DE2133981A1 - Halbleitervorrichtung mit einem Tran sistor - Google Patents
Halbleitervorrichtung mit einem Tran sistorInfo
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Description
ABSCHRIFiE
1?.V. Philips 'G-loeilampenfabrieken, Eindhoven/Holland
"Halbleitervorrichtung mit einem Transistor"
Die Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung mit einem Halbleiterkörper mit einem Transistor, wobei ein im Halbleiterkörper
versenktes Muster aus Isoliermaterial sich über wenigstens einen Teil seiner Dicke von einer Hauptoberfläche
des Halbleiterkörpers ab in diesem Körper erstreckt, der Halbleiterkörper einen ersten, an der Oberfläche grenzenden,
schichtenartigen Teil aufweist, der längs seines ganzen ümfangs und über seine ganze Duke an einem ersten Teil des
versenkten Musters grenzt und in welchem schichtenartigen Teil die Basiszone des Transistors an der Hauptoberfläche
und über ihren ganzen Umfang an dem ersten Teil des Musters grenzt, in der Basiszone die an der Hauptoberfläche grenzende.
Emitterzone des Transistors angebracht ist und die Kollektorzone einen unter der Basiszone liegenden Teil aufweist. Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung dieser Halbleitervorrichtung.
Eine solche Halbleitervorrichtung mit einem Tranaistor ist
in der niederländischen Patentanmeldung 6 614 016 beschrieben und hat wesentliche Vorteile.
Der Kollektor-Basis-Übergang endet nicht über eine starke
Krümmung nahe seinem Rande praktisch senkrecht zur Hauptoberfläche, sondern wird unter Vermeidung diener Krümmung
seitlich von dem Muster begrenzt, wodurch die elektrischen
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Eigenschaften des Transistors günstig beeinflußt werden. Außerdem ermöglicht das versenkte Muster die Verwendung der
Kombination dicker und dünner Isolierschichten mit den betreffenden
Vorteilen.
Der Kollektorkontakt eines solchen Transistors mit einem versenkten Muster ist auf der Unterseite des Halbleiterkörpers
angebracht, während die Basis- und die Emitterzone auf der Oberseite des Halbleiterkörpers ihre Eontakte haben.
'51Ur eine Anzahl von Verwendungsarten, insbesondere für Verwendung
in einer integrierten Halbleitervorrichtung, ist es jedoch erwünscht, auch die Kollektorzone auf der Oberseite
des Halbleiterkörpers zu kontaktieren. Zu diesem Zweck kann in einfacher Weise eine öffnung in der versenkten, isolierenden Schicht neben der Basiszone vorgesehen werden, durch
welche Öffnung ein Kontakt mit der Kollektorzone hergestellt werden kann.
letzteres weist jedoch verschiedene Nachteile auf. Die Genauigkeit beim Anbringen einer Öffnung in einer dicken "
Isolierschicht ist nicht groß. Bekanntlich lassen sich Öffnungen in einer Isolierschicht genauer anbringen, je
nachdem die Dicke der Isolierschicht geringer ist. Weiterhin' besteht ein Anschlußkontakt, der durch eine Öffnung in einer
Isolierschicht mit einer Halbleiterzone hergestellt wird, gewöhnlich aus einer in der Öffnung angebrachten Metallschicht
die sich bis über die Isolierschicht erstreckt. Die Möglichkeit einer Beschädigung, z.B. in Form von Haarrissen, einer
solchen Metallschicht an dem Rand einer Öffnung in einer dicken Isolierschicht ist unerwünscht groß. Außerdem muß
der Abstand zwischen einer solchen Öffnung für den Kollektorkontakt
und der Basiszone größer gewählt werden als der minimal zulässige Abstand, da Toleranzen bei der Ortsbestimmung der anzubringenden Öffnung berücksichtigt werden _.
müssen,, wodurch der Transistor mehr Raum beansprucht als be.4-,..
einer genaueren Ortsbestimmung dieser Öffnung in bezug auf die Basiszone notwendig wäre.
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Die Erfindung bezweckt unter anderem, eine Halbleitervorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen," wobei die
Kollektorzone an der Hauptoberfläche kontaktiert werden kann, wobei die erwähnten Nachteile vermieden werden» welche Vorrichtung
sich ferner besonders gut zur Verwendung in einer integrierten Halbleiterschaltung eignet.
Der Erfindung liegt unter anderem die Erkenntnis zugrunde, daß es in einfacher Weise möglich ist, dies durch eine angemessene
Formgebung des Musters zu erzielen.
Nach der Erfindung ist eine Halbleitervorrichtung eingangs
erwähnter Art dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper einen neben dem ersten schichtenartigen Teil liegenden,
zweiten schichtenartigen Teil enthält, der an der Hauptoberfläche grenzt und über wenigstens einen Teil seines Umfange
und über seine ganze Dicke an einem gleichzeitig mit dem ersten Teil des Musters angebrachten, zweiten Teil des Musters
grenzt, welcher zweite schichtenartige Teil einen sich an der Hauptoberfläche angrenzenden Teil, Anschlußteil genannt,
der Kollektorzone enthält, der lediglich durch einen mindestens einem der beiden erwähnten Musterteile zugehörenden
Teil, Trennungsteil genannt, von dem ersten schichtenartigen Teil getrennt ist, welcher Anschlußteil durch einen wenigstens
teilweise unter dem Trennungsteil liegenden Verbindungsteil der Kollektorzone mit dem unter der Basiszone liegenden Teil
der Kollektorzone verbunden ist.
Da der Anschlußteil der Eollektorzone nicht unter, sondern
ähnlich wie die Basiszone neben dem versenkten Muster liegt, kann die Kollektorzone durch diesen Anschlußteil durch Aufweitung
einer Öffnung im Muster kontaktiert werden. Weiterhin. wird die Stelle der Basiszone sowie die des Anschlußteiles
der Kollektorzone durch das versenkte Muster bestimmt. Dies bedeutet, daß bei der Herstellung der Halbleitervorrichtung
die Stelle der Basiszone und die Stelle des Anschluß-
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teiles mittels der gleichen Maske bestimmt werden, d.h. der Maske, mit deren Hilfe das versenkte Muster angebracht wird,
somit die Maske, mittels der der erste und der zweite Teil dieses Musters gleichzeitig angebracht werden, so daß die
Ortsbestimmung des Anschlußteiles in bezug auf die Basiszone sehr genau ist und bei Verwendung verschiedener Masken unvermeidlich
auftretende Toleranzen nicht berücksichtigt zu werden brauchen.
Die Kollektorzone hat somit einen Anschlußteil in dem zweiten Bchichtenartigen Oberflächenteil des Halbleiterkörpers, welcher
Teil ähnlich wie|der erste schichtenartige Teil mit der Basiszone sich in dem Muster aus Isoliermaterial aufwärts drängt,
wobei vorzugsweise die Oberflächen des ersten und des zweiten schichtenartigen Teiles praktisch in der gleichen flachen
Ebene liegen.
Während der Herstellung der Halbleitervorrichtung haben nach dem Anbringen des versenkten Musters, dessen erster und
zweiter Teil sich gleichzeitig ausbilden, diese Teile die gleiche, homogene Dicke (in einer Richtung quer zur Hauptoberfläche
des Halbleiterkörpers gesehen). Darauf können gewünschtenfalls Dickenunterschiede, z.B. durch örtliches Ätzen
des Musters, vorgesehen werden. Der Einfachheit halber haben vorzugsweise der.erste und der zweite Teil praktisch die
gleiche homogene Dicke.
Das Muster oder ein Teil desselben hat eine homogene Dicke, wenn in Querschnitten des Musters oder eines Teiles desselben
das Muster zwischen zwei nebeneeinander liegenden Musterrändern
stets praktisch die gleiche Dicke aufweist, während in der Nähe- dieser Ränder das Muster eine abweichende Dicke
aufweisen kann.
Indem z.B. der Halbleiterkörper örtlich geätzt wird, bevor das versenkte Muster angebracht wird, kann ein Muster erhalten·
werden,.von dem ein Teil oder eine Anzahl von Teilen weniger
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tief im Halbleiterkörper liegt (liegen) als ein weiterer Teil oder eine Anzahl anderer Teile des Musters. · Nach der
Erfindung werden wesentliche, einfache Ausführungsformen
der Halbleitervorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Teil des versenkten Musters sich homogen,
praktisch über den gleichen Abstand von der Hauptoberfläche des Halbleiterkörper ab in diesem Körper erstrecken.
Das Muster oder ein Teil desselben erstreckt sich praktisch homogen über einen bestimmten Abstand von der Hauptoberfläche
ab im Halbleiterkörper, wenn in Querschnitten des Halbleiterkörpers mit dem Muster oder einem Teil desselben das Muster
zwischen zwei nebeneinander liegenden Rändern des Musters sich stets über diesen bestimmten Abstand von der Hauptoberfläche ab im Halbleiterkörper erstreckt, wobei in der Nähe
dieser Ränder das Muster sich über einen geringeren Abstand im Halbleiterkörper erstrecken kann.
Vorzugsweise enthält der Anschlußteil der Kollektorzone eine Kontaktzone in Form einer Oberflächenzone des gleichen leitfähigkeitstyps
wie die Kollektorzone, welche Kontaktzone die gleiche Dicke und das gleiche Dotierungsprofil wie die
Emitterzone aufweist. Eine solche Kontaktzone ist hoch dotiert und ermöglicht einen guten Kollektoranschluß.
Die Erfindung gründet sich weiterhin auf die Erkenntnis, daß eine Halbleitervorrichtung nach der Erfindung in einfacher
Weise in Form einer integrierten Halbleitervorrichtung mit Isolierzonen ausgebildet werden kann, die wenigstens teilweise
aus Isoliermaterial bestehen, wobei der aus Isoliermaterial bestehende Teil einer den Transistor umgebenden Isolierzone
durch den erwähnten ersten und/oder den erwähnten zweiten Teil des versenkten Musters gebildet wird.
Daher wird eine wesentliche Ausführungsform der Halbleitervorrichtung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß
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der Halbleiterkörper eine Anzahl von Schaltungselementen unter anderem den Transistor enthält, welche Schaltungselemente
sich in einer Anzahl an der Hauptoberfläche grenzender, voneinander getrennter Halbleitergebiete, Inseln genannt,
befinden, zwischen welchen Inseln Isolierzonen vorhanden sind, die wenigstens nahe der Hauptoberfläche durch die
Inseln umgebende Teile, Isolierteile genannt, des versenkten Musters gebildet werden, wobei der erste und der zweite Teil
des versenkten Musters gemeinsam nicht nur den bereits erwähnten Trennungsteil, sondern auch einen die Basiszone und
den Anschlußteil der Kollektorzone des Transistors gemeinsam umgebenden Teil bilden, der wenigstens teilweise einem Isolierteil
einer den Transistor umgebenden Isolierzone zugehört.
Die Isolierzonen können vollständig aus Isoliermaterial bestehen,
während der Halbleiterkörper aus einer Anzahl gesonderter Teilkörper besteht, die durch die Inseln gebildet werden,
die z.B. auf der Seite der Hauptoberfläche auf einem gemeinsamen
Träger aus Isoliermaterial angebracht sein können.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet,
daß der Halbleiterkörper einen Halbleiterträgerkörper und
eine darauf angebrachte, an der Hauptoberfläche grenzende epitaktische Schicht enthält, die durch die Isolierzonen in
Inseln zugehörende Teile aufgeteilt ist, wobei der Trägerkörper ein Substrat aufweist, dessen Inseln durch mindestens
einen pn-übergang isoliert sind.
Für den Verbindungsteil der Kollektorzone, der den Anschlußteil mit dem unter der Basiszone liegenden Teil der Kollektorzone
verbindet, kann zweckvoll eine begrabene Schicht benutzt werden. Daher wird eine wesentliche Ausführungsform dadurch
gekennzeichnet, daß die Kollektorzone des Transistors einen isolierenden pn-übergang mit dem Substrat bildet und einen
in der epitaktischen Schicht liegenden Teil und einen im
Tragkörper liegenden Teil, den begrabenen Teil genannt, aufweist,
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welcher "begrabene Teil teilweise unter dem Trennungsteil
des versenkten Musters liegt und wenigstens teilweise einen Teil des Verbindungsteiles der Kollektorzone bildet.
Die Isolierzonen können vollständig'aus Isolierteilen des
versenkten Musters bestehen, welches Muster über die ganze Dicke der epitaktischen Schicht im Halbleiterkörper versenkt
ist, wobei-die Isolierteile sich bis zum Substrat erstrecken,
während der Verbindungsteil der Kollektorzone unter dem
Trennungsteil des Musters lediglich aus einer im Tragkörper untergebrachten, begrabenen Schicht besteht.
Es können sich die Isolierteile·des Musters auch nur bis in
die Nähe des pn-Überganges zwischen dem Substrat und der epitaktischen Schicht erstrecken, wobei im Betrieb das
Verarmungsgebiet dieses pn-Überganges sich bis zu den Isolierteilen
erstreckt.
Eine Ausführungsform, bei der ein weniger tief versenktes
Muster angebracht zu werden braucht, oder, mit anderen Worten, bei der eine dicke epitaktische Schicht verwendbar ist, ohne
daß ein unpraktisch tief versenktes Muster notwendig ist, wird dadurch gekennzeichnet, daß eine Isolierzone eine
zwischen dem dieser Zone zugehörenden Isolierteil des versenkten Musters und dem Substrat liegende Zone des gleichen
Leitfähigkeitstyps wie das Substrat aufweist.
Das Muster kann z.B. dadurch angebracht werden, daß Vertiefungen im Halbleiterkörper vorgesehen und mit Isoliermaterial ausgefüllt
werden. Vorzugsweise besteht das versenkte Muster aus durch Umwandlung von Halbleitermaterial des Halbleiterkörpers
gebildetem Isoliermaterial. Besteht der Halbleiterkörper aus Silicium, so läßt sich ein Muster aus Siliciumoxyd
durch örtliche Oxydation des Halbleiterkörpers ausbilden. Auch eine Umwandlung in z.B. Siliciumcarbid ist möglich.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach der Erfindung, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß von einem Halbleiterkörper mit einem Gebiet.des einen Leitfähigkeitstyps, das wenigstens Örtlich
an einer Hauptoberfläche des Halbleiterkörpers grenzt, ein erster, der Hauptoberfläche zugehörender Oberflächenteil,
unter dem das erwähnte Gebiet liegt, und ein von diesem getrennter,
zweiter, der Hauptoberfläche zugehörender Oberflächenteil, an dem das Gebiet grenzt, maskiert werden,
daß ein erster, den ersten Oberflächenteil vollständig umgebender Teil und ein zweiter, den zweiten Oberflächenteil
wenigstens teilweise umgebender Teil eines versenkten Musters, aus Isoliermaterial, das sich von der Hauptoberfläche ab im
Halbleiterkörper erstreckt, .durch Umwandlung nicht maskierten Halbleitermäterials in Isoliermaterial gleichzeitig angebracht
werden, wobei ein erster schichtenartiger Teil des Halbleiterkörpers, der über seinen ganzen Umfang und über seine
ganze Dicke an dem ersten Musterteil grenzt, und ein zweiter, schichtenartiger Teil des Halbleiterkörper, der wenigstens
über einen Teil seines Umfangs-und über seine ganze Dicke an dem zweiten Musterteil grenzt, erhalten werden, welche
schichtenartigen Teile lediglich durch einen wenigstens einem der beiden Musterteile zugehörenden Trennungsteil voneinander
getrennt sind und wobei das Muster über einen Abstand von der Hauptoberfläche ab in den Halbleiterkörper versenkt wird,
wobei noch ein Teil des Gebietes unter dem Trennungsteil liegt und in dem ersten schichtenartigen Teil eine an dem
ersten Oberflächenteil grenzende Basiszone des Transistors angebracht wird, die über ihren ganzen Umfang an dem ersten
Musterteil grenzt und die einen pn-übergang mit einem Gebiet bildet, wobei in der Basiszone eine an dem ersten Oberflächenteil
grenzende Emitterzone des Transistors angebracht wird,während wenigstens ein Teil des teilweise an dem zweiten
Oberflächenteil grenzenden und teilweise unter dem Trennungsteil und unter der Basiszone liegenden Gebietes die Kollektorzone
des Transistors bildet.
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Eine wesentliche Ausfiihrungsform eines Verfahrens zur
Herstellung einer integrierten Halbleitervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Halbleiterkörper verwendet
wird, von dem das Gebiet des einen Leitfäbigkeitstyps an der ganzen Bauptoberfläche grenzt und durch einen pn-übergang
gegen ein unter dem Gebiet liegendes Substrat des anderen Leitfäbigkeitstyps isoliert ist und dadurch in nebeneinander
liegende, voneinander getrennte Inseln aufgeteilt wird, daß in dem Gebiet wenigstens nahe der Hauptoberfläche aus Teilen
aus Isoliermaterial, Isolierteile genannt, bestehende Isolierzonen angebracht werden, die sich an die Isolierung der
Substratseite anschließen, welche Isolierteile gleichzeitig mit dem eisten und dem zweiten Musterteil auf gleiche Weise
angebracht werden und einen Teil des Musters bilden, wobei ein die Basiszone und den an dem zweiten Oberflächenteil
grenzenden Teil, Anschlußteil genannt, der Kollektorzone gemeinsam umgebender Teil des Musters, der Mindestens einem
der beiden Teile, dem ersten und dem zweiten Musterteil zugehört, wenigstens teilweise in Form wenigstens eines Teiles
eines Isolierteiles einer den Transistor umgebenden Isolier-3one ausgebildet wird. Wie bei integrierten Schaltungen mit
Inseln üblich, lassen sich mehrere Schaltungselemente wie
Transistoren, Dioden, Widerstände und Kapazitäten in den Inseln anbringen.
Der Halbleiterkörper mit dem Gebiet des einen ieitfähigkeitstyps
läßt sich in einfacher Weise dadurch herstellen, daß von einem Halbleitertragkörper ausgegangen wird, von dem
wenigstens der an einer seiner Oberflächen, der Tragoberfläche genannt, grenzende Teil des anderen Leitfähigkeitetyps
ist, und daß auf der Tragoberfläche eine dem erwähnten
Gebiet zugehörende epitaktische Schicht des einen Leitfähigkeitstyps angebracht wird.
Eine wesentliche, bevorzugte Ausfuhrungefärm des Verfahrens
gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der
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Tragkörper mit einer an der Tragoberfläche grenzenden Oberflächenzone
des einen Leitfähigkeitstyps versehen wird, die unter dem anzubringenden Trennungsteil des versenkten Musters
liegt und die von der anzubringenden, den Transistor umgebenden Isolierzone umgeben wird, worauf die epitaktische Schicht
angebracht.wird. Auf diese Weise ergibt sich ein niederohmiges
Verbindungsteil der Kollektorzone und eine Erniedrigung des Kollektorwiderstandes.
Bine Ausführungsform des Verfahrens, bei der nur ein sich
über einen Teil der Dicke der epitäktisehen Schicht erstreckendes,
versenktes Muster angebracht zu werden braucht, ist dadurch gekennzeichnet, daß in an der Tragoberfläche grenzenden
Oberflächenzonen des Tragkörpers, die unter den anzubringenden Isolierteilen liegen, die Konzentration der das
andere leitfähigkeitstyp bestimmenden Verunreinigungen erhöht wird, worauf die epitaktische Schicht angebracht wird
und durch Diffusion von Verunreinigungen aus dieser Zone in die epitaktische Schicht den Isolierzonen zugehörende
und an dem Substrat grenzende Zonen des anderen Leitfähigkeitstyps erhalten werden, wobei das Muster nur über einen
Teil der Dicke der epitaktischen Schicht in diese Schicht versenkt wird.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens, bei der nur ein
sich über, einen Teil der Dicke der epitaktischen Schicht erstreckendes,
versenktes Muster angebracht zu werden braucht, ist dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Anbringen des versenkten
Musters durch Umwandlung nicht maskierten Halbleitermaterials in Isoliermaterial in nicht maskierten Oberflächenteilen
des Halbleiterkörpers, die den anzubringenden Isolierteilen entsprechen, Verunreinigungen, die das andere
leitfähigkeitstyp hervorrufen, vorgesehen werden, die während
des Anbringens des Musters tiefer in den Halbleiterkörper
diffundieren und zwischen den Isolierteilen des Substrats liegende Zonen des anderen leitfähigkeitstyps bilden, die
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den Isolierzonen zugehören.
Wird beim Anbringen des versenkten Musters Halbleitermaterial
des Halbleiterkörpers in Isoliermaterial umgewandelt, so hat
das Isoliermaterial gewöhnlich ein größeres Volumen als das ursprüngliche Halbleitermaterial, wodurch ein Muster
erhalten wird, das über einen Teil seiner Dicke in dem Halbleiterkörper versenkt liegt und über den verbleibenden Teil
seiner Dicke über den Halbleiterkörper herausragt. Besteht der Halbleiterkörper aus Silicium und wird ein Muster von
Siliciumoxyd durch örtliche. Oxydation des Halbleiterkörpers angebracht, so ergibt sich ein Siliciumoxydmuster, das
annähern über die halbe Dicke in den Halbleiterkörper versenkt
ist. Daher wird eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens
nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Anbringen des versenkten Musters an der Stelle wenigstens eines Teiles
des anzubringenden Musters Oberflächenteile des Halbleiterkörpers entfernt werden, so daß Vertiefungen erhalten werden,
die sich von der Hauptoberfläche über einen Teil der 'Dicke des Halbleiterkörpers in diesem Körper erstrecken, worauf
das Muster durch Umwandlung nicht maskierten Halbleitermaterials in Isoliermaterial angebracht wird, welches Isoliermaterial
die Vertiefungen über wenigstens einen Teil der Tiefe füllt. Indem zunächst die Vertiefungen vorgesehen werden, wird
ein über einen sehr großen Teil oder sogar über die ganze Dicke versenktes Muster erhalten.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger Ausführungsformen und der schematischen Zeichnung näher erläutert, in
der
Fig. 1 einen Querschnitt einer Ausführungsform eines Transistors
Fig. 1 einen Querschnitt einer Ausführungsform eines Transistors
nach der Erfindung,
die
die
Pig. 2
und 3 Querschnitte vor Herstellungsstufen dieses Transistors
in einem Verfahren nach der Erfindung,
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Pig. 4 einen Querschnitt längs der Linie IV-IT in Fig. -5
eines Teiles einer Ausführungsform einer integrierten
Halbleitervorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 5 eine Draufsicht auf diese integrierte Halbleitervorrichtung,
die Fig. 6, 7, 8 und 9
in Querschnitten Herstellungsstufen dieser integrierten
Halbleitervorrichtung in dem Verfahren nach der Erfindung,
Fig. 10ein Detail einer Abart der Aus führungs form nach Fig. 4,
Fig.11 einen Teil einer Ausführungsform einer integrierten
Halbleitervorrichtung mit zwei Transistoren mit einer gemeinsamen Kollektorzone nach der Erfindung,
die Fig. 12, 14, 17, 20 und 21
in Querschnitten Teile anderer Ausführungsformen integrierter Halbleitervorrichtungen nach der Erfindung,
Fig.13 ein Detail einer Abart der Ausführungsform nach Fig. 12,
Fig.15 im Querschnitt eine Herstellungsstufe der Vorrichtung nach Fig. 14 in einem Verfahren nach der
Erfindung,
Fig.16 ein Detail einer Abart der Ausführungsform der Halbleitervorrichtung
nach Fig. 14 und
die Fig. 18 und 19
Herstellungsstufen der Vorrichtung nach Fig. 17 in einem Verfahren nach der Erfindung, zeigen.
Entsprechende Teile in den Figuren sind mit den gleichen
Bezugsziffern bezeichnet.
Als erste Ausführungeform wird eine Halbleitervorrichtung
in Form eines Transistors nach der Erfindung erörtert (siehe Fig. 1). Der Transistor enthält einen Halbleiterkörper
1 und ein in diesem Körper versenkte.s Muster 2 aus Isoliermaterial, das sich über praktisch die ganse
Dicke von der Hauptoberfläche 3 des Körpers 1 ab in diesem Körper erstreckt. Der Körper 1 hat einen ersten, schichtenartigen·
Teil 4, der an der Hauptoberfläeho 3 grenat und
109883/1664 -13-
der weiterhin längs seines ganzen Umfangs und über seine
ganze Dicke an einem ersten Teil 5 des versenkten Musters grenzt. In dem schichtenartigen Teil 4 liegt die an der
Hauptoberfläche 3 grenzende Basiszone 6 des Transistors.
Diese Basiszone6 grenzt über ihren ganzen Umfang und über ihre ganze Dicke an dem ersten Teil 5 des Musters 2. In der
Basiszone 6 ist die an der Hauptoberfläche 3 grenzende
Emitterzone 7 des Transistors angebracht. Die Kollektorzone
enthält einen unter der Basiszone liegenden Teil 8.
Die Kollektorzone 26 hat einen unter der Basiszone liegenden Teil 8. .
Nach der Erfindung hat der Halbleiterkörper 1 einen zweiten, schichtenartigen Teil 9, der an der Hauptoberfläche 3 grenzt
und neben dem schichtenartigen Teil 4 liegt. Der schichtenartige Teil 9 grenzt über den ganzen Umfang und über die
ganze Dicke an einem zweiten Teil 10 des versenkten Musters 2, welcher zweite Teil 10 gleichzeitig mit dem ersten Teil 5
des Musters 2 angebracht wird.. Der zweite, schichtenartige Teil 9 bildet einen an der Hauptoberfläche 3 grenzenden Teil,
der Anschlußteil genannt, der Kollektorzone 26, der nur durch einen den beiden erwähnten Teilen 5 und 10 des Musters 2
zugehörenden Teil 11, den Trennungsteil, von dem ersten, schichtenartigen Teil 4 und somit von der Basiszone 6 getrennt
ist. Der Anschlußteil 9 ist durch einen teilweise unter dem Trennungsteil 11 liegenden Verbindungsteil 12
der Kollektorzone 26 mit dem unter der Basiszone 6 liegenden Teil 8 der Kollektorzone verbunden.
Der Anochlußteil 9 der Kollektorzone ist mit einer Kontaktzone
13 in Form einer Oberflächenzone des gleichen leitfähigkeit styps wie die Kollektorzone versehen. Die Zone
hat die gleiche Dicke und das gleiche Dotierungsprofil wie die Emitterzone 7 und läßt sich somit gleichzeitig mit der
Emitterzone 7 anbringen. Die Emitterzone des Transistors
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ist eine hoch dotierte Zone, so wie die Kontaktzone 13.
Die Kontaktzone 13 ermöglicht eine gute elektrische Verbindung
mit der Kollektorzone 26.
Aus Pig. 1 ist deutlich ersichtlich, daß zum Kontaktieren
der Kollektorzone sowie zum Kontaktieren der Emitterzone und der Basiszone keine Öffnung in einem dicken, dem Muster
zugehörenden isolierenden Schichtenteil geätzt zu werden braucht; da die Kollektorzone in Form des Schichtenteiles
in dem Muster aufwärts dringt, so daß die Oberflächen der schichtenartigen Teile 4 und 9 praktisch in der gleichen,
flachen Ebene 3 liegen.
Der erste und der zweite Teil (5 bzw. 10) des Musters 2 haben die gleiche, homogene Dicke. Dies ist nicht stets
notwendig oder erwünscht, was an Hand einer weiter unten zu beschreibenden Ausführungsform noch erläutert wird.
Ferner erstrecken sich der erste und der zweite Teil (5 bzw. 10)
des Musters 2 homogen über den gleichen Abstand von der Hauptoberfläche 3 im Körper 1. Auch dies ist nicht stets
notwendig oder erwünscht, was weiter unten an Hand einer weiteren Ausführungsform noch erläutert wird.
Der Anschlußteil 9 der Kollektorzone kann sich bis zum Rand des Halbleiterkörpers 1 erstrecken, wobei der zweite
Teil 10 des Musters 2 den schichtenartigen Teil 9 nur teilweise umgibt.
Ferner kann der Anschlußteil 9 der Kollektorzone den ersten, schichtenartigen Teil 4, also die. Basiszone 6, vollständig
umgeben.
Das Muster 2 erstreckt sich über eine größere Tiefe von der Hauptoberfläche 3 ab im Halbleiterkörper 1 als die Basiszone 6. Es ist jedoch auch möglich, daß die Basiszone sich
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etwas tiefer im Körper 1 als das Muster 2 erstreckt.
Nachstehend wird die Herstellung des Transistors durch
eine Ausfuhrungsform eines Verfahrens nach der Erfindung erläutert.
Ton einem Halbleiterkörper mit einem Gebiet des einen Le i tfähigkeitstyps,
das wenigstens örtlich an einer Hauptoberfläche des Halbleiterkörpers grenzt, wird ein erster,
dieser Hauptoberfläche zügehörender Oberflächenteil, unter
dem sich das Gebiet erstreckt, und ein zweiter Oberflächenteil der Hauptoberflache, an dem das Gebiet anliegt, maskiert.
Die beiden Oberflächenteile sind voneinander getrennt.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Halbleiterkörper 1 (siehe Fig. 2) verwendet, der vollständig dem
erwähnten Gebiet zugehört und aus einem Einkristall-n-Typ
Siliciumtragkörper 12 mit einer Dicke' von etwa 200 /um und
einem spezifischen Widerstand von etwa 0,01 Ohm.cm besteht,
auf dessen Oberfläche 15 eine epitaktische η-Typ Siliciumschicht 14 mit einer Dicke von etwa 5/um und einem
spezifischen Widerstand von etwa 1/2 Ohm.cm angebracht ist.
Die Oberfläche der epitaktischen Schicht 14 ist die Hauptoberfläche
3, deren Teile 3a und 3b durch die Maskierungsschichten 16 und 17 maskiert werden.
Die Maskierungsschichten 16 und 17 bestehen aus Siliciumnitrid
und lassen sich in üblicher Weise anbringen, z.B. indem zunächst auf der ganzen Oberfläche 3 eine Siliciumnitridschicht
durch Überleitung eines Gemisches aus Wasserstoff, Silan und Ammonia bei einer Temperatur von etwa
1000° C angebracht und dan
durch Ätzen entfernt wird.
durch Ätzen entfernt wird.
1000° C angebracht und darauf diese Nitridschicht örtlich
Darauf werden der erste, den ersten Oberflächenteil 3a vollständig umfassende Teil 5 und der zweite, den zweiten
OberfläQhenteil 3b umgebende Teil 10 des versenkten Musters
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aus Isoliermaterial, das sich von der Hauptoberflache 3
ab im Körper 1 erstreckt, durch Umwandlung nicht maskierten Halbleitermaterials in Isoliermaterial gleichzeitig angebracht.
(Siehe auch Mg. 3)
Durch übliche Oxydation wird nicht maskiertes Silicium
in das Muster 2 aus Siliciumoxyd umgewandelt. Es ergibt sich dann jedoch ein Siliciumoxydmuster 2, das über nur
etwa seine halbe Dicke in den Körper 1 senkt. Daher werden vor dem Anbringen des Musters 2 an der Stelle dieses Musters
Oberflächenteile des Halble-iterkörpers 1 entfernt, so daß Vertiefungen 18 entstehen, die sich von der Hauptoberfläche
3 über einen Teil der Dicke des Körpers. 1 in diesem Körper erstrecken, worauf das Muster 2 durch Umwandlung
nicht maskierten Siliciums in Siliciumoxyd angebracht wird, das die Vertiefungen 18 ausfüllt. Die Vertiefungen 18 haben
eine Tiefe von etwa 1 /um und das Muster 2 aus Siliciumoxyd hat eine Dicke von etwa 2 /um.
Nach dem Anbringen des Musters 2. hat man einen ersten,
schichtenartigen Teil 4 des Halbleiterkörpers 1, der über den ganzen Umfang und über die ganze Dicke an dem ersten
Teil 5 des Musters 2 grenzt, und einen zweiten, schichtenartigen Teil 9 des Körpers 1, der über den ganzen Umfang
und über die ganze Dicke an dem zweiten Teil 10 des Musters grenzt.
Die schichtenartigen Teile 4 und 9 sind nur durch den den Teilen 5 und 10 zugehörenden Trennungsteil 11 des
Musters 2 voneinander getrennt.
Das Muster 2 wird über einen Abstand in den Halbleiterkörper versenkt, wobei noch ein Teil des Gebietes .des einen Leitfähigkeitstyps,
welchem Gebiet in der vorliegenden Ausführungsform der ganze Halbleiterkörper 1 gehört, aber
dem auch nur ein an der Hauptoberfläche 3 grenzender Ober-
- 17 109883/166Λ
flächenteil des Halbleiterkörpers zugehören kann, unter
dem Trennungsteil 11 liegt.
Nach dem Anbringen des Musters 2 werden auf übliche V/eise die Siliciumnitridschichten 16 und 17 durch die Siliciumoxydschichten
19 und 20 mit einer Dicke von etwa 0,2 mm ersetzt«
Darauf wird durch übliche Maskierungs- und Diffusionsverfahren
in dem ersten, schichtenartigen Teil 4 die an dem ersten Oberflächenteil 3a grenzende Basiszone 6 angebracht,
die über ihren ganzen Umfang an dem ersten Teil 5 des Musters 2 grenzt und die mit dem Gebiet (8,9,12,13)(siehe Fig.1)
den pn-übergang 21 bildet. Die p-Typ Basiszone wird z.B.
durch Bordiffusion erhalten und sie hat eine Dicke von etwa 1,8 /um und grenzt über, ihre ganze Dicke an dem ersten
Teil 5 des Musters 2.
Bei der Basisdiffusion ist eine genaue Maskierungstechnik nicht notwendig, da das Muster 2 als Maske wirksam ist,
während die anzubringende Basiszone über ihren ganzen Umfang
an dem Teil 5 des Musters 2 angrenzen soll.
Die Emitterzone 7 und die Kollektorkontaktzone 13 werden auf übliche Weise, z.B. durch Phosphordiffusion angebrachtj
sie haben eine Dicke von etwa 1 /um. Aus dem gleichen Grunde wie bei der Basisdiffusion ist für die Diffusion
der Kollektorkontaktzone keine genaue Maskierung notwendig.
Das η-Typ Gebiet (8, 9, 12, 13), das teilweise an dem zweiten Oberflächenteil 3b grenzt und teilweise unter dem
Trennungsteil 11 und unter der Basiszone 6 liegt, bildet die Kollektorzone 26 des Transistors.
Bei dem beschriebenen Verfahren ist es wesentlich, daß die Stelle des Anscblußteiles 9 der Kollektorzone 26 in
bezug auf den schichtenartigen Teil 4» also in bezug auf
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die Basiszone 6, mittels nur eines Maskierungsvorganges,
d.h. zum Inbringen des Musters 2 bestimmt wird, so daß diese
Bestimmung sehr genau und praktisch ohne Toleranzen erfolgt, wodurch Raum erspart wird. Der Abstand zwischen den Zonen
und 13 beträgt etwa 10 /um.
Es sei bemerkt, daß einfachheitshalber in den Fig. 1 bis
Unterätzen und Unteroxydieren nicht berücksichtigt ist.
!Datsächlich erstrecken sich die Vertiefungen 18 und das Muster 2 seitlich etwas unter der Maske 16, 17.
Die Zonen 6, 7 und 13 werden auf übliche Weise mit einer Basiskontaktschicht 21, einer Emitterkontaktschicht 22 bzw.
einer Eollektorkontaktschicht 23 versehen, die z.B. aus einer Aluminiumschicht bestehen. Die Metallschichten 21 und
erstrecken sich bis über das Muster 2 und mit den auf dem Muster liegenden Teilen dieser Metallschichten ist eine
Anschlußleitung verbunden, was in der Figur nur für die Eontaktbasisschicht 21 dargestellt ist (siehe die Anschlußleitung
24). Die Metallschicht 23 liegt praktisch vollständig auf der Kontaktzone -13 des Kollektors und mit dieser Schicht
ist eine Anschlußleitung 25 verbunden. Die Kontaktzone kann auch kleiner ausgebildet werden, wobei die Metallschicht
23 sich über das Muster 2 erstreckt und über diesem Muster mit der Anschlußleitung 25 verbunden ist.
Senkrecht zum Muster 2 gesehen, haben die unterschiedlichen Zonen und Teile des Transistors die bei einem Transistor
üblichen Abmessungen; die Kollektorzone 13 mit der darauf liegenden Kollektorkontaktschicht 23 hat die für eine
Kontaktschicht aus Metall üblichen Abmessungen.
Die Basiszone 6 kann vor dem Anbringen des Musters 2 angebracht werden, wobei während des Anbringens des Musters
der verbleibende Teil des Halbleiterkörpers 1 das Gebiet des einen Leitfähigkeitstyps bildet, das nicht an dem
Oberflächenteil 3 grenzt, sondern sich unter diesem Oberflächent'eil erstreckt.
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Es wird nachstehend eine'Ausführungsform einer Halbleitervorrichtung
mit einem Transistor T in Form einer integrierten Halbleitervorrichtung nach der Erfindung an Hand der Pig. 4
und 5 erläutert.
Das Muster 2 aus Isoliermaterial erstreckt sich von der Hauptoberfläche 3 ab im Halbleiterkörper 1 über einen Teil
der Dicke -dieses Körpers. Der erste, schichtenartige Teil 4 des Halbleiterkörpers 1 liegt über seinen ganzen Umfang
Und über die ganze Dicke an dem ersten Teil 5 des versenkten Musters 2 an. In dem Teil 4 ist die an der Hauptoberfläche 3
grenzende Basiszone 6 des Transistors T angebracht, die über ihren ganzen Umfang und über ihre ganze Dicke an dem Teil 5
des Musters 2 grenzt und in dieser Basiszone ist die an der Hauptoberfläche grenzende Emitterzone 7 angebracht. Die
Kollektorzone 26 enthält einen unter der Basiszone liegenden Teil 8.
Neben dem ersten, schichtenartigen Teil 4 liegt ein zweiter,
schichtenartiger Teil 9 des Halbleiterkörper 1, der über
den ganzen Umfang und über die ganze Dicke an dem zweiten Teil 10 des versenkten Musters 2 grenzt. Der zweite, schichtenartige
Teil 9 bildet einen an der Hauptoberfläche 3 grenzenden Anschlußteil der Kollektorzone 26, der nur durch den den
Teilen 5 und 10 des versenkten Musters 2 zugehörenden Trennungsteil 11 von dem ersten, schichtenartigen Teil 4
und somit von der Basiszone 6 getrennt ist. Der Anschlußteil 9 ist durch den teilweise unter dem Trennungsteil 11 liegenden
Verbindungsteil 32 mit dem unter der Basiszone 6 liegenden Teil 8 der Kollektorzone verbunden.
Die Teile 5 und 10 des Musters haben die gleiche, homogene Dicke (quer zur Hauptoberfläche 3 gemessen) und erstrecken
sich homogen über den gleichen Abstand von der Hauptoberfläche
3 im Körper 1.
Die Oberflächen 3a und 3b der schichtenartigen Teile 4 und 9
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liegen praktisch in der gleichen flachen Ebene 3
Die Kollektorzone 26 isb mit einer im Anschlußteil 9 liegenden
Kollektorkontaktzone 13 mit der gleichen Dicke und dem gleichen Dotierungsprofil wie die Emitterzone 7 versehen.
Die Kollektorkontaktzone 13 grenzt über den ganzen Umfang
und über die ganze Dicke an dem zweiten Teil 10 des Musters
und ist nur durch den Trennungsteil 11 von der Basiszone
getrennt. Mit den Zonen 6, 7 und 13 sind die Kontaktschichten 21, 22 und 23 aus Metall verbunden.
In der vorliegenden Ausführungsform enthält der Halbleiterkörper eine Anzahl von Schaltungselemente^ unter anderem
den Transistor T, welche Elemente sich in einer Anzahl an der Hauptoberfläche 3 grenzender, voneinander getrennter
Halbleitergebieten (6, 7, 26) 40 bis 49, Inseln genannt, befinden.
Die Fig. 4 und 5 zeigen einfachheitshalber nur die Inseln (6, 7, 26) und 40 vollständig. Weiterhin sind deutlichkeitshalber
in Fig. 5 die Inseln bedeckende Isolierschichten und mit Halbleiterzonen verbundene Kontaktschichten weggelassen,
wobei die Öffnungen für die Kontaktschichten in den Isolierschichten mit gestrichelten Linien angedeutet sind,
Das Schaltungselement in der Insel 40 ist ein Widerstandselement R, das eine mit den Kontaktschichten 51 und 52 versehene
Oberflächenzone 50 enthält. Die Oberflächenzone 50 hat den gleichenLeitfähigkeitstyp wie die Basiszone 6 und
diese Zonen haben weiterhin das gleiche Dotierungsprofil und die gleiche Dicke.
Zwischen den Inseln befinden sich Isolierzonen, die durch
die Inseln umgebende Teile, Isolierteile genannt, des versenkten Musters gebildet werden. Die Inseln (6, 7, 26) werden
von dem Isolierteil 53 und die Insel 40 wird von dem
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Isolierteil 54 des versenkten Musters 2 umgeben.
Der erste Teil 5 und der zweite Teil 10 des Musters 2 bilden dabei nicht nur den Trennungsteil 11, sondern auch
einen die Basiszone 6 und den Anschlußteil 9 der Kollektorzone
26 gemeinsam umgebenden Isolierteil 53,. der eine den Transistor umgebende Isolierzone bildet.
Der Halbleiterkörper 1 enthält einen Halbleitertragkörper
und eine darauf angebrachte, an der Hauptoberfläche 3 grenzende, epitaktisehe Schicht 56, die. durch die Isolierzonen
wie die Zonen 53 und 54 in den Inseln (6, 7» 26) und 40 bis 49 zugehörende Teile aufgeteilt ist. Der Tragkörper
hat ein Substrat 57, gegen welches die Inseln durch einen pn-übergang isoliert sind. Die Insel (6, 7, 26) wird durch
den pn-übergang 58 und die Insel 40 wird durch den pn-übergang gegen das Substrat 57 isoliert.
Die Kollektorzone 26 des Transistors T bildet den isolierenden pn-übergang 58 mit dem Substrat 57 und enthält einen
in der epitaktischen" Schicht 56 liegenden Teil 8, 9 und einen im Tragkörper 55 liegenden Teil 32, den begrabenen
Teil genannt. Der begrabene Teil 32 liegt teilweise unter dem Trennungsteil 11 des versenkten Musters 2 und bildet
den Terbindungsteil der Kollektorzone 26.
Das versenkte Muster besteht aus durch Umwandlung von Halbleitermaterial
des körpers 1 gebildetem Isoliermaterial·
Der Transistor T wird auf ähnliche Weise wie der Transistor nach Pig. 1 erhalten,
Von einem Siliciumkörper 1 (siehe Fig. 6) mit einem an
der Hauptoberfläche 3 grenzenden η-Typ Gebiet 69 werden die
voneinander getrennten Oberfläebenteile 3a und 3b der Hauptoberfläche
3 durch auf übliche Weise angebrachte Siliciumnitridschichten
60 und 61 maskiert. Ein erster Teil 5,
- 22 -
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(siehe auch Fig. 7) der den Otterflächenteil 3a umgibt, und
ein zweiter Teil 10, der den Oberflächenteil 3b umgibt,
des versenkten Musters 2 werden gleichzeitig dadurch angebracht, daß auf übliche Weise nicht maskiertes Silicium
in isolierendes Silieiumoxyd, z.B. durch Überleitung von Dampf bei einer Temperatur von etwa 1000° C,. umgewandelt wird.
Die schichtenartigen Teile 4 und 9 des Halbleiterkörpers,
die über den ganzen umfang und über die ganze Dicke an den Teilen 5 und 10 des Musters 2 grenzen, sind dann hergestellt.
Die schichtenartigen Teile 4 und 9 sind nur durch den Trennungsteil 11 voneinander getrennt, der dem ersten Teil 5
und dem zweiten Teil 10 des Musters 2 zugehört.
Das Muster 2 wird über einen Abstand von der Hauptoberfläche ab in den Halbleiterkörper versenkt, wobei noch ein Teil
des Gebietes 69 unter dem Trennungsteil liegt.
Um das Muster 2 praktisch über die ganze Dicke in den Körper
zu versenken und um auf diese Weise eine praktisch flache Oberfläche der Halbleitervorrichtung zu erzielen, werden
vor der OxydationsbeTmndlung zum Erzielen des Musters 2
aus Siliciumoxyd unter Verwendung der Ifitridsehichten als
Itzmasken Vertiefungen 62 geätzt, die sich über einen Abstand von der Hauptoberfläche 3 ab im Halbleiterkörper 1 erstrecken,
der annähernd die Hälfte des Abstandes ist, über den das anzubringende Muster 2 sich im Körper 1 erstrecken soll,
worauf das Muster 2 durch eine Oxydationsbehandlung angebracht wird, wobei die Vertiefungen 62 sich mit Siliciumoxyd
ausfüllen.
Nach dem Anbringen des Musters 2 werden die Siliciumnitridschichten
60 und 61 durch Siliciumoxydschichten 63 und ersetzt und durch übliche Maskierungs- und Diffusionsverfahren
werden die p-Typ Basiszone 6, die η-Typ Emitterzone und die η-Typ Kollektorkontaktzone 13 durch Diffusion
von Bor, Phosphor bzw. Phosphor angebracht, wobei die Zonen und 13 gleichzeitig angebracht werden können.
- 23 109883/1664
Die Basiszone 6 bildet mit dem Teil 26 des Gebietes einen pn-übergang 65.
Dieser Teil, der teilweise an dem zweiten Oberflächenteil
grenzt und teilweise unter dem Trennungsteil 11 und unter
der Basiszone 6 liegt, bildet die Kollektorzone des Transistors T.
Bei der -vorliegenden Ausführungsform wird ein Halbleiterkörper
1 verwendet, dessen η-Typ Gebiet 69 (siehe Pig. 6)
an der ganzen Oberfläche 3 grenzt und durch einen pn-übergang 66 gegen ein unter dem Gebiet 69 liegendes p-Typ Substrat
isoliert ist. Das Gebiet 69 wird in nebeneinander liegende Inseln (6, 7, 26) und 40 bis 49 (siehe auch die Fig* 7 und 5)
dadurch aufgeteilt, daß im Gebiet 69 Isolierzonen aus
Teilen Isoliermaterial (Isolierteile genannt) des Musters angebracht werden, die sich an die Isolierung auf der Substratseite
anschließen. Siehe die Isolierteile 53 und 54 in den Pig. 7, 4 und 5 rings um die Inseln (6, 7, 26) und 40.
Die Isolierzonen werden somit gleichzeitig mit dem Muster als Teile dieses Musters erhalten. Dabei wird der die
Basiszone 6 und den Anschlußteil 9 der Kollektorzone 26 gemeinsam umgebende Teil 53, der dem ersten Teil 5 und dem
zweiten Teil 10 des versenkten Musters 2 zugehört, in Porm eines Isolierteiles, in dieser Ausführungsform somit
in Porm einer Isolierzone ausgebildet, die den Transistor T umgibt.
Außer der anzubringenden Insel (6, 7, 26), die während des Anbringens des Husters 2 mittels der Siliciumnitridschichten
und 61 (siehe Pig. 6) maskiert wird, werden auch die übrigen, zu bildenden Inseln während des Anbringens des
Musters 2 durch Umwandlung nicht maskierten Halbleitermaterials vor dieser Umwandlung geschützt. Die zu bildende
Insel 40 z.B. wird mittels der Siliciumnitridschicht 65 vor Oxydation geschützt. Nach dem Anbringen des Musters
- 24 - . 109883/1664
werden alle Maskierungsschichten durch Siliciumoxydschichten ersetzt, wobei die Siliciumnitridschieht 65 durch die
Siliciumoxydschiebt 67 ersetzt wird.
Die p-Typ Zone 50 des Widerstandselementes R (siehe die
Fig. 4 und 5) wird durch Bordiffusion erhalten, die gleich- . zeitig mit der Diffusion zum Erzielen der Basiszone 6 durchgeführt
wird.
Der Halbleiterkörper 1 mit dem η-Typ Gebiet 69 wird dadurch erhalten, daß von einem Halbleitertragkörper 55 (siehe Fig. 8)
aus p-Typ Silicium mit einem spezifischen Widerstand von etwa 2 Ohm. cm und einer Dicke von etwa 200 /um ausgegangen
wird, und daß auf einer Oberfläche dieses Tragkörpers, die .Tragoberfläche 68 genannt, eine η-Typ epitaktische Siliciumschicht
56 mit einem spezifischen Widerstand von etwa 0,2 Ohm.cm und einer Dicke von etwa 2 /um (siehe Fig. 9)
angebracht wird.
Dabei wird der Tragkörper mit einer an der Tragoberfläche 68 grenzenden η-Typ Oberfläcbenzone 32a z.B. durch Arsendiffusion
(siehe Fig. 8) versehen, die unter dem anzubringenden Trennungsteil 11 (siehe Fig. 7) des Musters 2 liegt und von
der zu bildenden, -den Transistor T umgebenden Isolierzone 55
umgeben wird, worauf die epitaktische Schicht 56 angebracht wird. Der Tragkörper 55 enthält darauf das p-Typ Substrat 57
und den η-Typ begrabenen Teil 32, der gemeinsam mit der epltaktischen n~Typ Schicht 56 das η-Typ Gebiet 69 bildet.
Der begrabene Teil 3.2 hat eine Dicke von etwa 5/um. Aus dem
begrabenen Teil 32 kann etwas Arsen in die epitaktische Schicht 56 diffundieren, was in Fig. 9 durch eine gestrichelte
linie angedeutet ist.
Das Muster 2 wird über eine Tiefe größer als die Dicke der epitäktischen Schicht in den Halbleiterkörper 1 versenkt,
z.B. über einen Abstand von 2,1 bis 2,2 yum von der Hauptoberfläche 3 ab.
109883/1664 - 25 -
Die maskierenden Siliciumnitridschichten 60, 61 und 65 haben eine Dicke von etwa 0,2 /um und lassen sich durch Überleitung
eines Gemisches aus Wasserstoff, Silan und Ammonia bei' einer Temperatur von etwa 1000° C anbringen. Diese
Schichten werden auf übliche Weise durch Siliciumoxydschichten 65» 64 und 67 mit einer Dicke von etwa 0,2 /um
ersetzt.
Die Basiszone 6 und die Widerstandszone 50 haben eine Dicke von etwa 1 /Um und die Emitterzone 7 und die Kollektorkontaktzone
13 haben eine Dicke von etwa 0,6 /um. In Fig. 5 sind die Abmessungen der Basiszone 6 etwa 45 x 30 /um, die der
Emitterzone etwa 20 χ 20 /um, die der Kollektorkontaktzone etwa 20 χ 30 /um und die Breite B der Isolierteile 54 und
54 und des Trennungsteiles 11 ist etwa 10 bis 15 /um.
Da das p-Typ Substrat 57 verhältnismäßig hochobmig ist (2 0hm.cm), können im Substrat 57 an dem Muster 2 grenzende,
leitende Kanäle auftreten, die die Inseln miteinander verbinden. Diese Kanäle lassen sich dadurch vermeiden, daß
die p-Typ Dotierung im Substrat unter dem Muster 2 vergrößert wird, was in den Fig. 4» 6, 7 und 9 durch die Zonen 71
angedeutet ist, die durch Bordiffusion in den Zonen 71a des
Tragkörpers (siehe Fig. 8) erhalten werden. Es kann auch ein Tragkörper 55 gewählt werden, der niederohmig ist und
einen spezifischen Widerstand von z.B. 0,02 0hm.cm aufweist, wodurch jedoch eine niedrige Durchschlagspannung der pn-Übergänge
58 und 59 (siehe Pig. 4) auftritt.
Eine andere Möglichkeit ist in Fig. 10 dargestellt, die einfacbbeitehalber nur einen Teil, der Halbleitervorrichtung
darstellt, entsprechend dem linken Teil der Fig. 4. Das Muster 2 erstreckt sich nicht bis in das Substrat 57»
sondern nur bis in das Verarmungsgebiet 73 der pn-Übergänge 66, das durch die gestrichelte Linie 74 umrahmt wird. Dieses
Verarmungsgebiet 73 tritt im Betrieb der Halbleitervorrichtung
bei einer üblichen Spannung in der Kehrrichtung des pn-Überganges 66 auf. Im Betrieb schließt dieses Verarmungsgebiet
die Isolierung zwischen den Inseln. - 26 -
109883/1664
Die Basiszone 6 kann in den beschriebenen Ausführungsformen
auch vor dem Anbringen des Musters 2 angebracht werden.
Pig. 11 zeigt einen Transistor T^ der gleichen Art wie
der Transistor T nach den Fig, 4 und 5. 'Dieser Transistor T.,
hat jedoch eine Kollektorzone 26 gemeinsam mit einem Transistor Tp» der dem Transistor T der Fig. 4 und 5 auch
identisch ist. In dieser Struktur gehört der Teil 53 des Musters 2, der die. Basiszone 6 und den Anschlußteil 9 der
Kollektorzone des Transistors T^ gemeinsam umgibt, nicht
vollständig einer Isolierzone zu, da der Teil 75 des Teiles 53 als Trennungsteil zwischen dem Anschlußteil 9 der
Kollektorzone und der Basiszone 6 des Transistors Tg dient.
Mg. 12 zeigt im Schnitt einen Teil einer Ausführungsform
einer Halbleitervorrichtung nach der Erfindung, die nur darin von der nach den Pig» 4 und 5 abweicht, daß die
Isolierzonen (2, 76) Zonen des gleichen Leitfähigkeitstyps
wie das Substrat 57 enthalten,, die zwischen dem Substrat 57 und den Isolierteilen 53 und 54 der Isolierzocen (2, 76)
liegen. Die Zonen 76 haben somit p-Typ leitfähigkeit.
Die Herstellung der Vorrichtung nach Pig. 12 weicht nur
geringfügig von der Vorrichtung nach den Pig. 4 und 5 ab.
In an der Tragoberfläche 68 (siehe Pig. 8) grenzenden Oberflächenzonen
71a des Tragkörpers 55» die unter den zu bildenden
Isolierteilen 53, 54 liegen, wird z.B. durch Bordiffusion die Konzentration p-Typ Leitfähigkeit hervorrufender
Verunreinigungen erhöht. Darauf wird die η-Typ epitaktische
Schicht 56 (siehe auch Pig. 12) angebracht und durch Diffusion von Verunreinigungen aus den Zonen 71a in die
epitaktische Schicht 56 werden die in der epitaktischen Schicht liegenden und den Isolierzonen (2, 76) zugehörenden,
an dem Substrat 57 grenzenden Zonen 76 mit p-Typ Leitfähigkeit erhalten. Das Muster 2 wird nur über einen Teil seiner
- 27 109883/1664
Dicke der epitaktisehen Schicht 56 in diese Schicht versenkt
und die. Isolierzonen (2, 76) werden nur nahe der Hauptoberfläche 3 durch die Isolierteile 53 und 54 dee versenkten
Musters 2 gebildet.
Die Zonen 76 grenzen an dem Muster 2. Eine weitere Möglichkeit liegt darin, daß das Muster 2 nicht bis zu den Zonen 76
in den Halbleiterkörper 1, sondern nur bis zum Verarmungsgebiet 78 des pn-Übergangs 77 versenkt wird, der das
Substrat und die Zonen 76 begrenzt. Fig. 13 zeigt nur einen Teil der Halbleitervorrichtung entsprechend dem linken Teil
der Fig. 12. Das Verarmungsgebiet 78 zwischen den pn-Übergängen 77 und der gestrichelten Linie 80 tritt im Betrieb
bei einer üblichen Spannung .in der Kehrrichtung über dem •pn-übergang 77 auf.
Bei Strukturen nach den Fig. 12 und 13 kann eine dickere epitaktische Schicht 56, z.B. mit einer Dicke von 4/um,
unter Vermeidung einer unpraktischen Versenkungstiefe des Musters 2 verwendet werden, wobei unter dem Trennungsteil 11
des Musters 2 mehrRaum für den Verbindungsteil der Kollektorzone
zur Verfügung steht. Dabei kann gegebenenfalls der begrabene Teil 32 entbehrt werden.
Fig. 14 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der die
Isolierzonen (2, 81) p-Typ Zonen 81 enthalten, die zwischen
dem Substrat 57 und den Isolierteilen 53 und 54 liegen. Die Zonen 81 werden jedoch nicht durch Diffusion aus dem
Substrat erhalten, sondern wie folgt: Vor dem Anbringen des Musters 2 werden die p-Typ Zonen 81a,
die an den zu bildenden Isolierteilen 54 und 53 entsprechenden Vertiefungen 62 grenzen, in der epitaktisehen Schicht
(siehe Fig. 15 und vergl. Fig. 6) angebracht. Die Zonen Sa
lassen sich z.B. durch Ionenimplatation unter Benutzung der Maskierungswirkung der Siliciumnitridschichten (60, 61
und 65) anbringen. Die Siliciumnitridschichten ragen etwas
- 28 1 09883/166A
■über die Vertiefungen 62 hervor, da beim Anbringen der Vertiefungen 62 durch Ätzen Unterätzung auftritt. Letzteres
ist einfachheitshalber in Fig. 15 (und in Fig. 6) nicht dargestellt. Darauf wird durch Oxydation das versenkte
Muster 2 aus Siliciumoxyd angebracht, wobei die Zonen 81 durch Diffusion gleichsam vor dem sich senkenden Muster 2
herlaufen. Das Muster 2 wird nur über einen Teil der Dicke der epitaktischen Schicht 56 in "diese Schicht versenkt,
während die an dem Muster 2 grenzenden p-Typ Zonen 81 sich bis in das p-Iyp Substrat 57 erstrecken. Im übrigen vollzieht
sich die Herstellung der Torrichtung nach Fig. 14 in gleicher Weise wie die der Vorrichtung nach den Fig. 4 und 5.
Die Zonen 81 brauchen das Substrat 57 nicht zu erreichen. Es genügt, wenn sie sich bis in das Verarmungsgebiet 82 des
pn-Überganges 83 (siehe Fig. 16) erstrecken. Dieses Verarmungsgebiet
tritt im Betrieb der Halbleitervorrichtung bei der üblichen Kehrspännung über dem pn-übergang 83 auf.
Fig. 16 zeigt einfachheitshalber nur einen Teil der Halbleitervorrichtung, der dem linken Teil der Fig. 14 entspricht.
Es wird einleuchten, daß die Struktur nach Fig. 11 mit
Isolierzonen (2, 76) nach Fig. 12 oder den Isolierzonen (2, 81) nach Fig. 14 versehen sein kann.
Es sei weiterhin bemerkt, daß Isolierzonen der beschriebenen Art bereits in der niederländischen Patentanmeldung
70.10204 (PHlI 4973) beschrieben worden sind.
In den beschriebenen Ausfuhrungsformen ist das ganze Muster
praktisch über die ganze Dicke in den Halbleiterkörper 1
versenkt. Um dies zu bewerkstelligen, werden Vertiefungen im Körper 1 vorgesehen, bevor das Muster 2 angebracht wird
(Biehe die Fig. 6 und 15). Werden die Vertiefungen 62 nicht vorgesehen, so ergibt sich ein Muster 2 aus Siliciumoxyd,
das annähernd über seine halbe Dicke versenkt ist.
- 29 -
109883/1664
Es ist möglich, einen Teil des Musters 2 über die ganze Dicke und einen anderen Teil des Musters nur über einen
Teil der Dicke in den Halbleiterkörper senken zu lassen. Fig. 17 zeigt ein Beispiel dieser Struktur und zeigt eine
Halbleitervorrichtung, die nur darin von der nach den Fig. und 5 verschieden ist, daß der Trennungsteil 11 des
Musters 2 über etwa die halbe Dicke in den Halbleiterkörper versenkt ist, während der übrige Teil des Musters 2 praktisch
über die ganze Dicke in den Halbleiterkörper versenkt ist. Diese Struktur kann dadurch erhalten v/erden, daß an der
Stelle des zu bildenden Musters Vertiefungen 62 (siehe Fig. 6) mit Ausnahme des zu bildenden Trennungsteiles 11 des
Musters 2 vorgesehen werden, worauf durch Oxydation das Muster 2 angebracht wird.
Ein Vorteil der Struktur nach Pig. 17 besteht darin, daß
die geringere Tiefe der Versenkung des Trennungsteiles eine bessere Verbindung zwischen dem Anschlußteil 9 und dem
unter der Basiszone 6 liegenden Teil 8 der Kollektorzone ergibt, während gegebenenfalls der begrabene Teil 32
entbehrlich ist.
Das Muster 2 nach Pig. 17 läßt sich in einfacher Weise wie folgt anbringen:
Auf dem Halbleiterkörper 1 (siehe Fig. 18) wird eine
Maskierungsschicht angebracht, die aus einer Siliciumnitridschicht
85 und darauf einer Siliciumoxydschicht 86 besteht, welche Schichten an der Stelle der zu bildenden Isolierteile
53 und 54 entfernt werden. Darauf wird nur die Siliciumoxydschicht 86 an der Stelle des zu bildenden
Trennungsteiles 11 entfernt und darauf werden die Vertiefungen
62 an der Stelle der Isolierteile 53 und 54 geätzt, wodurch die Struktur nach Fig. 18 erhalten wird.
Dann wird die Siliciumnitridschicht 85 an der Stelle des
zu bildenden Trennungstsiles 11 durch selektives Ätzen
entfernt, wobei die Siliciumoxydschicht 86 als Ätzmaske dient.
109883/U84 " 5° "
Die Struktur nach Pig. 19 hat sich dann ergeben, worauf das
Muster 2 durch eine Oxidationsbehandlung angebracht v/erden
kann.
In der Ausführungsform nach Fig. 17 erstreckt sich der erste Teil 5 des Musters 2, der die Basiszone 6 umgibt, und
der zweite Teil 10 des Musters 2, der den Anschlußteil 9 der Kollektorzone 26 umfaßt, im Gegensatz zu den vorhergehenden
Ausführungsformen nicht homogen über den gleichen Abstand von der Hauptoberfläche dös Halbleiterkörpers 1 ab. Die Teile
und 10 haben jedoch eine homogene Dicke und werden gleichzeitig angebracht. Es ist jedoch möglich, durch Ätzen den
vorstehenden Teil des Trennungsteiles 11 wenigstens teilweise zu entfernen. Dann weisen die Teile 5 und 10 nicht mehr
eine homogene Dicke auf. Die schichtenartigen Teile 4 und erstrecken sich in dieser Ausführungsform über den gleichen
Abstand von der Hauptoberfläche 3 in dem Körper 1 wie der Trennungsteil 11, während die Isolierteile 53 und 54 sich
tiefer im Körper 1 erstrecken.'
Es ist möglich, in den beschriebenen Ausführungsformen das
Substrat 57 ganz oder teilweise z.B. durch Atzen zu entfernen.
Pig. 20 zeigt die Halbleitervorrichtung nach Fig. 12, bei
der das Substrat 57 bis zum begrabenen Teil 32 entfernt ist. Auf dem begrabenen Teil 32 kann eine Metallschicht 90 zur
Verringerung des Kollektorwiderstandes angebracht werden, während außerdem gewünschtenfalls der Kollektor auch auf
der Unterseite durch diese Metallschicht angeschlossen oder
durchverbunden werden kann.
Es ist möglich, die verbleibenden p-Typ Teile 57, 71 und
in Fig. 20 durch Ätzen zu entfernen, worauf gar kein
Substrat mehr vorhanden ist, Saß die Isolierzonen aus den Isolierteilen 53 und 54 und aus Nuten an der Stelleder
Zonen 76 bestehen. Diese Nuten können gegebenenfalls mit Isoliermaterial ausgefüllt werden. Ee gibt dann keine pn-
- 31 -
109883/1664
Isolierung und folglich keine Streukapazitäten und dann besteht
der Halbleiterkörper 1 aus einer Anzahl voneinander getrennter Teile (Inseln).
Auf gleiche Weise,wie an Hand der Vorrichtung nach Fig. 12
erörtert wurde, kann das Substrat 57 der Vorrichtung nach den I1Ig. 4 und 5 und der Vorrichtung nach Fig. 11 und können
das Substrat 57 und die Zonen 81 der Vorrichtung nach Fig. 14 entfernt werden.
Es ist weiterhin möglich, bei den Vorrichtungen nach den Fig.. 12 und 14 die Zonen 76 und 71 bzw. die Zonen 81 nicht,
aber einen begrabenen Teil 32 anzubringen, der sich unter allen Inseln erstreckt; das Substrat 57 kann entfernt werden
Und Nuten können unter den Isolierteilen 53 und 54 des Musters
quer durch den begrabenen Teil 32 bis zu den Isolierteilen
geätzt werden, wodurch die Vorrichtung nach Fig. 21 mit begrabenen Teilen 32a, 32b, usw. erhalten wird. Die Anbringung
der begrabenen Teile 32a, 32b, usw. erfordert dann keine Maskierung. Es kann von einem p-Typ Tragkörper 55 ausgegangen
werden, der mit einer hochdotierten, η-Typ epitaktischen
oder diffundierten Schicht versehen ist, auf der die weniger hoch dotierte, η-Typ epitaktische Schicht 56 angebracht wird.
Es ist auch möglich, von einem Tragkörper auszugeben, der vollständig aus niederohmigem η-Typ Silicium besteht.
Bei der Vorrichtung nach Fig. 21 besteht der Halbleiterkörper
aus den voneinander getrennten Teilen (Inseln) 1a, 1b, 1c usw.
Die beschriebenen Torrichtungen lassen sich in üblicher Weise
mit leitenden Bahnen versehen, die Aufweitungen aufweisen, mit denen Anschlußleitungen verbunden werden können und
die vorzugsweise auf dem versenkten Muster 2 angebracht werden.
-- 32 τ 109883/1664
Es wird einleuchten, daß die Erfindung sich nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und daß im
Rahmen der Erfindung dem Fachmann viele Abarten zur Verfugung stehen. Der verwendete Tragkörper z.B. braucht nur
in dem an der Tragoberfläche 68 (siehe Fig. 8) grenzenden ■ Teil p-Typ Leitfähgiekt aufzuweisen, während er unterhalb
der gestrichelten Linie 90 η-Typ leitfähigkeit haben kann. Die Maskierungsschichten 60, 61 und 65 (siehe Fig. 6) können
aus einer auf dem Halbleiterkörper 1 angebrachten Siliciumschicht bestehen, auf der eine Siliciumnitridschicht angebracht
ist, wobei nach dem Anbringen des Musters 2 und nach dem Entfernen der Siliciumnitridschichten sofort die Silieiumoxydschiehten
63, 64 und 67 (siehe Fig. 7) erhalten werden. Die Emitterzonen 7 der beschriebenen Ausführungsformen
können über einen Teil ihres ümfangs auch an dem versenkten Muster 2 angrenzen. Die Oxydationsbehandlung zum Bilden des
Musters 2 kann unterbrochen werden, wobei während der Unterbrechung das bereits gebildete Siliciumoxj^d wenigstens teilweise
z.B. durch Ätzen entfernt werden kann. Es ist dann nicht notwendig, zum Erzielen eines praktisch über die ganze Dicke
in den Halbleiterkörper versenkten Musters 2 vor der Oxydationsbehandlung die Vertiefungen 62 (siehe z.B. Fig. 6) vorzusehen.
Es ist nicht notwendig, die Siliciumnitridschichten 60, 61 und 65 durch Siliciumoxydschichten 63, 64 und 67
(siehe die Fig. 6 und 7) zu ersetzen. Die Siliciumnitridschichten 60, 61 und 65 sind auch zum Maskieren während
Diffusionsvorgänge verwendbar. Der zweite schichtenartige Teil 9 des Halbleiterkörpers 1 (siehe z.B. Fig. 24) braucht
nicht vollständig dem Anschlußteil der Kollektorzone 26 zuzugehören; er kann z.B. noch eine Diode enthalten. Zwei
verschiedene Inseln können auf gleiche Weise wie der Anschlußteil 9 mit dem unter der Basiszone 6 liegenden Teil 8 der
'Kollektorzone in den beschriebenen Ausführungsformen miteinander verbunden werden. Andere übliche Halbleitermaterialien
als Silicium sind -verwendbar, wobei das Muster aus mit
Isoliermaterial ausgefüllten Nuten oder aus Isoliermaterial
- 33 109883/1664
bestehen kann, das durch Umwandlung von Halbleitermaterial in Isoliermaterial erhalten wird. Es kann z.B. das Halbleitermaterial
Siliciumcarbid durch Oxydation in Siliciumoxyd umgewandelt werden.
PATENTANSPRÜCHE: - 34 -
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Claims (17)
1. Halbleitervorrichtung mit einem Halbleiterkörper, der einen Transistor enthält und in dem ein versenktes Muster
aus Isoliermaterial vorhanden ist, das sich über wenigstens einen Teil seiner Dicke von einer Hauptoberfläche des Halbleiterkörpers
in diesem Körper erstreckt, wobei der Halbleiterkörper einen ersten, an der Hauptoberfläche grenzenden,
•schichtenartigen Teil enthält, der über seinen ganzen Umfang und über seine ganze Dicke an einem ersten Teil des versenkten
Musters grenzt, in welchem schichtenartigen Teil die Basiszone des Transistors an der Hauptoberfläche und über
ihren ganzen Umfang an dem ersten Teil des Musters grenzt, wobei in der Basiszone die an der Hauptoberfläche grenzende
Emitterzone des Transistors angebracht ist und die Kollektorzone
einen unter der Basiszone liegenden Teil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper einen neben
dem ersten schichtenartigen Teil liegenden, zweiten schichtenartigen Teil enthält, der an der Hauptöberfläche grenzt und
über wenigstens einen Teil seines Umfangs und über seine ganze Dicke an einem gleichzeitig mit dem ersten Teil des
Musters angebrachten, zweiten Teil des Musters grenzt, welcher zweite schicbtenartige Teil einen an der Hauptoberfläche
grenzenden Teil, Anschlußteil genannt, der Kollektorzone enthält, der lediglich durch einen mindestens einem
der beiden, erwähnten Musterteilen zugehörenden Teil, Trennungsteil genannt, von dem ersten schichtenartigen Teil
getrennt ist, welcher Anschlußteil durch einen wenigstens teilweise unter dem Trennungsteil liegenden Verbindungsteil
der Kollektorzone mit dem unter der Basiszone liegenden Teil
der Kollektorzone verbunden ist.
2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste und der zweite Teil des versenkten Musters praktisch die gleiche, homogene Dicke aufweisen.
: - 35 -
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3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Oberflachen des ersten und des zweiten, schichtenartigen Teils praktisch in der gleichen,
flachen Ebene liegen.
4. Halbleitervorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Teil des versenkten Musters sich homogen
praktisch über den gleichen Abstand von der Hauptoberfläche des Halbleiterkörper ab in diesem Körper erstrecken.
5. -Halbleitervorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußteil der Kollektorzone eine Kontaktzone in Form einer Oberflächenzone
des gleichen Leitfähigkeitstyps wie die Kollektorzone
aufweist, welche Kontaktzone die gleiche Dicke und das gleiche !Dotierungsprofil wie die Emitterzone aufweist.
6. Halbleitervorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper eine Anzahl von Schaltungselementen unter
anderen den Transistor enthält, welche Schaltungselemente sich in einer Anzahl an der Hauptoberfläche grenzender,
voneinander getrennter Halbleitergebiete, Inseln genannt, befinden, zwischen welchen Inseln Isolierzonen vorhanden
sind, die wenigstens nahe der Hauptoberfläche durch die Inseln umgebende Teile, Isolierteile genannt, des versenkten
Musters gebildet werden, wobei der erste und der zweite Teil des versenkten Masters gemeinsam nicht nur den bereits
erwähnten Trennungsteil, sondern auch einen die Basiszone und den Anschlußteil der Kollektorzone des Transistors gemeinsam
umgebenden Teil bilden, der wenigstens teilweise einem Isolierteil einer den Transistor umgebenden. Isolierzone
zugehört.
7. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn-
- 36 109883/1664
zeichnet., daß der Halbleiterkörper einen Halbleitertragkörper
und eine darauf angebrachte, an der Hauptoberfläche grenzende, epitaktische Schicht enthält, die durch die
Isolierzonen in den Inseln zugehörende Teile aufgeteilt ist. wobei der Tragkörper ein Substrat enthält, gegen welches
die Inseln durch mindestens einen pn-übergang isoliert sind..
8. Halbleitervorrichtung nach"Anspruch 7} dadurch gekennzeichnet,
daß die Kollektorzone des Transistors einen isolierenden pn-übergang mit dem Substrat bildet, und einen
in der epitaktischen Schicht liegenden Teil und einen im Tragkörper liegenden Teil, begrabenen Teil genannt, enthält,
aufweist, wobei der begrabene Teil teilweise unter dem Trennungsteil des versenkten Musters liegt und wenigstens
teilweise einen Teil des Yerbindungstei3.es der Kollektorzone
bildet. · ·
9. Halbleitervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Isolierzone
eine zwischen dem dieser Zone zugehörenden Isolierteil des versenkten Musters und dem Substrat liegende Zone des
gleichen Leitfähigkeitstyps wie das Substrat enthält.
10. Halbleitervorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das versenkte
Muster aus/lurch Umwandlung von Halbleitermaterial des
Halbleiterkörpers gebildetem Isoliermaterial besteht.
11. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung
mit einem Transistor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von einem
Halbleiterkörper mit einem Gebiet des einen Leitfähigkeitstyps, das wenigstens örtlich an einer Hauptoberfläche des
Halbleiterkörpers grenzt, ein erster, der Hauptoberfläche zugehörender Oberflächenteil, unter dem dieses Gebiet sich
erstreckt, und ein von diesem getrennter, zweiter, der
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Hauptoberfläche zugehörender Oberflächenteil, an dem dieses
Gebiet grenzt, maskiert werden, daß ein erster, den ersten Oberflächenteil vollständig umgebender Teil und ein zweiter,
den zweiten Oberflächenteil wenigstens teilweise umgebender Teil eines versenkten Musters aus Isoliermaterial, das sich
von der Hauptoberfläche ab im Halbleiterkörper erstreckt, durch Umwandlung nicht maskierten Halbleitermaterials in
Isoliermaterial gleichzeitig angebracht-werden, wobei ein erster, schichtenartiger Teil des Halbleiterkörpers, der
über seinen ganzen Umfang und über seine ganze Dicke an dem ersten Musterteil grenzt, und ein zweiter, schichtenartiger
Teil des Halbleiterkörpers, der wenigstens über einen Teil seines Umfanges und über seine ganze Dicke an dem
zweiten Musterteil grenzt, erhalten werden, welche schichtenartigen Teile lediglich durch einen mindestens einem der
beiden erwähnten Musterteile zugehörenden Trennungsteil voneinander getrennt sind und wobei das Muster über einen
Abstand von der Hauptoberfläche ab in den Halbleiterkörper
versenkt wird, wobei noch ein Teil des Gebietes unter dem Trennungsteil liegt xmd in dem-ersten schichtenartigen Teil
eine an dem ersten Oberflächenteil grenzende Basiszone des Transistors angebracht wird, die über ihren ganzen Umfang
an dem ersten Musterteil grenzt und die mit dem Gebiet einen pn-übergang bildet, wobei in der Basiszone eine an dem
ersten Oberflächenteil grenzende Emitterzone des Transistors
angebracht wird, wobei wenigstens ein Teil des Gebietes, der teilweise an dem zweiten Oberflächenteil grenzt und
teilweise unter dem Trennungsteil und unter der Basiszone liegt, die Kollektorzone des Transistors bildet.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halbleiterkörper verwendet wird, von dem das Gebiet
des einen Leitfähigkeitstyps an der ganzen Hauptoberfläche grenzt und durch einen pn-übergang gegen ein unter diesem
Gebiet liegendes Substrat des anderen Leitfähigkeitstyps isoliert ist, welches Gebiet in nebeneinander liegende,
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voneinander getrennte Inseln durch Anbringung von wenigstens
nahe der Hauptoberfläche aus Teilen aus Isoliermaterial, Isolierteilen genannt, bestehenden Isolierzonen in diesem
Gebiet aufgeteilt wird, welche Isolierzonen sich an die Isolierung auf der Substratseite anschließen, wobei die
Isolierteile gleichzeitig und auf gleiche Weise wie der erste und der zweite Musterteil angebracht werden und einen
Teil des Musters bilden und daß ein die Basiszone und den an dem zweiten Oberflächenteil grenzenden !Teil, Anschlußteil
genannt, der Kollektorzone gemeinsam umgebenden Musterteil, der mindestens einem der beiden Teile, dem ersten oder dem
zweiten Musterteil, zugehört, wenigstens teilweise in Form einer wenigstens einen Teil des Transistors umgebenden
Isolierzone ausgebildet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
der Halbleiterkörper mit dem Gebiet des einen leitfähigkeitstyps dadurch erhalten wird, daß von einem Halbleitertragkörper
ausgegangen wird, von dem wenigstens der an einer seiner Oberflächen, Tragoberfläche genannt, grenzende Teil
des anderen Leitfähigkeitstyps ist und auf der Tragoberfläche eine dem erwähnten Gebiet zugehörende, epitaktische
Schicht des einen leitfähigkeitstyps angebracht wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der Tragkörper mit einer an der Tragoberfläche grenzenden
Oberflächenzone des einen Leitfähigkeitstyps versehen wird,
die unter dem zu bildenden Trennungsteil des versenkten Musters liegt und die von der zu bildenden, den Transistor
umgebenden Isolierzone umgeben wird, worauf die epitaktische
Schicht angebracht wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet,
daß in an der Tragoberfläche grenzenden Oberflächenzonen des Tragkörpers, die unter den zu bildenden Isolierteilen
lJejjen, die Konzentration der das andere Leitfähigkeits-
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typ hervorrufenden Verunreinigungen erhöht wird, worauf die epitaktische Schicht angebracht wird und durch Diffusion
von Verunreinigungen aus diesen Zonen in die epitaktische
Schicht den Isolierzonen zugehörende und an dem Substrat grenzende Zonen des anderen Leitfähigkeitstyps erhalten
werden, wobei das Muster nur über einen Teil der Dicke der epitaktischen Schicht in diese Schicht versenkt wird.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 12
bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Anbringen des versenkten Musters durch Umwandlung nicht maskierten Halbleitermaterials
in Isoliermaterial in nicht maskierten Oberflächenteilen des Halbleiterkörpers, die den zu bildenden.
Isolierteilen entsprechen, daß andere Leitfähigkeitstyp .hervorrufende Verunreinigungen angebracht werden, die
während des Anbringens des Musters tiefer in den Halbleiterkörper diffundieren und zwischen den isolierteilen und dem
Substrat liegende Zonen des anderen Leitfähigkeitstyps bilden, die den Isolierzonen zugehören.
17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11
bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Anbringen des versenkten Musters an der Stelle mindestens eines Teiles
des zu bildenden Musters Oberflächenteile des Halbleiterkörpers entfernt werden, wodurch sich Vertiefungen ergeben,
die sich von der Haupteberfläche ab über einen Teil der Dicke des Halbleiterkörpers in diesem Körper erstrecken, worauf
das Muster durch Umwandlung nicht maskierten Halbleitermaterials in Isoliermaterial angebracht wird, das die
Vertiefungen über wenigstens einen Teil der Tiefe füllt.
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Applications Claiming Priority (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NLAANVRAGE7010204,A NL170902C (nl) | 1970-07-10 | 1970-07-10 | Halfgeleiderinrichting, in het bijzonder monolithische geintegreerde halfgeleiderschakeling. |
| NL7010208A NL7010208A (de) | 1966-10-05 | 1970-07-10 | |
| NL7010204 | 1970-07-10 | ||
| NLAANVRAGE7010205,A NL169936C (nl) | 1970-07-10 | 1970-07-10 | Halfgeleiderinrichting omvattende een halfgeleiderlichaam met een althans ten dele in het halfgeleiderlichaam verzonken oxydepatroon. |
| NL7010208 | 1970-07-10 | ||
| NL7010205 | 1970-07-10 | ||
| NL7013365 | 1970-09-10 | ||
| NL7013365A NL159819B (nl) | 1970-09-10 | 1970-09-10 | Halfgeleiderinrichting met een halfgeleiderlichaam, bevat- tende een transistor, waarbij een in het halfgeleiderli- chaam verzonken patroon van isolerend materiaal, dat door plaatselijke oxydatie van het halfgeleiderlichaam gevormd is, aanwezig is. |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2133981A1 true DE2133981A1 (de) | 1972-01-13 |
| DE2133981B2 DE2133981B2 (de) | 1975-07-10 |
| DE2133981C3 DE2133981C3 (de) | 1976-02-12 |
Family
ID=
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BE769734A (fr) | 1972-01-10 |
| CA926029A (en) | 1973-05-08 |
| FR2098324B1 (de) | 1976-05-28 |
| DE2133981B2 (de) | 1975-07-10 |
| FR2098324A1 (de) | 1972-03-10 |
| JPS5010101B1 (de) | 1975-04-18 |
| SE368479B (de) | 1974-07-01 |
| CH542517A (de) | 1973-09-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |