschöpfungskapazität eines Übergangs von dem Netto-Dotierungskonzentrationsgradienten am Übergang abhängt, kann es günstig sein, wenn dieser Gradient herabgesetzt wird, indem gesichert wird, daß der Übergang zwischen dem Emittergebiet und den streifenförmigen, unmittelbar unterhalb des Emittergebietes liegenden Bereichen an der Stelle auftritt, an der die Dotierungskonzentration, die den Leitfähigkeitstyp des Emitters bestimmt, nur langsam variiert. Dies erfolgt in der Nähe der Spitze des Konzentrationsprofils des Emitterdotierungselements. Wenn also der aktive Teil der Emitterzone am Emitter-Basis-Übergang durch Ionenimplantation gebildet wird, werden die Implantationsschritte nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung derart durchgeführt, daß der Übergang zwischen der Emitterzone und den streifenförmigen, direkt unterhalb der Emitterzone liegenden Bereichen der Basiszone in der Nähe der maximalen implantierten Dotierionenkonzentration des aktiven Teils der Emitterzone liegt

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Halbleiterkörper mit einem einzelnen Bipolartransistor,

Fi g. 2 eine Draufsicht auf den Halbleiterkörper nach F i g. 1 mit Kontaktelektroden,

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie X-Xm F i g. 1 und längs der Linie X'-X'\n F i g. 2,

F i g. 4,5 und 8 Schnitte längs der Linie Y- V in F i g. 1

in verschiedenen Herstellungsstufen,

F i g. 6 eine Draufsicht auf den Halbleiterkörper nach den F i g. 1 und 2 in einer Herstciiungsstufe, Fi g. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VIl in Fi g. 6, F i g. 9 eine graphische Darstellung der Dotierungskonzentrationsprofile verschiedener Halbleitergebiete des Bipolartransistors.

Die in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellte Halbleiteranordnung ist ein einzelner npn-Bipolartransisi:or mit

ίο einem einkristallinen Siliciumkörper 1, in dem Emitter-, Basis- und Kollektorzonen 2, 3 bzw. 4 angebracht sind. Die p-leitende Basiszone 3 enthält zwischen den η-leitenden Emitter- und Kollektorzonen 2 bzw. 4 eine Gruppe voneinander getrennter p + -leitender streifenförmiger Bereiche 5 mit einer höheren Leitfähigkeit als die aktiven Teile 6 der Basiszone, die zwischen den ρ+ -leitenden streifenförmigen Bereichen 5 und am Emitter-Basis-Übergang 7 liegen. Zur Vereinfachung der Figuren sii.J nur sechs dieser ρ+ -leitenden streifenförmigen Bereiche dargestellt. Diese ρ+ -leitenden Bereiche 5 dienen zur Herabsetzung des Eigenbasiswiderstands des Transistors. Die meisten der ρ+ -leitenden Bereiche 5 ei sirecken sich unterhalb der Emitterzone 2.

Die η-leitende Kollektorzone 4 enthält einen Teil einer epitaktischen Schicht 8, die einen spezifischen Widerstand zwischen 0,1 und 1 Ω · cm aufweist und auf einem gut leitenden Substrat 9 vom n-Leitfähigkeitstyp mit einem spezifischen Widerstand von 0,008 Ω · cm liegt. Der Kollektorkontakt wird an der gegenüberliegenden Hauptoberfläche des gut leitenden Substrats 9 hergestellt.

Die p-leitende Basiszone 3 ist ein mit Bor implantiertes Gebiet, das einen Kollektor-Basis-pn-

Übergang 10 mit dem angrenzenden η-leitenden Teil der epitaktischen Schicht 8 bildet. Die Akzeptorkonzentration in den ρ+ -leitenden Bereichen 5 der Basiszone 3 wird durch implantierte Borionen angebracht und weisi einen Höchstwert von 10¹⁹ Atomen/cm³ auf. Bei einer abgewandelten Ausführungsform der Anordnung nach den Fig. 1, 2 und 3 beträgt der erwähnte Höchstwert 10²⁰ Atome/cm³. Die Akzeptorkonzentration in aktiven Teilen 6 der Basiszone 3 liegt in der Größenordnung von 10¹⁷ Boratomen/cm³. Die Lage der maximalen Akzeptorkonzentration jedes streifenförmigen Bereiches 5 ist von dem Emitter-Basis-pn-Übergang 7 getrennt, damit die Kapazität der Emitter-Erschöpfungsschicht herabgesetzt wird. Die ρ+ -leitenden streifenförmigen Bereiche 5 der Basiszone 3 erstrecken sich in der Längsrichtung außerhalb der Emitterzone 2 in zueinander parallelen Richtungen, wobei die meisten der streifenförmigen Bereiche 5 an gut leitenden p⁺-leiienden diffundierten Kontaktgebieten U in der Basiszone 3 enden.

Die Emitterzone 2 ist im wesentlichen ein mit Phosphor diffundiertes Gebiet; der größte Teil der Donatorkonzentration am Emitter-Basis-Übergang 7 wird jedoch durch implantierte Phosphorionen angebracht und liegt in der Größenordnung von 10¹⁹ Atomen/cm³. In der erwähnten abgewandelten Ausführungsform der Anordnung beträgt diese Donatorkonzentration 10¹⁸ Atome/cm³.

Auf der Oberfläche der epitaktischen Schicht 8 ist eine isolierende und passivierende Schicht angebracht, die eine dünne Siliciumdioxydschicht 12 enthält, die von einer dicken Siliciumdioxydschicht 13 umgeben ist Die Schwelle zwischen den Schichten 12 und 13 ist in den Fig.2 und 3 mit 14 bezeichnet Die Emitterzone 2 und

die Basiskontaktgebiete Il werden an der Oberfläche der epitaktischen Schicht 8 über öffnungen 15 und 16 in der dünnen Siliciumdioxydschicht 12 durch Emitter- und Basiskontaktelektroden 17 bzw. 18 kontaktiert. Die Kontaktelektroden 17 und 18 weisen eine kammartige Struktur auf und jede der Kontaktelektroden 17 und 18 erstreckt sich über die Isolierschichten 12 und 13 und endet an einer vergrößerten Kontaktfläche auf der dicken Siliciumdioxydschicht 13.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Halbleiteranordnung wird auf folgende Weise hergestellt.

Es wird von einem n-Ieitenden einkristallinen Siliciumkörper ausgegangen, der aus dem η+ -leitenden Substrat 9 mit einem spezifischen Widerstand von 0,008 Ω ■ cm und einer Dicke von 200 μπι besteht, auf dem durch epitaktisches Anwachsen eine η-leitende epitaktische Schicht 8' mit einem spezifischen Widerstand zwischen 0,5 und 1 Ω - cm und einer Dicke zwischen 3 und 5 μΐη angebracht wird. Die Hauptoberflächen des Siliciumkörpers stehen senkrecht auf der < 111 > -Richtung.

Im allgemeinen werden verschiedene gesonderte Bipolartransistoren aus derselben Scheibe dadurch hergestellt, daß eine Reihe von Transistorelementen gleichzeitig auf der Scheibe gebildet und die Scheibe zum Erhalten gesonderter Halbleiterkörper für jeden gesonderten Transistor unterteilt wird. Das an Hand der Fig.4 bis 9 zu beschreibende Verfahren bezieht sich aber auf einen einzigen gesonderten Transistor im Halbleiterkörper und nicht auf die ganze Halbleiterscheibe. Es ist einleuchtend, daß bei Verwendung von Schritten, wie photolithographischen Ätztechniken, Diffusion, Implantation und Ausglühen diese Bearbeitungen entweder gleichzeitig an einer Anzahl von Stellen auf der Scheibe oder auf der ganzen Scheibe durchgeführt werden, so daß eine Anzahl einzelner Transistorelemente gebildet werden, die in einer späteren Stufe der Herstellung durch Unterteilung der Scheibe voneinander getrennt werden.

Eine Siliciumdioxydschicht 13' mit einer Dicke von etwa 0,6 μΐη wird auf der Oberfläche der epitaktischen Schicht 8' dadurch angewachsen, daß der Körper in einem Strom feuchten Sauerstoffs auf 1200°C erhitzt wird. Durch einen photoiithographischen Ätzschritt werden zwei rechteckige öffnungen mit Abmessungen von 4 μπι χ 20 μιη in der Siliciumoxydschicht 13' gebildet, durch die Oberflächenteile der darunterliegenden n-leitenden epitaktischen Schicht 8' freigelegt werden.

Der Körper wird in einen Diffusionsofen gesetzt und auf etwa 1100⁰C in einem Gasstrom erhitzt, der Bor enthält, das aus einer Bortrioxydquelle erhalten wird. Dies ergibt eine thermische Diffusion von Bor in die freigelegten Oberflächenteile der epitaktischen Schicht 8' zur Bildung p-leitender diffundierter Basiskontaktge biete 11 in der η-leitenden epitaktischen Schicht 8'. Die Siliciumoxydschicht 13' maskiert darunterliegende Oberflächenteile der epitaktischen Schicht 8' gegen Diffusion. Die Oberflächenkonzentration an diffundiertem Bor beträgt mindestens 10¹⁹ Atome/cm³. Die erhaltene Struktur ist in F i g. 4 dargestellt

Während der Bordiffusion werden die freigelegten Oberflächenteile der epitaktischen Schicht 8' mit einer dünnen Borsilikatglasschicht überzogen. Der Körper wird aus dem Diffusionsofen herausgenommen und das Borsilikatglas und Teile der dicken Siliciumdioxydschicht 13' werden durch einen photolithographischen Ätzschritt entfernt, wodurch die dicke Siliciumdioxydschicht 13 gebildet wird, die eine rechteckige öffnung von 25 χ 30 μΐη aufweist, durch die nachher der Kollektor-Basis-pn-Übergang 10 des Transistors definiert wird. Eine weitere Siliciumdioxydschicht mit einer

Dicke von 0,2 μπι wird in der öffnung in der dicken Siliciumdioxydschicht 13 angewachsen, welche Schicht 13 gleichzeitig verdickt wird. Durch einen photolithographischen Ätzschritt wird eine rechteckige öffnung 15 von 3 χ 20 μιη in der weiteren Siliciumdioxydschicht

ίο gebildet, wodurch eine dünne Siliciumdioxydschicht 12' gebildet und ein n-leitender Oberflächenteil der epitaktischen Schicht 8 freigelegt wird, der zwischen den beiden diffundierten Basiskontaktgebieten Il liegt. Die beiden Basiskontaktgebiete 11 liegen unterhalb der dünnen Siliciumdioxydschicht 12'.

Der Körper wird in einen Diffusionsofen gesetzt und auf 900⁰C in einem Gasstrom erhitzt, der Phosphor enthält, der aus Phosphin erhalten wird. Dies ergibt eine Diffusion von Phosphoratomen in den freigelegten n-leitenden Oberflächenteil zur Bildung eines gut leitenden n+ -Gebietes 2', das an die Oberfläche grenzt. Die Siliciumdioxydschicht 12' maskiert angrenzende Teile der epitaktischen Schicht gegen Diffusion. Die Oberflächenkonzentration an diffundiertem Phosphor ist etwa 10²⁰ Atome/cm³. Es tritt leicht eine Beugung im diffundierten Phosphorkonzentrationsprofil auf, wodurch eine niedrige Phosphorkonzentration und ein niedriger Konzentrationsgradient in der Nähe der Verbindung zwischen dem gut leitenden n ⁺-Gebiet 2' und dem angrenzenden n-leitenden Teil der epitaktischen Schicht 8' erhalten werden. Die erhaltene Struktur ist in Fig. 5 dargestellt. Während des Diffusionsschritts wird eine dünne Phosphorsilikatglasschicht auf dem freigelegten Teil der Siliciumoberfläche und auf der Oberfläche der Siliciumoxydschichten 12' und 13' gebildet.

Während anschließender Schritte wird die Akzeptorkonzentration von Teilen der Basiszone 3 angebracht und wird der Donatorkonzentrationsgradient an dem erhaltenen Emitter-Basis-pn-Übergang durch Einbau von Bor- und Phosphoratomen durch Ionenbeschuß geändert.

Die Gruppe gut leitender ρ +-dotierter, streifenförmiger Bereiche 5 der Basiszone 3 wird durch selektive Implantation von 100 keV-Borionen angebracht. Zunächst wird durch Niederschlagen eine Chromschicht auf den Siliciumoxydschichten 12' und 13 und auf der Phosphorsilikatglasschicht gebildet, während der Außenrand dieser Schicht auf der dicken Siliciumdioxydschicht 13 durch einen photolithographischen Ätzschritt definiert wird. Eine Schicht aus Polymethylmetracrylat, das ein für Elektronen empfindlicher positiver Photolack ist, wird auf der Chromschicht angebracht. Durch selektive Abtastung dieser Schicht mit einem fokussierten Elektronenstrahl werden zueinander parallele schmale rechteckige Teile der Schicht, die sich auf Oberflächenteilen des Körpers etwa zwischen den beiden Basiskontaktgebieten 11 erstrekken, bombardiert, wobei diese bombardierten rechteckigen Teile dann in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst werden. Der übrige Teil der für Elektronen empfindlichen Schicht wird gehärtet und wirkt als Maske während des anschließenden Ätzschrittes zur Bildung einer Chromschicht 20 mit der in F i g. 6 und 7

gezeigten Struktur. Über rechteckige öffnungen 21 in der Chromschicht 20 werden Oberflächenteile der dünnen Siliciumoxydschicht 12' und des Phosphorsilikatglases in der öffnung 15 in der dünnen Siliciumoxyd-

schicht 12' freigelegt. Die Chromschicht 20 dient als Maske für die selektive Implantation von Borionen zur Bildung der gut leitenden ρ+-dotierten streifenförmigen Bereiche 5, die sich zwisch :n den beiden Basiskontaktgebieten 11 erstrecken.

Der Körper wird in die Auffangkammer eines lonenimplantationsapparates gesetzt und bei einer niedrigen Temperatur mit 100 keV-Borionen bombardiert, wie mit Pfeilen in F i g. 7 angedeutet ist. Die Borionenquelle besteht aus Bortrichlorid. Die Orientierung des Körpers ist derart, daß die Achse des lonenbündels mit der < 111 > -Siliciumkristallrichtung einen Winkel von 7° einschließt. Die Brionendosis ist mindestens 10¹⁵ Atome/cm².

Die 100 keV-Borionen können nicht durch die dicke Chromschicht 20, aber durch die dünne Siliciumdioxydschicht 12' und auch durch das Phosphorsilikatglas hindurchdringen. Die implantierten Borionen beschädigen gegen Ende der Eindringtiefe das Siliciumkristallgitter in erheblichem Maße und bilden amorphe Gebiete 5' in dem übrigens einkristallinen Siliciumkörper (s. Fig.7). Zu diesen amorphen Gebieten gehören eine Vielzahl von Leerstellen, so daß durch diese Behandlung eine Vielzahl von Boratomen die Leerstellen ausfüllen und somit während einer anschließenden Ausglühbehandlung, z. B. bei 800° C, Substitutionsgitterlagen besetzen kann. Auf diese Weise wird eine hohe Borkonzentration selektiv in der epitaktischen Schicht 8' angebracht zur Bildung der ρ+-leitenden streifenförmigen Bereichen 5, wobei - in Abhängigkeit von dem gewählten Wert der Ionendosis und der Beschußzeit — der Höchstwert der Borkonzentration jedes streifenförmigen Bereiches 5, der auf diese Weise gebildet ist, 10" Atome/cm³, oder in der abgewandelten Ausführungsform der Anordnung 10²⁰ Atome/cm³, betragen kann.

Die Anwendung der Chromschicht 20 als Maske zum Definieren der streifenförmigen Bereiche 5 ergibt hohe Borkonzentrationsgradienten sowohl in der Querrichtung als auch in der Längsrichtung an den Rändern der Bereiche 5. Der Konzentrationsgradient über die Tiefe jedes Bereiches 5 wird durch die Abweichung von der Eindringtiefe der bombardierenden 100 keV-Borionen in der epitaktischen Schicht 8' bestimmt und dieser Konzentrationsgradient weist im allgemeinen keinen besonders hohen Wert auf. Trotzdem liegt im Gebiet der epitaktischen Schicht 8' direkt unterhalb des gut leitenden η+-Gebietes 2' die maximale Borkonzentration jedes Bereiches auf einer Tiefe von der Oberfläche her von etwa 0,33 μίτι, während dagegen die Borkonzentrationen, die 0,15 μπι flacher und 0,15 μηι tiefer liegen, um einen Faktor 10 niedriger sind. Demzufolge werden verhältnismäßig genau definierte gut ρ+-leitende Bereiche 5 in der epitaktischen Schicht 8' gebildet. Die Eindringtiefe der Ionen in Silicium und Siliciumdioxyd ist praktisch die gleiche, so daß von der Siliciumoberfläche her die Tiefe der maximalen Borkonzentration jedes Bereiches 5, der sich unter der dünnen Siliciumdioxydschicht 12' und außerhalb der Fläche direkt unterhalb des gut leitenden η+-Gebietes 2' erstreckt, etwa 0,13 μηι ist.

Die Chromschicht 20 wird dann durch Ätzen entfernt, so daß die ganze dünne Siliciumdioxydschicht 12' freigelegt wird. Der Körper wird wieder in die Auffangkammer des lonenimplantationsapparates gesetzt und, wie mit Pfeilen in F i g. 8 angedeutet ist, zunächst mit einer niedrigen Borionendosis und dann mit Phosphorionen bombardiert. Die Borionenquelle besteht aus Bortrichlorid und die Phosphorionenquelle aus Phosphortrichlorid. Die Orientierung des Körpers ist praktisch die gleiche wie beim oben beschriebenen Borbeschuß.

Der Borbeschuß wird in einem oder mehreren Schritten mit Energien im Bereich von 60-90 keV durchgeführt und die lonendosis liegt in der Größenordnung von 10¹² Atomen/cm². Die 60-90 keV-Borionen können nicht durch die dicke Siliciumdioxydschicht 13, aber durch die dünne Siliciumdioxydschicht 12' hin durchdringen. Die Borionen werden selektiv in die epitaktische Schicht 8' implantiert, wobei die Grenze des implantierten Gebietes durch die Schwelle 14 zwischen der dicken und der dünnen Siliciumdioxydschicht 13 bzw. 12' bestimmt wird. Nach einer Ausglühbehandlung bei 800° C bilden diese implantierten Borionen die Akzeptorkonzentration der aktiven Teile 6 der erhaltenen p-leitenden Basiszone 3, welche Konzentration in der Größenordnung von 10¹⁷ Atomen/cm³ liegt. Die Tiefe des Kollektor-Basis-pn-Über- gangs, der mit angrenzenden n-leitesiden Teilen der epitaktischen Schicht 8' gebildet worden ist, ist etwa 0,6 μηι in der Nähe eines streifenförmigen Bereichs 5 und 0,5 μΐη in aktiven Teilen der Basiszone zwischen den Bereichen 5. Der Unterschied in der Übergangstiefe führt leicht unerwünschte Effekte herbei, die der nichtplanaren Art des erhaltenen Kollektor-Basis-Obergangs inhärent sind, welche Effekte dadurch herabgesetzt werden können, daß eine niedrigere mittlere Energie für die Implantation der streifenförmigen Bereiche als für die Implantation anderer Teile der Basiszone angewandt wird.

Die Implantationsenergie der Phosphorionen ist 70 keV und die Dosis beträgt etwa 10^u Atome/cm². Die 70 keV-Phosphorionen können nicht durch die Siliciumdi oxydschichten 12' und 13 hindurchdringen. Demzufolge werden die Phosphorionen an der Stelle der öffnung 15 in der dünnen Siliciumdioxydschicht 12', die zu dem diffundierten η+ -Gebiet 2' gehört, in den Körper implantiert. Nach einer Ausglühbehandlung bei 600°C ist der Höchstwert der implantierten Phosphorionen 10¹⁹ Atome/cm³, welcher Wert auf einer Tiefe von der Oberfläche her von etwa 0,085 μηι erhalten wird. Das erhaltene η+ -Gebiet ist die Emitterzone des Transistors. Auf diese Weise wird der größte Teil der Donatorkon-

zentration am Emitter-Basis-pn-Übergang 7 durch implantierte und nicht durch diffundierte Phosphorionen angebracht. Die Tiefe des erhaltenen Emttter-Basis-Übergangs 7 in der Nähe eines streifenförmigen Bereichs 5 der Basiszone 3 ist etwa 0,16 μιη und diese Tiefe beträgt bei den aktiven Teilen 6 der Basiszone 3 zwischen den Bereichen 5 etwa 0,15 μπι.

Bei der Herstellung der erwähnten abgewandelten Ausführungsform der Anordnung ist die Energie der erwähnten Phosphorionen größer als 70 keV, so daß der Höchstwert der implantierten Phosphorionen auf einer größeren Tiefe unter der Oberfläche liegt. Die Beschußzeit und/oder die lonendosis ist geringer, so daß der erwähnte Höchstwert zwischen der maximalen Konzentration jedes streifenförmigen Bereiches 5 (etwa to²⁰ Atome/cm³) und der maximalen Konzentration der anderen Teile 6 der Basiszone 3 (etwa 10¹⁷ Atome/cm³) liegt und z. B. etwa 10^ie Atome/cm³ beträgt. Auf diese Weise wird der Netto-Dotierungskonzentrationsgradient am Emitter-Basis-Übergang 7 herabgesetzt,

<>5 während die Kapazität der Emitter-Erschöpfungsschicht weiter verringert wird.

Fi g. 9 zeigt verschiedene Dotierungskonientrationsprofile, wobei die Dotierungskonzentration in Ato-

men/cm³ als Ordinate und die Tiefe in μπι von der Siliciumoberfläche in der Öffnung 15 her als Abszisse aufgetragen ist. Das diffundierte Phosphorprofil ist mit A bezeichnet; das Implantationsprofil von löOkeV-Borionen ist mit B bezeichnet, während es in dem s abgewandelten Ausführungsbeispiel mit der höheren Konzentration mit B bezeichnet ist; das Implantationsprofil von 60-90 keV-Borionen ist mit C bezeichnet; das Implantationsprofil von 70 keV-Phosphorionen ist mit D bezeichnet, während es in dem abgewandelten Ausführungsbeispiel mit Phosphorionen höherer Energie und mit niedrigerer Konzentration mit D' bezeichnet ist

Es wird ein Kontakt mit der η-leitenden Emitterzone 2 durch eine Technik gebildet, bei der die Emitterkontaktelektrode 17 in derselben Öffnung 15 in der Siliciumdioxydschicht 12' angebracht wird, die für selektive Diffusion und Implantation bei der Bildung der Emitterzone 2 verwendet wurde. Diese Technik kann verwendet werden, weil die laterale Streuung der diffundierten Phosphoratome an der Oberfläche dafür sorgt, daß der Emitter-Basis-pn-Übergang 7 an der Oberfläche unterhalb der dünnen Siliciumdioxydschicht 12' endet, so daß Kurzschluß über dem Übergang durch die Emitterkontaktelektrode 17 verhindert wird. Die übrigen Teile der dünnen Phosphorsilikatglasschicht werden entfernt, damit der Oberflächenteil der n-leitenden Emitterzone 2 in der Öffnung 15 wieder freigelegt wird, indem der Körper während einiger Sekunden in eine sehr schwache Flußsäurelösung getaucht wird. Durch einen weiteren photolithographischen Ätzschritt werden zwei rechteckige Öffnungen 16 von je etwa 3 χ 20 μίτι in der dünnen Siliciumdioxydschicht 12' gebildet, damit Oberflächenteile der beiden p-leitenden Basiskontaktgebiete 11 freigelegt werden.

Dann wird eine Aluminiumschicht mit einer Dicke

von 0,5 μπι au? der ganzen Oberfläche niedergeschlagen. Die Aluminiumschicht wi""d selektiv durch einen photolithographischen Ätzschritt entfernt, wodurch die kammförmigeii Emitter- und Basiskontaktelektroden 17 bzw. 18 zurückbleiben.

Nach Unterteilung der Scheibe wird der Körper mit dem Transistorelement in einer Umhüllung montiert Verbindungen werden mit den Emitter- und Basiskontaktflächen hergestellt und das Ganze wird auf übliche Weise mit einer Umhüllung versehen.

Es ist einleuchtend, daß in den Ausführungsbeispielen die Reihenfolge der Diffusions- und Implantationischritte derart gewählt ist daß die betreffenden Temperaturen ordnungsgemäß abnehmen und die Bearbeitungen praktisch voneinander unabhängig sind. Erwünschtenfalls kann in der Anordnung nach den Fig. 1 bis 3 der ρ+-leitende streifenförmige Bereich 5, der völlig außerhalb der direkt unter der Emitterzone liegenden Fläche liegt, fortgelassen werden, so daß alle voneinander getrennten p+-feitenden Bereiche 5 direkt unterhalb der Emitterzone 2 liegen. Im allgemeinen führen diejenigen Teile der p-⁺-leitenden Bereiche, die unmittelbar unterhalb der Mitte der Emitterzone 2 liegen, wenig Strom und tragen kaum zu der Kapazität der Emitter-Erschöpfungsschicht bei; in gewissen Fällen können also diese Teile der genannten Bereiche fortgelassen werden, wobei die erhaltenen unterbrochenen Streifen eine Unterbrechung aufweisen, die etwa zu der Mitte der Emitterzone fluchtrecht ist; derartige unterbrochene voneinander getrennte streifenförmige Bereiche 5 der Basiszone 3, die sich unterhalb der Emitterzone 2 erstrecken, dienen noch als ein Weg oder als Wege niedrigen Widerstands zur Förderung des Basisstroms zwischen aktiven Teilen 6 der Basiszone 3 und der Basis-Kontaktelektrode oder den Basiskontaktelektroden 18.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung in einem Halbleiterkörper mit einem eine Emitter-, eine Basis- und eine Kollektorzone aufweisenden Bipolartransistor, bei dem die Basiszone voneinander getrennte streifenförmige Bereiche enthält, die sich unterhalb der Emitterzone erstrekken und eine höhere Leitfähigkeit als der dazwi- schenliegende Teil der Basiszone aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß Dotierionen vom Leitfähigkeitstyp der Basiszone selektiv in den Halbleiterkörper durch denjenigen Teil des Halbleiterkörpers hindurch implantiert werden, in dem die Emitterzone (2) angebracht wird, wobei für die Ionenimplantation die Gebiete derart gewählt werden, daß die implantierten Dotierionen im Raum der voneinander getrennten, eine höhere Leitfähigkeit aufweisenden Bereiche (5, S') der Basiszone (3) eine maximale Konzentration aufweisen, und wobei die Energie der bombardierenden Ionen derart gewählt wird, daß in jedem der eine höhere Leitfähigkeit aufweisenden Bereiche (5, 5') der Basiszone (3) die maximale Konzentration der Dotierionen auf einer Tiefe auftritt, die größer als die Tiefe ist, auf der der Emitter-Basis-Übergang angebracht wird, so daß die Lage der maximalen Dotierionenkonzentration der Basiszone von dem Emitter-Basis-Übergang getrennt ist.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Bereiche (5, 5') der Basiszone (3) dadurch voneinander getrennt werden, daß ein fokussiertes Ionenbündel selektiv auf die Halbleiteroberfläche gerichtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Maskierungsschicht in Form eines Gitters auf der bombardierten Oberfläche angebracht wird, um Teile der Halbleiteroberfläche gegen die Ionenimplantation zu maskieren und den gegenseitigen Abstand der streifenförmigen Bereiche (5,5') der Basiszone (3) zu definieren.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur der Maskierungsschicht durch Maskierungs- und Ätztechniken unter Verwendung eines für Elektronen empfindlichen Materials bestimmt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Maskierungsschicht aus einem Schwermetall angebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Maskierungsschicht angebracht wird, die aus einem Material besteht, das durch Beschüß von Teilen einer für Elektronen empfindlichen Schicht mit einem Elektronenstrahl gebildet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die ionenimplantation eine genügend hohe Ionendosis angewandt wird, um die Gebiete des einkristallinen Halbleiterkörpers, in denen die streifenförmigen Bereiche (5, 5') der Basiszone (3) angebracht werden, amorph zu machen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Implantation durchgeführt wird, durch die die den Leitfähigkeitstyp bestimmende Dotierionenkonzentration jedes der gebildeten streifenförmigen Bereiche (5, 5') der Basiszone (3) einen Höchstwert erhält, der mindestens eine Größenordnung höher als der der Dotierionenkonzentration ist, die in Teilen der Basiszone (3) am Emitter-Basis-Übergang und zwischen den streifenförmigen Bereichen (5,5') der Basiszone (3) angebracht ist

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die maximale Dotierionenkonzentration der streifenförmigen Bereiche (5, 5') der Basiszone (3) ein Wert gewählt wird, der mindestens zwei Größenordnungen höher als der Wert der maximalen Dotierionenkonzentration in Teilen der Basiszone am Emitter-Basis-Übergang und zwischen den streifenförmigen Bereichen (5, 5') der Basiszone (3) ist

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in Teilen der Basiszone (3) am Emitter-Basis-Übergang und zwischen den streifenförmigen Bereichen (5, 5') der Basiszone (3) eine den Leitfähigkeitstyp bestimmende Dotierungskonzentration angebracht wird, die in der Größenordnung von 10" Atomen/cm³ liegt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bildung der streifenförmigen Bereiche (5, 5') der Basiszone (3) die Dotierionen zusätzlich durch an die Emitterzone angrenzende Teile des Halbleiterkörpers in den Halbleiterkörper implantiert werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Bereiche (5,5') der Basiszone (3) durch selektive Implantation durch Teile einer Maskierungsschicht hindurch gebildet werden, die auf der Halbleiteroberfläche angebracht ist, um Teile des Halbleiterkörpers gegen Eindringung von Dotierungsatomen der Emitterzone (2) zu maskieren.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß Basiskontaktgebiete (11) hoher Leitfähigkeit auf der Halbleiteroberfläche derart außerhalb des Teils des Halbleiterkörpers angebracht werden, in dem die Emitterzone (2) angebracht wird, daß die gebildeten streifenförmigen, sich in zueinander parallelen Richtungen erstreckenden Bereiche (5, 5') der Basiszone (3) an den Basiskontaktgebieten (11) hoher Leitfähigkeit enden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der aktive Teil der Emitterzone (2) am Emitter-Basis-Übergang durch Ionenimplantation gebildet wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierionenkonzentration der aktiven Teile der Basiszone und der Emitterzone derart angebracht werden, daß die den Leitfähigkeitstyp bestimmende Dotierionenkonzentration der Emitterzone (2) an deren Übergang zu der. streifenförmigen Bereichen einen Wert aufweist, der zwischen den maximalen Dotierionenkonzentration der aktiven Teile der Basiszone (3) am Emitter-Basis-Übergang und der implantierten maximalen Dotierionenkonzentration jedes streifenförmigen Bereichs (5,5') der Basiszone (3) liegt

16. Verfahren nach den Ansprüchen 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Implantationsschritte derart durchgeführt werden, daß der Übergang zwischen der Emitterzone (2) und den streifenförmigen, direkt unterhalb der Emitterzone (2) liegenden Bereichen (5, 5') der Basiszone (3) in

der Nähe der maximalen implantierten Dotierionenkonzentration des aktiven Teils der Emitterzone (2) gebildet wird.

Die Eifindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung in einem Halbleiterkörper mit einem eine Emitter-, eine Basis- und eine Kollektorawie aufweisenden Bipolartransistor, bei dem die Basiszone voneinander getrennte streifenförmige Bereiche enthält, die sich unterhalb der Emitterzone erstrecken und eine höhere Leitfähigkeit als der dazwischenliegende Teil der Basiszone aufweisen.

Ein solches Verfahren ist aus der US-PS 29 80 830 bekannt.

Eine derartige Halbleiteranordnung kann ein gesonderter Bipolartransistor oder eine integrierte Schaltung sein, die als eines der Schaltungselt.nente einen Bipolartransistor enthält. Der Transistor kann ein Hochfrequenz-Bipolartransistor, z. B. für Betrieb im Gigahertzbereich, sein.

Die den Leitfähigkeitstyp bestimmende Dotierungskonzentration des Bereiches der Basiszone eines Bipolartransistors, der direkt unter dem Emittergebiet liegt, ist häufig das Ergebnis eines Kompromisses zwischen einem hohen für einen niedrigen Eigenbasiswiderstand erforderlichen Wert und einem niedrigen für eine niedrige Emitter-Erschöpfungskapazität erforderlichen Wert Ein derartiger Kompromiß kann die Eigenschaften eines Transistors, z. B. eines Hochfrequenztransistors, der mit einer praktisch gleichmäßigen Dotierungskonzentration in seiner aktiven Basiszone hergestellt ist, wesentlich beeinträchtigen.

Es wurde bereits vorgeschlagen, eine gitterförmige metallische Struktur in der Basiszone des Bipolartransistors zu bilden, um den Basiswiderstand herabzusetzen. Es ist aber bei sehr dünnen Basiszonen besonders schwierig, eine Metallelektrode innerhalb der Basiszone eines Halbleiterkörpers anzuordnen.

Aus der bereits genannten US-PS 29 80 830 ist es bekannt in der Basiszone eines Bipolartransistors durch Diffusion in einiger Entfernung voneinander liegende streifenförmige Bereiche oder »Rippen« zu bilden, die eine höhere Leitfähigkeit als ein anderer Bereich der Basiszone aufweisen. Derartige streifenförmige Bereiche können den Basiswiderstand herabsetzen. In der Beschreibung werden komplexe Ausdiffusions- und Materialentfernungsschritte bei der Bildung der streifenförmigen Bereiche erläutert; derartige Schritte können für Halbleiteranordnungen mit besonders gedrängten Geometrien unerwünscht sein. Ferner läßt sich durch Diffusionstechniken die Lage solcher streifenförmiger Bereiche in bezug auf die Emitter-Basis- und Kollektor-Basis-PN-Übergänge nicht leicht mit großer Genauigkeit definieren, welcher Faktor den Wert der Übergangskapazitäten und die Grenzfrequenz des Transistors beeinflußt. Auch läßt sich die Dotierungskonzentration schwer derart regeln, daß genau definierte streifenförmige Bereiche mit wesentlich höherer Leitfähigkeit als die angrenzenden Bereiche der Basiszone und einem hohen Dotierungskonzentrationsgradienten zwischen diesen Bereichen erhalten werden; es hat sich herausgestellt, daß eine bedeutende Injektion von Minoritätsladungsträgern in der Basiszone am Übergang zwischen den streifenförmigen Bereichen und angrenzenden Bereichen der Basiszone auftreten kann, wenn der erwähnte Dotierungskonzentrationsgradient klein ist, was eine Verschlechterung, also Erhöhung der Speicherkapazität des Transistors veranlassen kann. Außerdem können derartige diffundierte Etreifenförmige Bereiche eine große Oberfläche einnehmen und die von der ganzen Basiszone beanspruchte Oberfläche wesentlich vergrößern, oder sie können die Bildung einer Basiszone mit einer erheblich variierenden Dicke veranlassen.

Aus der CH-PS 4 74 158 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit einem Halbleiterkörper mit einem eine Emitter-, eine Basis- und eine Kollektorzone aufweisenden Bipolartransistor bekannt, bei dem Dotierionen vom Leitfähigkeitstyp der Basiszone durch denjenigen Teil des Halbleiterkörpers hindurch implantiert werden, in dem die Emitterzone angebracht wird.

Aus der US-PS 3413531 und aus der US-PS 34 31 150 ist es bekannt, daß Ionenimplantationen entweder mit fokussierten Ionenbündeln oder mit Hilfe von Masken ausgeführt werden können.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die streifenförmigen Bereiche mit hoher Leitfähigkeit in der Basiszone verhältnismäßig einfach und ohne wesentliche Beeinflussung der Kapazität der Emitter-Erschöpfungsschicht, der Diffusionskapazität und der Gesamtbasisoberfläche gebildet werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Dotierionen vom Leitfähigkeitstyp der Basiszone selektiv in den Halbleiterkörper durch denjenigen Teil des Halbleiterkörpers hindurch implantiert werden, in dem die Emitterzone angebracht wird, wobei für die Ionenimplantation die Gebiete derart gewählt werden, daß die implantierten Dotierionen im Raum der voneinander getrennten, eine höhere Leitfähigkeit aufweisenden Bereiche der Basiszone eine maximale Konzentration aufweisen, und wobei die Energie der bombardierenden Ionen derart gewählt wird, daß in jedem der eine höhere Leitfähigkeit aufweisenden Bereiche der Basiszone die maximale Konzentration der Dotierionen auf einer Tiefe auftritt, die größer als die Tiefe ist, auf der der Emitter-Basis-Übergang angebracht wird, so daß die Lage der maximalen Dotierionenkonzentration der Basiszone von dem Emitter-Basis-Übergang getrennt ist.

In diesem Zusammenhang soll der Ausdruck »Ionenimplantation« auch erforderlichenfalls eine Ausglühbehandlung umfassen, durch die die Kristallgitterstruktur wiederhergestellt wird und Dotierionen zu Substitutionslagen im Kristallgitter verschoben werden. Diese Behandlung kann derart durchgeführt werden, daß der Halbleiterkörper gleichzeitig mit oder nach dem Dotierionenbeschuß erhitzt wird. Es is*, einleuchtend, daß die endgültige Lage einer Verbindung oder eines Übergangs zwischen Dotierungskonzentrationen im Körper nur während einer derartigen Ausglühbehandlung definiert werden kann.

Die streifenförmigen Bereiche der Basiszone werden vorteilhafterweise dadurch voneinander getrennt, daß ein fokussierendes Ionenbündel selektiv auf die Halbleiteroberfläche gerichtet wird. Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung wird eine Maskierungsschicht in Form eines Gitters auf der bombardierten Oberfläche angebracht, um Teile der Halbleiteroberfläche zu maskieren und den gegenseitigen Abstand der streifenförmigen Bereiche der Basiszone zu definieren.

Hierdurch wird eine wesentlich genauere Einstellung