-
Halbleiteranordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung
betrifft eine Halbleiteranordnung mit einem Träger aus Halbleitermaterial einer
ersten LeitfShigkeit und mit einer ersten Oberfläche, einer auf dieser Oberfläche
ausgebildeten Passivierungsschicht mit einer einen Teil dieser Oberfläche freilassenden
Öffnung. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen
Halbleiteranordnung.
-
Ein sehr flacher Sperrschicht- Transistor ist normalerweise auch ein
Transistor mit einer sehr kleinen mitter-Diffusionszone.
-
Vor der Auswaschtechnik (beschrieben in US-Patentanmeldung Nr.
-
813 105) waren die meisten flachen Sperrschicht- Transistoren begrenzt
durch ## Notwendigkeit, den Emitter-Kontakt mit der vorher eindiffundierten Emitterzone
auszurichten. In der oben genannten US-Patentanmeldung wird eine sehr dünne Silizium-Dioxyd-Schicht
über der eindiffundierten Emitterzone als Ätzmaske während das Ätzens der Öffnung
für den Basis-Kontakt verwendet. Ist diese öffnung ausgebildet, so wird die dünne
Silizium-Dioxyd-Schicht über dem
tiber des emitter ausgewaschen,
um automatisch die Emitteröffnung wieder herzustellen und um eine Ausrichtung der
Emitter-Maska zur Herstellung der Emitter-Öffnung zu vermeiden.
-
Anschließend wird auf dieser Anordnung eine Metallschicht gebildet
und Teile von dieser wieder entfernt, wobei das gewünschte Muster für Emitter-,
Basis- und Kollektor-Kontakte zurückgelassen wird Die Auswaschtechnik wird bei flachen
und klein diffundierten Sperrzonen verwendet. Ein anderes Merkmal einer solchen
Anordnung ist eine ultrakleine seitliche Diffusion zusammen mit der flacher Diffusion
und eine fraglich Passivierung des Emitter-Basis-Überganges durch das Oberflächenozyd
nach dem Auswaschen der oben genannten dünnen Silizium-Dioxyd-Schicht. Eine beim
Auswaschen auftr@tende Schwierigkeit ist eine mögliche Unterschneidung des Oberflächenoxydes
und eine Freilegung des Emitter-Basis-Überganges Die Bildung der Metallisierungschicht
ftihrt oft zu einer Metallschicht über diesem freigelegten Übergang, der einen Emitter-Basis-Kurzschlußkreis
erzeugt und schließlich zu einem Ausschuß des integrierten Kreises F~hrt.
-
Einige zur Metallisierung verwendete Metalle greifen das Oberflächenoxyd
an und dringen das kleine Stück ein, das erforderlich ist, um den Basis-Emitter-Übergang
zu erreichen. Deshalb tritt selbst in den Fällen wenn die Unterschneidung den Emitter-Basis-Ubergang
nicht freilegt ein Kurzschluß des Emitter=Basis-Übergangs auf durch das Eindringen
des flir den Emitter-Kontakt vewendeten Metalles in das Oberflächenoxyd.
-
Bei einer Diffusion mit hoher Konzentration wie sie be einer Emitter-Diffusion
erfolgt, wird eine solche Menge an Verunreinigungen in das Siliziumgitter nahe der
Oberfläche eingeführt, dass beträchtliche Verzerrungen oder Ver@etzungen und @@@
Beschädigun@ des Gitters die Folgen sind. Dies ist besonders dann der Fall wenn
ftlr einen NPN Transistor Phosphor eindiffundiert wird. Diese Schaden kann die Form
von Versetzungen oder von Gleitlinien @abe@ er kann auch in Form von Einschlü@@@@
von Fremdsubstanzen wi@ @@@@@ @
Silizium-Phosphid haben und er ist
ferner verantwortlich fur einen Effekt, der als Vorwärts-Schub bekannt ist. Diese
Er-@cheinung ist effektiv ein verstärkter Diffusionskoeffizient fAr die die Leitfähigkeit
bildenden Verunreinigungen in der Basis. Der Grund ftlr diese Verstärkung oder Vergrößerung
sind Wirkungen, die bei der Diffusion des Emitters entstehen. Während der Emitterdiffusion
entsteht an der Basis ein Ansatz oder ein vorsprung in dem Bereich des Kollektor-Basis-Überganges
der nnmittelbar an den Emitter angrenzt. Der wirklich. Mechanismus, @urch den dieser
verstärkte Diffusionskoeffizient der Basis-Verunreinigungen bewirkt wird, ist nicht
bekannt. Es existieren swar zahlreiche sich widersprechende Theorien, der wahre
Grund wurde jedoch noch nlcht gefunden. Die Erscheinung führt jedoch @ei Hochfrequenztransistoren
zu schlechteren Eigenschaften.
-
@in weiteres Problem bei den bisherigen Transistoren liegt in @er
Herstellung des Kontakte mit Ein-Kristall-Silizium. Bei @em Versuch einen Anschluß
mit Metallkontakten bei schwach do-@ertem Ein-Kristall-Silizium herzustellen erhält
man einen Sehr schlechten Kontakt. Im allgemeinen tritt ein gewisser Grad von Gleichrichtung
und ein sehr hoher Widerstand auf. in diesem Fall erhält der Siliziumträger an der
Stelle eine verstärkte Diffuzion, an der der Kontakt geformt werden soll. Diese
verstärkte Diffusion ädert die elektrischen Eigenschaften des Silizium nahe der
Oberfläche wodurch das Silizium an der Oberfläche elektronich mehr einem Metall
gleichkommt. Wenn dann das Metall auf dieses Oberflächen-Silizium aufgebracht wird,
ist die elektronische Fehlanpassung geringer und es wird ein besserer Kontakt gebildet.
Die durch die Diffusion geänderte elektronische Eingenchaft ist die Austrittsarbeit
das Siliziums und die Potentialdifferenz der Austrittsarbeit zwischen dem Silizium
und der auf ihm gebildeten Metall-Elektrode wird reduziert.
-
Der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, eine verbesserte Halbleiteranordnung und einen verbesserten integrierten
Schaltkreis sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung zu schaffen.
-
Werner sollen die Arbeits- und Betriebscharakteristiken von integrierten
Schaltkreisen verbessert werden.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelost durch eine Schicht aus polykristallinem
Halbleitermaterial, die über der Passivierungsschicht und tiber dem freien Teil
der ersten Oberfläche des Trägers angeordnet ist, ferner durch eine im Träger unter
der polykristallinen Schicht ausgebildeten Zone entgegengesetzter Leitfähigkeit,
die mit dem Träger einen Übergang aufweist, der sich zur ersten Oberfläche erstreckt
und der durch die Passivierungsschicht ständig passiviert ist.
-
Ein geeignetes Verfahren zur Herstellung einer derartigen Halbleiteranordnung
besteht darin, daß auf der Passivierungsschicht und den freien Teil der Oberfläche
des Trägers eine Schicht aus polykristallinen Halbleitermaterial, vorzugsweise polykristallinem
Silizium, gebildet wird, und daß durch diese polykristallin Schicht hindurch in
den Träger Verunreinigungen eindiffundiert werden und eine Zone entgegengesetzter
Leitfähigkeit gebildet wird.
-
Durch das Eindiffundieren dieser Zone, der Emitter-Zone, durch die
polykristalline Siliziumschicht hindurch wird der "Vorwärts-Schub-Effekt" reduziert
und die Hochfrequenzcharakteristiken der Anord# nung verbessert. Durch die verstärkte
Diffusion durch die polykristalline Schicht hindurch in Verbindung mit des nachfolgenden
Anbringen eines Metallkontaktes auf der polykristallinen Silizi schicht entsteht
ein besserer Kontakt mit geringeren Kontaktwiderstand.
-
Bei der Anwendung dieser polykristallinen Silizium-Passivierungs-Schicht
Schicht
zur Verbesserung der Charakteristiken eine. Emitter-"Auswasches" wird eine Grenze
erreicht, wenn die Emitter-Zone gegenüber der Tiefe der Emitter-Überganges sehr
klein wird, d.h., wenn der Transistor ein sehr feines Linienmuster aufweist. Wenn
die Breite des Emitters im Bereich von etwa 0,006 mm und 0,0025 mm liegt, reichen
die üblichen photolithograpiischen Techniken nicht mehr aus, um auf der polykristallinen
Siliziumschicht ein Muster bzw. eine Maske zu bilden. Die üblichen Materialien fUr
Photo-Masken funktionieren nicht mehr als Schutzmasken wenn sie so klein oder schmal
sind. Die zum ätzen des Siliiiums verwendeten Ätzmittel brechen die Bindungen zwischen
der Photo-Maske und der Siliziumoberfläche durch, wodurch die Maske angehoben wird
und eine Unterschneidung oder Hinterschneidung der polykristallinen Siliziumschicht
erfolgt. Diese Unterschneidung kann bei Schichten mit einer Tiefe von 5000 bis 10000
Angström bis zu 0,0025mm erreichen. Ein Silizium-Element mit einer Breite von z.B.
0,0075 mm wird nur noch 0,0025 mm breit, da es auf jeder Seite einen Unterschnitt
oder Hinterschnitt von 0,0025 mm aufweist. Um diesen Effekt zu redusieren oder nahezu
zu eliminieren kann eine Schicht aus Silizium-Dioxyd auf die polykristalline Siliziumschicht
aufgebracht werden. Diese Silizium-Dioxydschicht, die eine Dicke von etwa 1000 bis
3000 Angström haben kann, kann unter Anwendung X-licher photolithographischer Methoden
und üblicher Oxyd-Ätzmittel bearbeitet werden. Dieses Oxyd-Muster, das einen beträchtlichen
Widerstand gegen Silizium-Ätzmittel hat, wird als Maske zum Ätzen des polykristallinen
Siliziums mit großer Feinheit benutzt. Bei Anwendung dieser Methode ist es möglich,
in dem polykristallinen Silizium Linien mit einer Breite zu ätzen im Bereich von
etwa 0,0025 mm bis herab zu einem Mikron.
-
Während der letzten Verfahrensstufen wird eine Feld-Entlastungs-Elektrode
angebracht, die aus einem Metallschirm besteht, der einen PN Übergang überdeckt.
Dieser Schirm wird verwendet, um elektromagnetische Streufelder aus der Umgebung
des Überganges fernzuhalten. Dies ist besonders in der Oxydschicht unmittelbar über
über
dem Übergang erforderlich. Elektromagnetische Streufelder führen dazu, daß irgendwelche
Ladungen oder ionische Vergiftungen, die in der Oxyd-Passivierungsschicht vorhanden
sind, während der Betriebszeit der Vorrichtung zu wandern beginnen. Diese Wanderung
führt zu einer Instabilität der Charakteristiken der Vorrichtung.
-
Die übliche Feldentlastungs-Elektrode hat die Funktion, die Bewegung
von irgendwelchen ionischen Giftstoffen zu verhindern, die in dem oxyd nahe dem
Übergang vorhanden sein können, Bei Vorwendung einer Feldentlastungs-Elektrode aus
polykristallinem Silizium, das eine hitzebeständige Substanz ist und vor der letzten
Diffusion gebildet wird, werden sämtliche Vorteile der üblichen Feldentlastungselektrode
erreicht und außerdem eine ionische Vergiftung verhindert.
-
Die Erfindung befaßt sich also mit integrierten Schaltkreisen und
insbesondere mit polykristallinen Silizium-Elementen, die den Emitter- und Tor-Elektroden
der integrierten Schaltkreise funktionell zugeordnet sind.
-
Die polykristalline Siliziumschicht schützt den Basis-Emitter-Übergang.
Ferner wird durch diese Schicht hindurch die Emitter-Diffusion vorgenommen. Die
Quelle der einzudiffundierenden Verunreinigungen liegt außerhalb der polykristallinen
Schicht und ist unbegrenzt. Die polykristallinen Silizium-Teile ergeben ferner einen
besseren Kontakt. Durch die polykristalline Siliziumschicht wird der bei der Diffusion
entstehende als "Vorwärtsschub" bekannte Nachteil vermieden. Das polykristalline
Silizium-Element eignet sich außerdem zur Verwendung als Feld-Entlannngs-Elektrode.
-
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend
anhand der Zeichnung erläutert, in der Fig. la und 1b die Reratellung eines bekannten
Transistors zeigen, der mit dem Nachteil des Vorwätsstoß-Effektes behaftet ist.
-
Fig. 2 bis 4 zeigen die Herstellung eines Transistors mit einem polykristallinen
Bilizius-Teil zur Verwendung als Feld-Entlastungselektrode und zur Vermeidung des
Vorwärtsstoß-Effektes.
-
Fig. 5
Fig. 5 zeigt die Verwendung der polykristallinen
Siliziumschicht zum Verbessen des Kontaktes mit einem Halbleiter-Träger.
-
Bei der Erfindung wird polykristallines Silizium in der Öffnung einer
Passivierungschicht auf einem Halbleiterträger gebildet.
-
Das polykristalline Silizium wird in irgend einer bekannten Weise
w.B. durch Aufsprühen oder Niederschlagen gebildet. Bei einer Ausfthrungsform der
Erfindung wird polykristallines Silizium in der Emitteröffnung einer Halbleiter-Anordnung
verwendet, wobei das Silizium das Oberflächenoxyd überlappt. Da polykristallines
Silizium die SiliziumDioxyd-Oberflächenschicht nicht auflast oder anderweitig angreift,
gibt die polykristalline Schicht dem Halbleiterträger eine zusätzliche elektrische
Isolierung, außer wo dies durch die Emitter-Öffnung gewünscht ist. Dem gerRä wird
eine Metallschicht über der polykristallinen Schicht gebildet, um die Emitterzone
anzuschließen, wobei diese Schicht den Basis-Emitter-Übergang überlappt, ohne die
Leistung des Transistors zu beeinflussen. Auf diese Weise sind Anordnungen mit kleineren
geometrischen Abmessungen möglich.
-
Bei der Herstellung von integrierten Schalkreisen wird ferner nach
der Erfindung ein Träger aus einem Silizium-Halbleitermaterial mit einer oberen
Oberfläche und einer Passivierungsschicht auf dieser Fläche verwendet. In der Schicht
ist eine geeignete Öffnung vorgesehen, die mit einem polykristallin material ausgeflillt
ist, das an dieser Fläche haftet. Fin Kragen aus polykristallinem Silizium, das
aus einem Stück mit dem polykristallinen Element in der Öffnung besteht, tiberlappt
einen Teil dieser Schicht.
-
Das Element und der integral angeformte polykristalline Bund werden
vorteilhafterweise verwendet um einen Schaden bei einer hochkonzentrierten Diffusion
zu verhindern indem sie als Puffer-Diffusionselement benutzt werden, ferner um einen
elektrischen Anschluß mit niedringem Widerstand zu schaffen in dem sie las Puffer
-Kontakt-Element verwendet werden, ferner um eine Feld-Entlaflwigs-Elektrode zu
schaffen, um elektromagnetische Streufelder von einem darater angeordneten
angeordneten
PN Übergang abzunhalten und um zu verhindern, daß in dem Silizium-Halbleiter-Träger
eine Vergiftung zurückbleibt, indem sie als Getter für metallische Verunreinigungen
verwendet wird.
-
Fig. la zeigt eine bekannte Halbleiteranordnung mit des als Diffusions-Schaden
oder Vorschub-Effekt bekannten Nachteil. Ein Halbleiterträger 19 ist mit einer Passivierungsschicht
12 auf seiner oberen Fläche 14 versehen. Die Passivierungsschicht 12 hat eine Öffnung
16. Eine die Leitfähigkeit bestimmende Verunreinigung ist durch die Öffnung 16 eindiffundiert,
um eine Zone 18 einer ersten Leitfähigkeit in dem Halbleiterträger 10 zu bilden.
Der Träger 10 hat entgegengesetzte Leitfähigkeit, so daß ein PN Übergang 20 zwischen
den beiden gebildet wird. Der Träger 10 soll in sieser Beschreibung N Leitfähigkeit
haben und die zone 18 soll P Leitfähigkeit haben. Die durch die Öffnung 16 eindiffundierte
Verunreinigung diffundiert in allen Richtungen. Der Übergang 20 verläuft daher in
dem Träger 10 und erstreckt sich nach oben zu der Oberfläche 16 und endigt unter
der Passivierungsschicht 12 in bekannter Weise.
-
In Fig. 1b kann die Passivierungsschicht 12 entfernt und durch eine
frische Schicht 22 mit einer Öffnung 24 ersetzt werden. Die Dicke der Schicht 12
kann aber auch erhöht werden durch die Bildung einer Oxydschicht nach dieser Diffusion,
in welche eine Öffnung 24 eingeschnitten wird. Die Öffnung 24 wird nur tiber und
innerhalb der Basissone 18 ausgebildet. Ein weiteres, die Leitfähigkeit bestimmendes
Material wird durch die Öffnung 24 eindiffundiert, um eine zone 26 der ersten Leitfähigkeit
zu bilden. das Material der ersten Leitfähigkeit hat N leitfähigkeit, so daß ein
NPN Transistor gebildet wird. Der Übergang 20 liegt bei Hochfrequensgeräten not
malerweise nur etwa 0,5 Nikron unter der Oberfläche 14, washalb während der Diffusion
der Emitterzone 26 durch die letztere an dem Übergang 20 ein Vorsprung oder Ansatz
20a hervorgerufen wird. Dieser Vorsprung beeinflußt die Hochf#quenzcharakteristik
der Anordnung und verschlechtert ihre Leistung. Durch eine Metallelektrode 30 ,i
-N
wird der bekannte Transistor vervollständigt.
-
Der wahre Grund für die Bildung des Vorsprunges 20a ist noch nicht
geklärt. Dieser Vorsprung tritt normalerweise bei der hochkonsentrierten Diffusion
einer Zone mit entgegengesetzter Leitfähigkeit in eine bereits vorhandene flache
Zone der ersten Leitfähigkeit auf. Besonders starkt tritt er bei Phospordiffusionen
auf.
-
Die Figuren 2, 3 und 4 zeigen ein neuartige Möglichkeit die durch
diesen Vorsprung hervorgerufenen Nachteile bzw, diesen selbst zu vermeiden durch
diffusion der die Leitfähigkeit bestimmenden Verunzeinigung durch ein polykristallines
Filter oder ein Puffer-Element, das über dem Bereich, in welchem die Diffusion erfolgt,
angeordnet ist.
-
Fig. 2 zeigt den Ausgangsblock aus Halbleitermaterial, d.h. einen
Träger 38, auf dem eine epitaxiale Schicht 40 mit einer Oberfläche 43 und eines
Übergang 42 gebildet ist. Der Träger 38 kann irgendeine Leitfähigkeit haben, in
der Beschreibung wird angenommen, daß er eine N Leitfähigkeit und zwar eine relativ
hohe Leitfähigkeit hat, so daß er als N bezeichnet werden kann. Die epitaxiale Schicht
40 hat eine relativ niedrigere Leitfähigkeit, die als N Leitfähigkeit bezeichnet
werden kann. Eine Passivierungsschicht 44 ist auf der Oberfläche 43 der epitaxialen
Schicht geformt und bildet einen Übergang 46 mit der Oberfläche 43. Die Passivierungsschicht
kann ein Oxyd des Materialssein, das die epitaxiale Schicht bildet und da für die
Schicht 40 Silizium gewählt worden ist, besteht die Schicht 44 aus einem Silizium-Dioxyd.
In bekannter Weise wird eine Öffnung in der Passivierungsschicht 44 ausgebildet
und ein Basiszone 47 geformt, die einen Übergang 48 Mit der Schicht 40 hat.
-
In Fig. 3 hat die Silizium-Dioxydschicht 44 eine Öffnung 49, die einen
teil 43a der Oberfläche 43 freilegt. Die Öffnung 49 kann irgendeine gesignete geometrische
From haben. Die Öffnung ist nur gezeigt, un die Oberfläche 43, in der eine Diffusion
erfolgt und das Freilegen der Oberfläche 43 durch die Öffnung 49 darsustellen. Zine
gleichmäsige Schicht 50 aus polykristallinem Silizium wird auf
wird
auf der Oberfläche dieses Verbundkörpers gebildet und zwar auf der Silizium-Dioxydschicht
44 und der freien Fläche 43a der epitaxialen Schicht 40. Die Öffnung 49 liegt oberhalb
und innerhalb der Basizzone 47, die vorher eindiffundiert wurde.
-
Fig. 4 zeigt den gesamten Verbundkörper einschlielich der epitaxialen
Schicht 40 mit der Basizzone 47 und deren Übergang 48t der sich zu der Oberflache
43 der epitaxialen Schicht 40 erstreckt. Die Öffnung 49 in der Silizium-Dioxyd-Schicht
44 legt die Oberfläche 43 der Basizzone 47 frei. Die zuvor gebildete polykristalline
Siliziumschicht 50 ist unter Anwendung üblicher Photo-Masken-Methoden geätzt worden
und umfaßt noch einen zentralen Teil 52, der an der Oberfläche 43a anhaftet und
einen integral an diesem angeformten ringförmigen Teil 54, der aus der Öffnung 49
herausveiäuft und sich um ein vorbestimmtes Stück über einen Teil der Silizium-Dioxyd-Schicht
40 erstreckt.
-
Die Länge der Überlappung des ringförmigen Teiles 54 aber die Silizium-Dioxydschicht
44 reicht aus, um jeden Übergang zu schützen, der danach durch Diffusion durch die
polykristalline Schicht 52 hindurch gebildet wird* Durch das polykristalline Siliziumteil
52 hindurch erfolgt nun eine Diffusion, um eine Emitterzone 46 zu bilden, die einen
Übergang 58 mit der Basizzone 47 hat. Die Emitter-Diffusion wird als äußere Standard-Diffusion
durchgeführt oder zie erfolgt mitte@ einer die Leitfähigkeit bestimmenden Verunreinigung,
die aus der Schicht SO stammt, und die während der Bildung der Schicht SO in dieseeingebracht
wurde. Mach Beendigung der Diffusion wird eine Metallschicht auf der Oberfläche
des Verbundkörpers gebildet, nämlich auf der Oberfläche der Passivierungsschicht
44 und den Oberflächen der Siliziumteile 52 und 54. Die polykristallienen Teile
52 und 54 passivieren und schützen den Übergang 58, denn sie werden, wenn sie einmal
gebildet sind nicht mehr entfernt. Durch Anwendung bekannter Ätz- und Masken-Techaiken
wird das die Kontaht-Elektrode 65 bildende
bildende Metall in der
Weise angeformt, daß es Kontakt mit der polykristallinen Siliziumkappe hat. Irgendein
Kontakt mit der Silizium-Dioxydschicht 44 ist nicht schädlich. Die Diffusion durch
den polykristallinen Siliziumteil 52 hindurch reduziert den oben erwähnten Vorschub
oder Vorsprung. Wenn die Diffusion durch den polykristallinen Siliziumteil 52 hindurch
erfolgt, wird die hohe Konzentration der die Leitfähigkeit bestimmenden Verunreinigung
durch den polykristallinen Siliziumteil 52 begrenzt. Da das polykristalline Silizium
eine Nasse von Versetzungen dnd anderen kristallinen Defekten darstellt, kann es
leicht die @ehr hohen Konzentrationen des Dotierungsmittels absorbieren, ohne irgendwelche
Beanspruchung auf die darunterliegende Ein-Kristall-Siliziumschicht 40 zu übertragen.
diese Ein-Kristall-Siliziumschicht 40, in der der Kollektor-übergang und ein Emitter-Basis-Übegang
liegen, ist frei von irgendeiner Beanspruchung und der Mechanismus, durch den die
Diffusionskonstante der Basis erhöht wird, wird reduziert.
-
In Fig. 5 liegt der ringförmige Teil 54 über dem Emitter-Basis-Übergang
58. Dieser ringfürmige Teil 54 wirkt als Feld-Entlasungs-Elektrode und er wird ver
der Bildung das Emitter-Basis-Überganges 58 hergestellt. Dieser Emitter-Basis-Übergang
58 eines Transistors ist gegenüber seiner Umgebung empfindlich. Dem gemäß wird nach
der Bildung der Emitteröffnung 49 aber ver der Emitter-Diffusion die polykristalline
Siliziumschicht 50 auf der Passivierungsschicht 44 niedregeschlagen. Der Emitter
wird durch die polykristalline Siliziumkappe 5t, die aus der Schicht SO gebildet
worden ist, hindurch diffundiert, da die Diffusionskonstanten von Bor und Phosphor
mit denen eines Ein-Kristall-Siliziums vergleichbar sind. Die polykristallinen Siliziumteile
52 und SO werden tor oder nach der Diffusion auf eine Größe gebracht, die etwas
größer ist als das Emitter-fenster, so daß sie den Emitter-basis-Übergang 58 überlappen.
das polykristalline Siliziumteil kann dann Anwendung üblicher Metallisierungstechniken
mit einem Anschlußkontakt versehen werden.
-
Durch di.
-
Durch die Anwendung der Erfindung ergeben sich eine Vielzahl von Vorteilen.
das polykristalline Silizium gettart metallische Verunreinigungen aus dem Bereich
des Emitter-Basis-Überganges. Hierdurch wird die Rekombination reduziert und der
niedrige Beta-Strom dar Anordnung verbessert. Die durch die Diffusion induzierten
Vorsetzungen, die gewöhnlich bei Phosphor-Emitter-Perioden auftreten, werden beträchtlich
reduziert, da die sehr hohe Phosphorkonzentration, die diese Effekte hervorruft,
auf das polykristalline Silizium beschränkt ist. Zusätzlich zur Verbesserung des
niederen Beta-Stromes werden rauschfaktoren und Kriechströme reduziert.
-
Der Emitter-Basis-Übergang wird in einer feldfreien Zone gebildet
und verbleibt ständig in dieser. Hierdurch wird die Möglichkeit einer Störung durch
ionisierte Gifte auf ein Minimum herabgedrückt, Dies ist von besonderem Vorteil,
da eine Vergiftung die durch einen Vorgang nach der Diffusion eingeführt wird, beispielsweise
durch Maskenbildung, Metallisierung, Metallätzung und dergleichen, häufig sehr schwierig
zu entfernen ist.
-
In Fig. 5 ist die Verwendung der polykristallinen Siliziumschicht
in Verbindung mit Kontakten im allgemsinen und insbesondere in Verbindung mit Widerstandskontakten,
Kollektorkontakten und Basis-Kontakten dargestellt. Es wird ein monkristalliner
Siliziumträger 61 hergestellt, der eine Oberfläche 62 und auf dieser eine Passivierungsschicht
64 hat. Wenn immer ein Kontakt mit dem monokristallinen Siliziumträger 61 erforderlich
ist, wird eine Öffnung in der Schicht 64 ausgebildet und eine Schicht 67 aus polykristallinen
Silizium wird auf der Schicht 64 und auf einem Bereich 68 der Oberfläche 62 gebildet
Vor oder nach der Diffusion durch die polykristalline Siliziumschicht 67 hindurch
wird diese in die geometrische Fors gebracht, die ftlr die entsprechende Anwendung
des gerätes erforderlich ist. wie zuvor beschrieben, werden die Leitfähigkeit bestimmende
Verunreinigungen zum Ändern der Leitfähigkeit de. Trägers 61 durch die polykristalline
Siliziumschicht 67 hindurch eindiffundiert, um einen verstärkten Bereich 70 derselben
Leitfähigkeit wie derjenigen des Trägers 61 zu bilden. danach wird eine
eine
Metall-Elektrode 72 oben auf der polykristallinen Siliziumschicht 67 angebracht.
Die polykristallin Siliziumschicht 67 verbessert den Kontakt zwischen der Metall-Elektrode
72 und monokristallinen Siliziumträger 61, da die polykristalline Siliziumschicht
67 in der Art einer Brffcke zwischen zwei ungleichen Arten von Materialien wirkt.
Im allgemeinen hat die polykristalline Siliziumschicht gegenüber der Elektrode 72
mehr den Charakter eines Metalles als der Träger 61 und sie hat gegenüber dem letzteren,
der aus Silizium besteht, mehr den Charakter eines Halb leiters als die Metall-Elektrode
72. Dieses Verfahren kann immer dann angewandt werden, wenn ein Kontakt mit einem
Halbleiterkörper hergestellt werden soll.
-
Bei der Erfindung wird also nach der Herstellung einer Emitter-Öffnung
aber vor der Emitter-Diffusion eine dünne Schicht aus polykristallinem Silizium
auf dem Substrat abgelagert. Der Emitter wird durch die polykristalline Schicht
hindurch diffundiert. Die Bildung der Emitterzone mittels der dünnen Schicht aus
polykristallinem Silizium verhindert einen Diffusionsschaden, der normalerweise
durch die hohe Konzentration von Verunreinigungen hervorgerufen wird, die in der
Emitterzone vorhanden ist. Ferner wird durch die Bildung der Emitterzone in kombination
mit der dünnen Schicht aus polykristallinem Silizium eine Feld-Entlastungselektrode
geschaffen. Mit der Diffusion durch die dünne Schicht aus polykristallinem Silizium
in einen Halbleiterträger erhält man eine Diffusionzzona in dieses, der sich als
verbesserter Kontakt ftir den Träger eignet.