DE2160450C3 - Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines HalbleiterbauelementesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes entsprechend
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein Verfahren dieser Art ist aus der CH-PS 4 74 158 bekannt.
Bei der Herstellung eines Halbleiterbauelementes ist es häufig erforderlich, in einem Halbleiterkörper ein
erstes Oberflachengebiet des Körpers vom ersten Leitungstyp und ein zweites Oberflächengebiet des
Körpers vom entgegengesetzten zweiten Leitungstyp, das wenigstens an der Oberfläche des Körpers von dem
ersten Oberflächengebiet umgeben wird, anzubringen. Dies wird oft dadurch erzielt, daß Dotierungsatome
vom ersten Leitungstyp in einen Oberflächenteil des Körpers eingeführt werden, wonach eine höhere
Konzentration an Dotierungsatomen vom entgegengesetzten Leitungstyp in einen Teil des Oberflächenteils
eingeführt wird, um den Leitungstyp dieses Teiles zu ändern und das zweite Oberflächen^ebiet vom entgegengesetzten
Leitungstyp zu bilden, während der umgebende Teil des Oberflächenteiles gegen diese
Dotierung maskiert wird und das erste Oberflächengebiet vom ersten Leitungstj ρ bildet.
Eine verhältnismäßig hohe Dotierungskonzentration vom ersten Leitungstyp is: in dem ersten, das zweite
Oberflächengebiet umgebende Oberflächengebiet oft erforderlich, z. B. wenn das erste Oberflächengebiet den
Randteil der Basiszone eines Bipolartransistors bildet, die eine Emitterzone vom entgegengesetzten Leitungstyp umgibt. In einem derartigen Falle ist diese
verhältnismäßig hohe Dotierungskonzentration vom ersten Leitungstyp auch in dem ganzen zweiten
Oberflächengebiet vom entgegengesetzten Leitungstyp vorhanden, was häufig weder gewünscht, noch notwendig
ist. Zur Bildung des zweiten Oberflächengebietes von dem entgegengesetzten Leitungstyp ist in diesem
Teil des Körpers eine höhere Dotierungskonzentration von dem entgegengesetzten Leitungstyp erforderlich.
Dies kann somit die Anwendung sehr hoher Dotierungskonzentrationen vom entgegengesetzten Leitungstyp
zUf Folge haben, die sofist nicht erforderlich sind, oder
es kann sogar mit sich bringen, daß eine obere Grenze an die Dotierungskonzentration vom ersten Leitungstyp gestellt wird, was aus anderen Erwägungtn
unerwünscht sein kann.
Ferner kann das erste Oberflachengebiet mit dem zweiten Oberflächengebiet einen PN-Übergang bilden,
der an derselben Halbleiteroberfläche unterhalb einer isolierenden und passivierenden Schicht endet, während
eine Metallschichtelektrode an der Stelle einer Öffnung in der Isolierschicht mit dem zweiten Oberflächengebiet
in Verbindung stehen kann. In diesem Falle ist es häufig erwünscht, daß der Abstand des PN-Übergangs von
dem Rande der öffnung bestimmt werden kann, ohne daß ein zusätzlicher Maskierungs- und Ausrichtschritt
durchgeführt wird. Dies wird oft dadurch erzielt, daß die
Isolierschicht als Diffusionsmaske verwendet und die höhere Konzentration der Dotierungsatome vom
entgegengesetzten Leitungstyp zur Bildung des zweiten Gebietes thermisch durch die öffnung in den Halbleiterkörper
eiriuiffundiert wird, wonach dieselbe Öffnung als
Kontaktfenster für den Metallschicrn%.lektrodenkontakt
verwendet wird. Dies kann besonders günstig sein, v, enn
das durch die Elektrode kontaktierte Oberflächengebiet klein ist. Infolge der lateralen Ausbreitunj oer
diffundierten Dotierungsatome unterhalb des Randts der iso.ierenden Diffusionsmaskierungsschicht an dei
Stelle der Öffnung endet der gebildete PN-Übergang gewöhnlich an der Oberfläche des Halbleiterkörpers
unterhalb der Isolierschicht. Der seitliche Abstand des PN-Übergangs von dem Rande der Öffnung ist aber von
der Tiefe der Diffusion und somit von der Tiefe des gebildeten diffundierten Oberflächengebietes abhängig.
Wenn auf diese Weise ein untiefes Oberflächengebiet gebildet wird, ist der erwähnte seitliche Abstand
besonders klein, sr daß die Möglichkeit eines Kurzschlusses
des Übergangs durch die Metallschichtelektrode vergrößert wird.
Es ist oft vorteilhaft, die Dotierungsatome vom ersten Leitungstyp über eine Isolierschicht auf der Oberfläche
des Halbleiterkörpers zur Bildung des erster. Oberflächengebietes vom ersten Leitungstyp in den Halbleiterkörper
zu implantieren. In diesem Falle dient diese Isolierschicht oft als Maske bei der Bildung des zweiten
Oberflächengebietes und weist eine Öffnung auf. durch die die Dotierungsatome von dem entgegengesetzten
Leitungstyp in den Halbleiterkörper zur Bildung des zweiten Oberflächengebietes eingeführt werden. Die
Implantation wird teilweise durch eine solche Isolierschicht maskiert, wodurch eine Struktur mit einer
kleineren Eindringtiefe von implantierten Dotierungsaiomen
in den Körper unterhalb der Isolierschicht als an der Stelle der Öffnung, in der das zweite Oberflächengtrbiet
angebracht wird, erhalten wird. Eine derartige Struktur ist oft unerwünscht. Wenn also z. B. das erste
Oberflächengebiet pine Basiszone eines Bipolartransistors
und das erwähnte zweite Oberflächengebiet eine Emitterzone ist. ist es häufig zur Herabsetzung des
Basiswiderstandes erwünscht, daß die Eindringtiefe der Basiszone in den Randteil rings um die Emitterzone
größer als in den aktiven Teil unterhalb der Emitterzone
ist; wenn ferner der Randteil der Basiszone untiefer als der aktive Teil ist, wird eine unerwütisjhte Struktur
erhalten, bei der die Dicke der aktiven Basiszone zwischen dem Emitter und dem Kollektor rings um den
Rand der Emitterzone kleiner als unmittelbar unterhalb der Emitterzone ist.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das Verfahren gemäß dem Obefbeeriff des AnsDruchs I so
auszugestalten, daß mit nur einer Ausrichtstufe das erste Oberflächengebiet in bezug auf das zweite Oberflächengebiel
genau ausgerichtet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs I angegebenen
Merkmale gelöst.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben s'ch aus den Unteransprüchen.
Die Metallschichtmaske braucht den untenliegenden Teil des Halbleiterkörpers nur teilweise gegen die
Ionenimplantation zu maskieren, so daß die implantierte Dotierung zwar in den Halbleiterkörper unterhalb der
Metallschichtmaske eindringt, aber über eine geringere Tiefe als unterhalb der Teile der Isolierschicht rings um
die Metallschichtmaske. In diesem Falle bildet das erste Oberflächengebiet einen Teil eines Gebietes vom ersten
Leitungstyp, das sich sowohl rings um die Öffnung als iintprhplH
711/pttpn OK*>rflönhi»ntT<»hii»lpc unm
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entgegengesetzten, zweiten Leitungstyp, das sich an der Stelle der öffnung gebildet hat, erstrecken und somit
rings um das zweite Oberflächengebiet eine größere Tiefe in dem Körper als unmittelbar unterhalb des
zweiten Oberflächengebietes aufweisen kann. Ferner ist die Dotierungskonzentration vom ersten Leitungstyp,
die an der Stelle angebracht ist, an der das zweite Öberflächengebiet gebildet wird, niedriger als rings um
dieses zweite Oberflächengebiet; auf diese Weise kann eine Struktur erhalten werden, bei der das erste
Oberflächengebiet an der Stelle, an der es sich rings um die Öffnung erstreckt, eine den Leitungslyp bestimmende
Dotierungskonzentration aufweist, die höher als die den Leitungstyp bestimmende Dotierungskonzentration
eines angrenzenden Teiles des zweiten Oberflächengebietes vom entgegengesetzten Leitungstyp isL
Die Metallschichtmaske kann aber eine derartige Zusammensetzung und Dicke aufweisen, daß sie den
untenliegenden Teil des Halbleiterkörpers praktisch völlig gegen die Ionenimplantation maskiert, so daß
praktisch keine Dotierungsionen in den Halbleiterkörper unterhalb der Metallschichtmaske eindringen. Ein
derartiges Verfahren kann bei der Herstellung bestimmter Struktur günstig sein, bei denen es erwünscht ist, daß
die angebrachten oder anzubringenden Dotierungskonzentrationen in den beiden Gebieten unabhängig
voneinander bestimmt werden.
Die Dotierungsatome, die rings um die Metallschichtmaske implantiert werden, liefern den größten Teil der
den Leitungstyp bestimmenden Dotierungskonzentration des ersten Oberflächengebietes, das sich rings um
die Öffnung erstreckt, und weisen nur eine sehr geringe
seitliche Ausbreitung unterhalb des Randes der Metallschichtmaske auf. Auf diese Weise wird der
Innenrand des ersten Oberflächengebietes vom ersten Leitungstyp, das sich rings um die öffnung erstreckt,
durch den Rand der Metallschichtmaske genau definiert Die selbstregistrierende Anbringung der Metallschiehtmaske
an der Stelle der Öffnung in der Isolierschicht gewährleistet eine genau definierte Lage des Randes
der Öffnung in bezug auf den Innenrand des ersten Oberflächengebietes. Der Innenrand des ersten Oberflächengebietes
weist das gleiche Muster wie der Rand der Metallschichtmaske auf, welches Muster gleich und
etwas größer als das Muster der Öffnung in der Isolierschicht ist Der seitliche Abstand zwischen dem
innenrand des ersten Oberflächengebietes und dem Rand der Isolierschicht an der Stelle der Öffnung wird
durch die seitliche Ausbreitung der Metallschichtmaske auf dem Rand der Isolierschicht an der Stelle der
Öffnung bestimmt; diese Ausbreitung wird durch das
Verfahren bestimmt, das bei der selbstregistricrenden Anbringung der Metallschichtmaske angewandt wird;
sie kann in gewissen Fällen sehr klein sein.
Bei einer ersten Ausführungsforni wird die MeIaII-schichtmaske
dadurch angebracht, daß ein Metall auf der Isolierschicht an der Stelle der Öffnung niedergeschlagen
und daß der körper Ültraschallschwingungen ausgesetzt wird, um das Metall von der Isolierschicht zu
entfernen, ausgenommen an der Stelle der Öffnung, wo das Metall zur Bildung der Metallschichtmaske an dem
Oberflächenteil des Halbleiterkörpers haftet. Bei dieser Ausführungsform ist die seitliche Ausbreitung der
Metallschicht auf der Isolierschicht auf eine kleine seitliche Ausbreitung auf einem Randteil innerhalb der
öffnung beschränkt.
Bei einer anderen Ausführungsform wird die Metall-
crhirhtmaskf» Hiirch HclclrolvtKrhpn Niederschlag auf
dem Oberflächenteil des Halbleiterkörper an der Stelle der Öffnung in der Isolierschicht angebracht, wobei das
niedergeschlagene Metall sich seillich auf einem angrenzenden Randteil der Isolierschicht erstreckt. In
dieser Ausführungsform hängt die seitliche Ausbreitung der Metallschichtmaske auf der Isolierschicht von der
Dicke der angebrachten Metallschichtmaske ab und ist klein, wenn die Metallschichtmaske derart dünn sein
muß. <^2β sie nur teilweise gegen die Ionenimplantation
maskiert.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird die öffnung in der Isolierschicht durch ein? photolithographische
Maskierungs- und Ätzbehandlüng angebracht, wobei die gleiche Öffnung in dem Photoresistmuster zur
Definition der Öffnung in der Isolierschicht und der Metallschichlmaske verwendet wird. Bei dieser Ausführungsform
kann nach der Anbringung der öffnung in der Isolierschicht ein Metall, z. B. mit einer mehrfachen
Aufdampfquelle, auf dem Photoresistmuster auf der Isolierschicht und an der Stelle der öffnung niedergeschlagen
werden, wonach das Photoresistmuster und das darauf liegende Metall entfernt werden können,
wobei dann die Metallschichtmaske an der Stelle der öffnung in der isolierschicht und auf dem Rande der
Isolierschicht an der Stelle der öffnung zurückbleibt; in
einem solchen Falle ist die seitliche Ausbreitung der Metallschichtmaske auf der Isolierschicht auf einen
Randteil innerhalb der öffnung beschränkt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird zunächst auf der Isolierschicht eine erste
Metallschicht angebracht; dann auf dieser ersten
so Metallschicht das Photoresistmuster angebraust und
über die öffnung in dem Photoresistmuster eine Öffnung in die erste Metallschicht geätzt, wonach über
die öffnung in der ersten Metallschicht eine Öffnung in die Isolierschicht geätzt wird. Dann wird die erste
Metallschicht weiter seitlich geätzt so daß der Rand der in der ersten Metallschicht gebildeten Öffnung und der
Rand der öffnung in der Isolierschicht auf Abstand voneinander gebracht werden. Schließlich wird das
Photoresistmuster entfernt und eine zweite Metallschicht auf der ersten Metallschicht und in der darin
gebildeten öffnung niedergeschlagen, dann die erste Metallschicht und die darauf liegenden Teile der
zweiten Metallschicht entfernt so daß die Metallschichtmaske
an der Stelle der Öffnung in der Isolierschicht und auf dem angrenzenden Teil der
Isolierschicht rings um den Rand der öffnung zurückbleibt
In diesem Falle wird die seitliche Ausbreitung der
Meiallschichtmaske auf der Isolierschicht durch das
seitliche Ätzen der ersten Metallschicht bestimmt, um den Rand der in der ersten Metallschicht gebildeten
Öffnung und den Rand der Öffnung in der Isolierschicht auf Abstand voneinander zu bringen; in einem solchen ■>
Falle kann die erwähnte seitliche Ausbreitung erwünschtenfalls verhältnismäßig groß sein und ist von
der f£i die Metallschichtrhaske erforderlichen Dicke
unabhängig.
Vor der Ionenimplantation kann eine Oberflächenschicht vom zweiten Leitungstyp an der Stelle, an der
das /weite Oberflächengebiet und der angrenzende Teil
des ersten Oberflächengebietes gebildet werden sullen, angebracht werden, während durch die Ionenimplantation
in der Oberflächenschicht an der Stelle, an der die angrenzenden Teile des ersten Oberflächengebietes
gebildet werden sollen, eine Dotierungskonzentration vom ersten Leitungstyp angebracht werden kann, die
höher als die darin vorhandene Dotierungskonzentration vom zweiten Leitungsiyp ist. wobei der Teil der
Oberflächenschicht, in dem das zweite Oberflächengebiet gebildet werden soll, durch die Metallschichtmaske
wenigstens in genügendem Maße gegen die Ionenimplantation maskiert wird, um den zweiten Leitungstyp
beizubehalten. In diesem Falle kann der maskierte Teil der Oberflächenschicht vom zweiten Leitungstyp die
Dotierungskonzentration vom zweiten Leitungstyp des zweiten Oberflächengebietes wenigstens in der Nähe
des gebildeten ersten Oberflächengebietes vom ersten Leitungstyp liefern, so daß sowohl die seitliche
Ausl 'eitung des zweiten Oberflächengebietes als auch
die Lage des gebildeten PN-Übergangs an der Oberfläche durch die Ionenimplantation und somit
durch die seitliche Ausbreitung der Metallschichtmaske bestimmt werden. Ferner ist eine derartige Dotierungskonzentration
vom zweiten Leitungstyp des zweiten Öberflächengebietes in der Nähe des ersten Oberflächengebietes
niedriger als die Dotierungskonzentration vom ersten Leitungsiyp in dem ersten Oberflächengebiet.
wenigstens in der Nähe des zweiten Oberflächengebietes, während der Konzentrationsgradient vom
zweiten Leitungstyp an der Stelle des PN-Übergangs größer als der vom ersten Leitungstyp ist
Wie bereits erwähnt wurde, sind der Rand der Öffnung und der Innenrand des gebildeten ersten
Oberflächengebietes sowohl in bezug auf das Muster als auch in bezug auf den seitlichen gegenseitigen Abstand
genau gegeneinander ausgerichtet. Das zweite Oberflächengebiet vom zweiten Leitungstyp wird an der Stelle
der Öffnung in der Isolierschicht gebildet Dadurch kann die Öffnung in der Isolierschicht vorteilhaft beim
Kontaktieren des zweiten Oberflächengebietes oder beim Anbringen mindestens eines Teiles der den
Leitungstyp bestimmenden Dotierungskonzentration des zweiten Oberflächengebietes verwendet werden.
Das erste Oberflächengebiet kann mit dem zweiten Oberflächengebiet einen PN-Übergang bilden, der an
der Oberfläche des Halbleiterkörpers unterhalb der Isolierschicht endet während die Öffnung in der
Isolierschicht zur Herstellung eines Kontakts zwischen der Metallschichtelektrode und dem zweiten Oberflächengebiet
verwendet werden kann. In diesem Falle kann die Lage des gebildeten PN-Übergangs an der
Oberfläche sehr genau in bezug auf die an der Stelle der Öffnung angebrachte Metallschichtelektrode definiert
werden. Kurzschluß des PN-Übergangs durch die Metallschichtelektrode kann auf diese Weise vermieden
werden, während der Reihenwiderstand in dem zweiten Oberflächengebiet zwischen der Metallschichtelektrode
und der Schnittlinie des PN-Übergangs und der Oberfläche genau definiert ist.
Dotierungsatome vom zweiten Leitungsiyp können entweder vor dem Anbringen oder nach dem Entfernen
der Metallschichtmaske an der Stelle der Öffnung in der Isolierschicht innerhalb der Öffnung in einen Teil des
Haibleilerkörpers z. B. durch thermische Diffusion eingeführt werden, während die Isolierschicht den
untenliegenden Teil des Halbleiterkörpers gegen diese Dotierung maskiert. Eine derartige Dotierung kann die
den Leitungstyp bestimmende Dotierungskonzentration in dem an die Öffnung angrenzenden Teil des
zweiten Oberflächengebietes erhöhen, oder kann den größten Teil der den Leitungstyp bestimmenden
Dotierungskonzentration in dem ganzen zweiten Oberflächengebiet liefern. In dem ersteren Fall fördert
die erhöhte Dotierungskonzentration rings um die öffnung die Bildung eines ohmschen Kontakts mit
niedrigerem Widersland an der Stelle der öffnung. Im
letzteren Falle kann die seitliche Ausbreitung des zweiten Oberflächengebietes durch diese Dotierung
bestimmt werden. Das zweite Oberflächengebiet vom entgegengesetzten Leilungstyp kann einen PN-Übergang
mit einem Oberflächengebiet vom ersten Leilungstyp mit einer niedrigeren, den Leitungstyp
bestimmenden Dotierungskonzentration bilden und von dieser Oberfläche umgeben sein, welcher Übergang
seinerseits an der Oberfläche von dem ersten Oberflächengebiet mit einer hohen Dotierungskonzentration
vom ersten Leitungstyp umgeben wird. Die auf diese Weise erhaltene Struktur kann eine PN-Diode mit
Elektroden auf dem ersten und dem zweiten Gebiet sein.
Das hergestellte Halbleiterbauelement kann ein Hochfrequenz-Bipolartransistor oder auch eine integrierte
Schaltung mit einem Hochfrequenz-Bipolartransistor sein, wobei das sieh rings um die Öffnung
erstreckende erste Oberflächengebiet das Randgebiet der Basiszone bildet während das zweite Oberflächengebiet
an der Stelle der Öffnung die Emitterzone bildet In diesem Zusammenhang sei auf die DE-OS 21 6042t
verwiesen, in der Halbleiterbauelemente mit einem Halbleiterkörper mit einer Emitter- und einer Kollektorzone
vom ersten Leitungstyp eines Bipolartransistors und mit einer Basiszone vom zweiten Leitungstyp
beschrieben sind.
Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden
näher beschrieben. Es zeigen
F i g. 1 — 5 Querschnitte durch einen Halbleiterkörper in verschiedenen Herstellungsstufen eines Bipolartransistors,
F i g. 6 eine Draufsicht auf den Halbleiterkörper in der Herstellungsstufe nach F i g. 4,
F i g. 7 schematisch einen Querschnitt durch einen Halbleiterkörper in einer Herstellungsstufe eines
Bipolartransistors, und
Fig.8—13 schematische Querschnitte durch einen
Teil des Halbleiterkörpers nach F i g. 7 in verschiedenen Herstellungsstufen eines Bipolartransistors.
Bei dem an Hand der Fig. 1—6 zu beschreibenden
Verfahren enthält das hergestellte Halbleiterbauelement einen Bipolartransistor.
Es wird von einem N-Ieitenden einkristallinen Siliciumkörper ausgegangen, der aus einem N-leitenden
Substrat ί mit einem spezifischen Widerstand von 0,01 Ohm · cm und einer Dicke von etwa 200 μπι
besteht auf dem durch epitaktisches Anwachsen eine
epilaktischc N-leitendc Schicht 2 angebracht ist, die
einen spezifischen Widerstand zwischen 0,5 und 1 Ohm · cm und eine Dicke von 3 μηι aufweist. Die
Hauptoberflachen des Siliciumkörpers liegen senkrecht zu der(I I IJ-Kristallrichtung.
Im allgemeinen werden mehrere einzelne Bipolartransistoren
i"is derselben Halbleiterscheibe dadurch hergestellt, daß gleichzeitig eine Reihe von Transistoreiemente
gebildet und die Scheibe anschließend unterteilt wird, so daß gesonderte Halbleiterkörper für
jeden einzelnen Transistor gebildet werden. Das an Hand der Fig. 1—6 zu beschreibende Verfahren
bezieht sich aber auf den Halbleiterkörper für einen einzelnen Transistor und nicht auf die ganze Halbleiterscheibe.
Es ist einleuchtend, daß, wenn von Schritten, wie photolithographischen Ätztechniken. Diffusion.
Implantation und Ausglühen, die Rede ist, diese Bearbeitungen entweder gleichzeitig an einer Anzahl
von Stellen auf der Scheibe oder auf der ganzen Scheibe durchgeführt werden, so daß mehrere einzelne Transistorelemente
gebildet werden, die in einer späteren !Stufe durch Unterteilung der Scheibe voneinander
getrennt werden.
Eine Siliciumoxidschicht mit einer Dicke von etwa 0,6 μπι wird auf der Oberfläche 3 der epitaktischen
Schicht 2 dadurch angewachsen, daß der Körper bei j 200° C in einem Strom feuchten Sauerstoffes erhitzt
wird. Durch einen photolithographischen Ätzschritt wird eine rechteckige Öffnung von etwa
30 μιτι χ 40 μηι in der Siliciumoxidschicht gebildet,
wodurch ein Oberflächenteil der untenliegenden N-Ieitenden
epitaktischen Schicht 2 freigelegt und eine dicke Siliciumoxidschicht 4 gebildet wird, die dann den
Abschluß des Kollektor-Basis-PN-Übergangs des Transistors an der Oberfläche 3 bildet.
Eine Siliciumoxidschicht 5' mit einer Dicke von 0,2 μιτι wird auf übliche Weise auf dem frei gelegten
Oberflächenteil des Körpers an der Stelle der Öffnung in der dicken Siliciumdioxidschicht 4 angebracht.
Während dieser Bearbeitung wird die dicke Siliciumdioxidschicht 4 verdickt -.nd die Stufe 6 zwischen der
dicken Süiciumdioxidschicht 4 und der 0,2 μπι dicken
Siliciumdioxidschicht 5' gebildet. Die erhaltene Struktur ist in Fig. 1 dargestellt.
Durch einen photolithographischen Ätzschritt wird tine Öffnung, die die Emitterkontaktöffnung 7 bilden
soll, in der Siliciumdioxidschicht 5' angebracht. Dies erfolgt auf die folgende übliche Weise. Eine lichtempfindliche
Photoresistschicht wird auf der dicken Siliciumdioxidschicht 4 und auf der dünneren Siliciumidioxidschicht
5' angebracht und über ein Photomaskenfnuster zur Bildung eines harten polymerisierten
Photoresistmusters in der lichtempfindlichen Schicht ultraviolettem Licht ausgesetzt. Dann werden die
anderen Teile des Photoresistmusters gelöst, so daß das harte polymerisierte Photoresistmuster 8 auf den
Siliciumdioxidschichten 4 und 5' zurückbleibt Dieses
Photoresistmuster 8 weist eine Öffnung 9 auf, die der Öffnung 7 in der Siliciumdioxidschicht 5' entspricht und
in der die Siliciumdioxidschicht 5' freigelegt ist. Durch einen üblichen Ätzschritt, bei dem das Photoresistmuster
8 als Ätzmaske verwendet wird, wird die Öffnung 7 in der Siliciumdioxidschicht 5' gebildet Auf diese Weise
wird eine dünnere Siliciumdioxidschicht 5 mit einer Öffnung 7 auf der Oberfläche 3 des Körpers angebracht.
Die erhaltene Struktur ist in F i g. 2 dargestellt
Anschließend wird auf selbstregistrierendem Wege eine Metallschichtmaske 10 an der Stelle der Öffnung 7
in der Siliciumi/oxidschicht 5 und auf dem angrenzenden
Randteil der Siliciumdioxidschicht 5 an der Stelle der Öffnung 7 angebracht. Dies kann auf verschiedene
Weise erfolgen.
Bei einer ersten Ausführungsform wird, bevor das Photoresistmuster 8 entfernt wird, Metall in einem
Vakuum auf diesem Muster und an der Stelle der Öffnung 9 in diesem Muster aus einer mehrfachen
Aufdampfquelle niedergeschlagen. Das niedergeschlagene Metall ist eine sehr dünne Nickel-Chromschichl
mit einer Dicke von etwa 20 nm, auf der Gold abgelagert wird, um die Dicke der Metallschicht auf
mindestens etwa 0,1 μπι zu vergrößern. Das Photoresistmuster
8 wird dann durch Kochen in Aceton
)5 entfernt, damit der darauf befindliche Metallschicht!?:!
entfernt wird, so daß die Metallschichtmaske 10 an der
Stelle der Öffnung 7 in der Siliciumdioxidschichi 5 urid
auf dem Rande der Siliciumdioxidschicht 5 an der Stelle der Öffnung 7 zurückbleibt.
Nach einer weiteren Ausführungsform wird nach Entfernung des Photoresistmusters 8 die Metallschichtniaske
10 dadurch angebracht, daß auf elektrolytischem Wege Nickel bis zu einer Dicke von mindestens 0,15 μΐη
auf dem freigelegten Oberflächenteil des Siliciumkör-
pers an der Stelle der Öffnung 7 in der Siliciumdioxidschicht 5 niedergeschlagen wird. Der N-leitende
Siliciumkörper dient dabei als eine elektrolytische Kathodenelektrode. Das auf elektrolytischeni Wege
niedergeschlagene Nickel erstreckt sich in seitlicher Richtung auf dem Rande der Siliciumdioxidschicht 5 an
der Stelle der Öffnung 7.
Bei einer Weiterbildung wird nach Entfernung des Photoresistmusters 8 Metall im Vakuum auf den
Siliciumdioxidschichten 4 und 5 und auf dem freigelegten Oberflächenteil des Siliciumkörpers an der Stelle
der Öffnung 7 in der Siliciumdioxidschicht 5 niedergeschlagen. Das niedergeschlagene Metall ist z. B. Nickel
und bildet eine Metallschicht mit einer Dicke von mindestens 0,15μηι. Die erhaltene Struktur wird auf
etwa 3000C in einer ein Gemisch von S'ickstoff und Wasserstoff enthaltenden Atmosphäre erhitzt, um eine
genügende Haftung zwischen der Metallschicht und dem Oberflächenteil des Siliciumkörpers an der Stelle
der Öffnung 7 zu sichern. Dann wird die Struktur in einem Wasserbad Ultraschallschwingungen unterworfen,
um das Metall von den Siliciumdioxidschichten 4 und 5 zu entfernen, ausgenommen an der Stelle der
Öffnung 7 in der Siliciumdioxidschicht 5, wo das Metall nach wie vor an dem Oberflächenteil des Siliciumkörpers
zur Bildung der Metallschichtmaske 10 haftet. Es stellt sich heraus, daß die Entfernung des Metalls durch
die erwähnte Ultraschallbehandlung an den scharfen Rändern der Siliciumdioxidschichten 4 und 5 anfängt
Anschließend wird der Körper in die Auftreffkammer eines lonenbeschußapparates gesetzt und, wie mit den
Pfeilen in F i g. 3 angegeben ist mit Borionen mit einem Energie von etwa 100 keV beschossen. Die Orientierung
des Körpers ist derartig, daß die lonenbündelachse und die(l 11)-Kristallrichtung einen Winkel von 7" miteinander
einschließen.
Die Borionen können nicht durch die dicke Siliciumdioxidschicht 4 hindurchdringen, so daß der
darunter liegende Teil des Siliciumkörpers gegen Implantation maskiert wird. Borionen werden über den
rings um die Metallschichtmaske 10 liegenden Teil der Siliciumdioxidschicht 5 in den Halbleiterkörper implantiert
Die Zusammensetzung und die Dicke der Metallschichtmaske 10 sind derartig, daß bei der
it
Maskierung des untenliegenden Siliciumkörpers gegen die Boricnenimplantalion die Metallschichlmaskü 10
einen stärkeren Effekt als die dünne Siliciurtidioxidschicht
5 hat. so daß die rings um die Metallsc-'iichtmaske
10 implantierten Boratome die Akzeptorkonzentration des ersten Oberflächengebietes des Körpers liefern^
das sich rings um die Öffnung 7 erstreckt und das in der hergestellten Anordnung den P++-leitenden Rand der
Basis/one des Transistors bildet.
In Fig. 3 ist der Teil des Körpers, in dem die implantierten Borionen vorherrschend sind, mit einer
gestrichelten Linie angegeben. Wie aus Fig. 3 ersichtlich
ist, maskiert die Metallschichlmaske 10 den untenliegenden Teil des Halbleiterkörpers nur teilweise
gegen die Borionenimplanlation, wobei implantierte Borionen wohl in den Halbleiterkörper unterhalb der
Metallschichtmaske 10 eindringen, aber über eine geringere Tiefe als unterhalb der Siliciumdioxidschicht 5
rings um db Melallschichtmaske 10, und wobei die Borkonzen, sation in dem Teil unterhalb der Metallschichtmaske
10 niedriger als in dem Teil unterhalb der Siliciumdioxidschicht 5 rings um die Metallschichtmaske
10 ist. Das so gebildete erste Oberflächengebiet vom P+*-Typ ist also ein Teil des gebildeten P-Ieitenden
Gebietes, das sich sowohl rings um als auch unterhalb der öffnung 7 erstreckt.
Die Metallschichtmaske 10 wirci anschließend völlig
durch Ätzen entfernt, um den Teil der Oberfläche des Siliciumkörpers an der Stelle der Öffnung 7 in der
Siliciumoxidschicht 5 wieder freizulegen. Der Körper wird in einen Diffusionsofen gesetzt und Arsen oder
Phosphor wird in den Körper auf dem freigelegten Teil des Siliciumkörpers an der Stelle der öffnung 7
eindiffundiert, während die Siliciumdioxidschichten 4 iind 5 als Maske gegen die Diffusion dienen. Auf diese
Weise wird eine untiefe Donatorverunreinigungskonientration in der Nähe der öffnung 7 angebracht,
welche Konzentration höher als die Akzeptorkonzeniration ist. die durch das Eindringen von Bononen über
die Metallschichtmaske 10 angebracht war. Auf diese Weise ist ein diffundiertes N-leitendes Oberflächengebiet
an der Stelle der öffnung 7 erhalten, das die N * * -leitende Emitterzone des Transistors bildet. Das
umgebende P-Ieitende Gebiet bildet die Basiszone. Die erhaltene Struktur ist in den Fig.4 und 6 dargestellt.
Die Borkonzentration, die rings um die Metallschichtmaske 10 implantiert war. bildet den Außenrand der
Basiszone, die die N*+-leitende Emitterzone an der Oberfläche 3 umgibt. Die aktive P-leitende Basiszone
■nterhalb des N ++-leitenden Emitters wird durch die
Borkonzentration erhalten, die durch die Metallschichtmaske 10 hindurch implantiert wird. Wenn eine genauer
definierte Akzeptorkonzentration in der aktiven P-Ieitenden Basiszone erforderlich ist. kann diese durch eine
weitere Akzeptorior.enimplantation nach Entfernung
der Metallschichtmaske 10 und entweder nach oder vor der Diffusion der N+'•-Emitterzonenkonzentration
erhalten werden. In diesem Falle kann die Metallschichtmaske 10 eine genügende Dicke haben, um den
untenliegenden Teil des Körpers praktisch völlig gegen Implantation zu maskieren. Diese weitere Akzeptorionenimplantation
kann auch an der Stelle der Basiskontaktöffnungen 11. die in der Siliciumdioxidschicht
5 und an der Stelle der öffnung 7 angebracht sind, stattfinden. Auf diese Weise ist die Akzeptorkonzentration
des Basisrandes sogar höher an der Stelle, an der er kontaktiert werden muß.
Während der Emitterdiffusion Finden eine Ausglühb«.-handlung
und eine leichte Diffusion der implantierten Konzentration statt. Die implantierte Borkonzentration
an Substitutionsgitterstellen und die Lage des PN-Überganys. der zwischen dem P-leitenden Gebiet und dem
umgebenden N-Ieitenden Teil der epitaktischen Schicht
2 gebildet wird, werden durch Ausglühen während dieser Diffusionsbehandlung bestimmt.
Eine dünne Glasschicht wird auf dem OberflächentC'·'
des Siliciumkörpers an der Stelle der öffnung 7 während der Arsen- oder Phosphordiffusion gebildet.
Dann werden durch photolithographische Ätzbehandiungen Basiskontaktöffnungen in der Siliciumdioxidschicht
5 angebracht und es wird die dünne Glasschicht durch eine leichte Ätzbehandlung entfernt. Dann wird
Aluminium niedergeschlagen und die Struktur zur Bildung von Emitter- und Basiskontaktelektroden 12
bzw. 13 definiert. Die erhaltene Struktur ist in Fig. 5
dargestellt. Die Emitter-Basis- und Kollektor-Basis-PN-Übergänge enden an der Oberfläche 3 unterhalb der
Siliciumdinxidschichten 5 bzw. 4. Ihre Abschlüsse sind in F i g. 6 mit gestrichelten Linien angegeben.
Bei dem Veifahren zur Herstellung eines anderen
Bipolartransistors, das nun an Hand der Fig. 7 —13
beschrieben wird, weist die Metallschichtmaske, die auf selbstregistrierendem Wege an der Stelle einer
Emitterkontaktöffnung in einer Isolierschicht auf einer Oberfläche des Halbleiterkörpers angebracht ist eine
Zusammensetzung ur.d eine Dicke auf. die genügend sind um den ganzen untenliegenden Teil des Halbleiterkörpers
bei der Bildung einer Basisrandzone gegen Ionenimplantation zu maskieren. Für diese Ionenimplantation
werden die Dotierungskonzentrationen der Emitterzone und der aktiven Basiszone in Form von
Schichten angebracht, die sich in seitlicher Richtung über das ganze Gebiet, auf dem die Basiszone gebildet
werden soll, ausbreiten.
Es wird vom einem einkristallinen N-leitenden Siliciumkörper ausgegangen, der praktisch gleich dem
Körper nach F i g. 1 ist und der aus einem N-leitenden Substrat 21 besteht, auf dem eine N-leitende epitaktische
Schicht 22 angebracht ist. Die Oberfläche 23 der epitaktischen Schicht 22 liegt senkrecht zu der
(111)-Kristallrichtung.
Im allgemeinen können, wie bei dem Verfahren nach den Fig. 1—6. mehrere einzelne Bipolartransistoren
aus derselben Halbleiterscheibe dadurch hergestellt werden, daß gleichzeitig eine Reihe von Transistorelefnenten
gebildet werden und dann die Scheibe zur Bildung gesonderter Halbleiterkörper für jeden einzelnen
Transistor unterteilt wird. Das nun an Hand der Fig.7—13 beschriebene Verfahren bezieht sich aber
auf den Halbleiterkörper für einen einzelnen Transistor und nicht auf die ganze Halbleiterscheibe.
Eine Siliciumdioxidschicht mit einer Dicke von etwa 0.6 μηι wird auf der Oberfläche 23 der epitaktischen
Schicht 22 dadurch angewachsen, daß der Körper in einem Strom feuchten Sauerstoffes bei 1200° C erhitzt
wird.
Durch einen photolithographischen Ätz3chritt wird eine rechteckige Öffnung 24 von etwa 30 am χ 40 μπι
in der Siliciumoxidschicht gebildet, um einen Oberflächenteil der untenliegenden N-leitenden epitaktischen
Schicht 22 freizulegen und eine dicke Siliciumdioxidschicht 23 zu bilden, die dann den Abschluß des
Kol!ektor-Basis-PN-Übergangs des Transistors an der Oberfläche 23 definiert
Der Korper wird in die Auftreffkammer eines
Ionenbeschußapparates gesetzt und. wie mit den Pfeilen
in F i g. 7 angegeben ist, mit Borionen mit einer Energie
von etwa 70 keV und anschließend mit Phosphorionen mit einer Energie von etwa 100 keV beschossen. Die
Orientierung des Körpers ist derartig, daß die Ionenbündelachse und die (111)-Kristallrichtung einen
Winkel von 7° m.reinander einschließen; zuvor kann ein Beschüß mit sich neutral verhaltenden Ionen durchgeführt
werden, um die Neigung der Phosphorionen zur Kanalbildung herabzusetzen.
Die Borionen sowie die Phosphorionen können nicht durch die dicke Siliciumdioxidschicht 25 hindurchdringen.
Die Implantation der Borionen und der Phosphorionen in den Körper ist also selektiv und erfolgt an der
Stelle der Öffnung 24 in der dicken Siliciumdioxidschicht 25. Die Implantation wird derart durchgeführt, daß nach
einer anschließenden Ausglühbehandlung die implantierten Phosphorionen eine Höchstkonzentration von
etwa 5 χ 10ls Atomen/cm3 und die implantierten Borionen
eine Höchstkonzentration von 2 χ 1017 Atomen/cm1
auf einem tiefer liegenden Pegel in der epitaktischen Schicht liefern, während der dazwischen
gebildete PN-Übergang in einem Abstand von etwa 0.2 μιη von der Oberfläche liegt.
Fig. 8—13 zeigen in aufeinanderfolgenden Herstellungsstufen
nur denjenigen Teil des Körpers, der durch die Umnßlinie 26 in F i g. 7 angegeben ist.
Die Konzentration implantierter Dotierungsatome an Substitutionsgitterstellen und die Lage des PN-Überfeangs
werden durch eine anschließend durchgeführte Ausgiühbehandlung bestimint. In diesem Beispiel wird
die Ausglühbehandlung in einer späteren Herstellungsstufe durchgeführt. Die Ausbreitung der Gebiete, in
denen die implantierten Phosphor- und Borkonzentrationen vorherrschend sind, ist in den Fig. 7 —12 mit
einer gestrichelten Umrißlinie dargestellt; diese Gebiete
sind mit N ♦ bzw. P bezeichnet. Das Gebiet P weist die
Form einer vergrabenen Pleitenden Schicht auf. die auf der von der Oberfläche 23 abgekehrten Seite eine
HochstborKonzentration hat und die sich seitlich über die zu bildende aktive Basiszone hinweg ausbreitet. Das
Gebiet N- hat die Form einer untiefen N-Ieitenden
Schicht, die an der Stelle des Teiles der Oberfläche des Körpers, an der die Emitterzone gebildet werden soll,
und an der Stelle des angrenzenden Teiles der Oberfläche des Körpers rings um diesen Teil der
F.mitteroberfläche an die Oberfläche 23 grenzt.
Durch eine übliche Niederschlagbehandlung wird
eine Siliciumdioxidschicht 27 mit einer Dicke von 0.15 μιη auf dem ganzen freigelegten Teil der Oberfläche
des Körpers an der Stelle der Öffnung 24 in der dicken Siliciumdioxidschicht 25 angebracht. Während
dieser Behandlung wird die dicke Siliciumdioxidschicht 25 verdickt und es bildet der Rand der dicken
Siliciumdioxidschicht 25 an der Stelle der ersten Öffnung 24 zusammen mit der 0.15 μιη dicken
Siliciumdioxidschicht 27 eine Stufe.
Durch eine photolithographischen Ät/schritt wird in
der Siliciumdioxidschicht 27 eine Öffnung angebracht,
die die F.mitterkontaktöffnung 28 bilden soll. Dies
erfolgt auf folgende Weise Ein erstes Metall. /. B.
Aluminium, wird auf der dicken Siliciumdioxidschicht 25 Und auf der dünneren Siliciumdioxidschicht 27 zur
Bildung einer ersten kontinuierlichen Metallschicht niedergeschlagen. Eine lichtempfindliche Phötöresistschicht
wird auf der ersten Metallschicht angebracht und über ein Photomaskenmuster zur Bildung eines
harten polymerisieren Photofesistmusters in der lichtempfindlichen Schicht ultraviolettem Licht ausgesetzt.
Dann werden die anderen Teile der lichtempfindlichen Schicht gelöst, so daß das harte polymerisierte
Photoresistmuster 29 auf der ersten Metallschicht zurückbleibt- Dieses Photoresistmuster 29 weist eine
Öffnung 30 auf, die der in der Siliciumdioxidschicht 27 anzubringenden Öffnung 28 entspricht. An der Stelle
dieser Öffnung 30 in dem Photoresistmuster 29 wird die erste Metallschiche freigelegt Durch eine übliche
Ätzbehandlung, bei der das Photorecistmuster 29 als
ίο Ätzmaske verwendet wird, wird in der ersten Metallschicht
31 eine Öffnung 32 gebildet, die der Öffnung 30
in dem Photoresistmuster 29 entspricht und die die Siliciumdioxidschicht 27 freilegt, siehe F i g. 9. Die
Öffnung 28 in der Siliciumdioxidschicht 27 wird anschließend durch Ätzen an der Stelle der Öffnung 32
in der ersten Metallschicht 31 definiert, wobei ein Ätzmittel verwendet wird, das das Photoresistmuster 29
und die erste Metallschicht 31 nicht wesentlich angreift.
Dann wird auf selbstregistrierendem Wege eine Metallschichtmaske an der Stelle der Emitterkontaktöffnung
28 in der Siliciumdioxidschicht 27 und auf den angrenzenden Randteilen der Siliciumdioxidschicht 27
an der Stelle der Öffnung 28 angebracht. Dies findet auf folgende Weise statt. An der Stelle der Öffnung 30 in
dem Photoresistmuster 29 wird die erste Metallschicht
31 weiter in seitlicher Richtung geätzt, um die Breite der
darin gebildeten Öffnung um etwa 0.6 μπι zu vergrößern.
Dabei wird ein Ätzmittel verwendet, das das Photoresistmuster 29 und die Siliciumdioxidschicht 27
nicht wesentlich angreift. Die vergrößerte Öffnung in der ersten Metallschicht 31 ist in den Fig. 10 und 11 mit
32 bezeichnet. Auf diese Weise ist ein Abstand von etwa OJ μπι zwischen dem Rand der in der ersten
Metallschicht 31 auf der Siliciumdioxidschicht 27 gebildeten Öffnung 32 und dem Rand der Emitterkontaktöffnung
28 in der Siliciumdioxidschicht 27 erhalten. Das Photoresistmuster 29 wird entfernt und ein zweites
Metall, z. B. Gold, wird zur Bildung einer zweiten
Metallschicht 33 niedergeschlagen, die sich auf der ersten Metallschicht 31, auf dem frei gelegten Teil der
Siliciumdioxidschicht an der Stelle der Öffnung 32 in der ersten Metallschicht 31 und auf dem freigelegten
Siliciumoberflächenteil in der Stelle der Öffnung 28 in
der Siliciumdioxidschicht 27 befindet Die erhaltene
Struktur ist in F i g. 11 gezeigt. Anschließend wird die
erste Metallschicht 31 völlig entfernt, wobei ein Ätzmittel verwendet wird, das die /weite Metallschicht
33 und die Siliciumdioxidschicht 27 nicht wesentlich
angreift. Durch Entfernung der ersten Metallschicht 31 werden die darauf befindlichen Teile der /weiten
Metallschicht auch entfernt und es bleibt der Teil der
zweiten Metallschicht an der Stelle der Öffnung 28 in der Siliciumdioxidschicht 27 und auf dem angrenzenden
Randteil der Siliciumdioxidschicht 27 rings um den Rand
der Öffnung 28 zurück. Dieser zurückbleibende Teil der
zweiten Metallschicht bildet die Metallschichtmaske. die
in F ι g. 12 mit 34 bezeichnet ist. Der seitliche Abstand c/
der Metallschtchtmaske 34 auf der Siliciumdioxidschicht 27 von dem Rande der Öffnung 28 beträgt etwa 0.3 μπι
und wird durch den Abstand /wischen dem Rande der
Öffnung 28 und der in der ersten Metallschicht 31 gebildeten Öffnung 32 bestimmt.
Der Körper wird dann wieder in die Auftreffkammer der lonenbeschuDapparalur gesetzt und, wie mit den
Pfeilen in Fig. 12 angegeben ist,mit Borionen mil einer
Energie von etwa 100 keV und einer lohefidosis von
5 χ I015 Ionen/cm2 beschossen. In diesem Falle wird die
gleiche Körperorienticrung verwendet.
Die Borionen können weder durch die dicke Siliciumdioxidschicht 25 noch durch die Metallschichtmaske
34 hindurchdringen; sie können aber wohl durch die dünnere Siliciumdioxidschicht 27 hindurchdringen.
Der Teil der Oberfläche unterhalb der Metallschichtmaske 34 ist gegen diese Borimplantation maskiert und
der Teil der auf diese Weise maskierten Oberflächenschicht vom N + -Typ behält seine N-Leitfähigkeit bei
und bestimmt die seitliche Ausbreitung der Emitterzone 35 des Transistors. Die Borionen, die durch die rings um
die Metallschichtmaske 34 liegenden Teile der Siliciumdioxidschicht 27 hindurch implantiert werden, bilden
eine Akzeptorkonzentration in den Teilen der untiefen N+ -Schicht rings um den maskierten Teil; die
Implantation wird derart durchgeführt, daß diese Akzeptorkonzentration beträchtlich höher als die darin
vorhandene Donatorkonzentration ist, damit der Leitungstyp dieses Teiles der untiefen N+-Schicht
geändert wird, damit der größte Teil der Akzeptorkonzentration einer P+ +-Basisrandzone gebildet wird und
damit eine Emitter-Basis-Obergangswand 36 mit der Donatorkonzentratior des maskierten Teiles der
untiefen N+ -Schicht erhalten wird.
Nach Entfernung der Metallschichtmaske 34 wird der Körper einem Beschüß mit Phosphorionen mit einer
Energie von etwa 20 keV und einer Ionendosis von 2 χ ΙΟ15 Ionen/cm2 unterworfen. Diese Phosphorionen
mit niedriger Energie können nicht durch die Siliciumdioxidschichten 27 und 25 hindurchdringen, sondern
werden in den an die Oberfläche grenzenden Teil des N+ -Emitterteiles an der Stelle der Emitterkontaktöffnung
28 eingeführt und erhöhen örtlich die Leitfähigkeit dieses Teiles zur Bildung eines N+ +-Kontaktteiles der
Emitterzone 35.
Das Ausglühen der ganzen implantierten Struktur, und zwar der N+ +-, N + -, P- und P+ +-Gebiete, wird in
dieser Stufe der Herstellung bei einer Temperatur von etwa 8000C durchgeführt Bei dieser Temperatur ist die
auftretende Diffusion implantierter Dotierungsatome
nicht von wesentlicher Bedeutung.
Nach dem Ausglühen der Struktur gemäß Fig. 13
wird das Verfahren auf die oben an Hand der Fig.5
beschriebene Weise fortgesetzt Auf übliche Weise werden in die Siliciumdioxidschicht 27 Basiskontaktöffnungen
geätzt. Aluminium wird zur Bildung einer Schicht auf den Siliciumdioxidschichten 27 und 25 und
auf den freigelegten SiliciurnobcrRächcntcüen in den
Emitter- und Basiskontaktöffnungen niedergeschlagen. Durch einen üblichen photolithographischen Ätzschritt
wird die Aluminiumschicht zur Bildung der Emitter- und Basiskontaktelektroden definiert. Dann wird der Körper
fertigmontiert und in einer geeigneten Umhüllung untergebracht.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (13)
1. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes, bei dem in einem Halbleiterkörper
durch Dotierung ein erstes Oberflächengebiet von einem ersten Leitungstyp und ein zweites Oberflächengebiet
von einem zweiten, dem ersten entgegengesetzten Leitungstyp erzeugt werden, wobei
das erste Oberflächengebiet wenigstens an der Oberfläche das zweite Oberfiächengebiet umgibt,
wobei auf die Oberfläche des Halbleiterkörpers eine Isolierschicht erzeugt wird, in der Isolierschicht
wenigstens eine öffnung angebracht wird, und zum Erzeugen des zweiten Oberflächengebietes an der
Stelle der öffnung ein den zweiten Leitungstyp bestimmender Dotierungsstoff in den Halbleiterkörper
eingebaut wird, und wobei wenigstens das erste Oberflächengebiet durch Ionenbeschuß erzeugt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Halbleiteroberfläche in der Öffnung (7,28) in der
Isolierschicht (5, 27) und rings um den Rand der Öffnung eine ivietalischichtmaske (iO, 34) auf
selbstregistrierendem Wege erzeugt wird, daß durch Ionenbeschuß Ionen einer den ersten Leitungstyp
bestimmenden Dotierungsstoffes durch die Iso'ierschicht (5, 27) rings um die Metallschichtmaske (10,
34) in den Halbleiterkörper eingebaut v/erden, wobei die Zusammensetzung und die Dicke der Metallschichtmaske
derart sind, daß die Metallschichtmaske (10,34) einen stärker maskierenden Effekt gegen
den Einbau von Ionen durch Ionenbeschuß als der Teil der IsoMjrschicht (5, 27) rings um die Maske
aufweist, so daß der größte Tc'1. der den Leitungstyp bestimmenden Dotierungskonzentration des ersten
Oberflächengebietes, das sich r; gs um die Öffnung
(7, 28) erstreckt, durch die implantierten Ionen herbeigeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Metallschichtmaske (10) dadurch angebracht wird, daß ein Metall elektrolytisch auf
dem Oberflächenteil des Halbleiterkörpers an der Stelle der öffnung in der Isolierschicht niedergeschlagen
wird, wobei das niedergeschlagene Metaii sich seitlich auf einen angrenzenden Randteil der
Isolierschicht (5) erstreckt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Metallschichtmaske dadurch angebracht wird, daß ein Metall auf der Isolierschicht
(5) und an der Stelle der öffnung (7) in der Isolierschicht niedergeschlagen wird und daß der 5Γ
Halbleiterkörper Ultraschallschwingungen ausgesetzt wird, um das Metall von der Isolierschicht (5) /u
entfernen, ausgenommen an der Stelle der öffnung,
wo das Metall zur Bildung der Metallschichtmaske (10) nach wie vor an dem Oberflächenteil des
Halbleiterkörper haftet.
4. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekenn teichnei. daß die Öffnung (7) in der Isolierschicht (5)
durch eine photolithographische Maskierungs- und
Ät/behandlung angebracht wird, wobei dieselbe
öffnung in dem Photoresistmuster (8) zur Definition
der öffnung in der Isolierschicht und der Metall· Schichtmaske verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Anbringen der Öffnung (7) in
der Isolierschicht (5) ein Metall auf dem Photoresistmuster (8) auf der Isolierschicht (5) und innerhalb der
öffnung (7) niedergeschlagen wird, wonach das Photoresistmuster (8) und das darauf liegende Metall
entfernt werden, so daß die Metallschichtmaske (10) an der Stelle der Öffnung und rings um den Rand der
öffnung in der Isolierschicht zurückbleibt.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Isolierschicht eine erste
Metallschicht (31) angebracht wird, daß auf dieser ersten Metallschicht das Photoresistmuster (29)
angebracht wird, daß über die öffnung (30> in dem
Photoresistmuster (29) eine öffnung (32) η die erste Metallschicht (31) geätzt wird, wonach über die
öffnung (32) in der ersten Metallschicht eine öffnung (28) in die Isolierschicht (27) geätzt wird,
daß anschließend die erste Metallschicht (31) weiter seitlich geätzt wird, so daß der Rand der in der
ersten Metallschicht gebildeten Öffnung (32) und der Rand der Öffnung (27) in der Isolierschicht auf
Abstand voneinander gebracht werden, daß das Photoresistmuster (29) entfernt und eine zweite
Metallschicht (33) auf der ersten Metallschicht (31) und in der darin gebildeten Öffnung (32) niedergeschlagen
wird, und daß die erste Metallschicht (31) und die darauf liegenden Teile der zweiten
Metallschicht (33) entfernt werden, so daß die Metallschichtmaske (34) an der Stelle der öffnung
(28) und auf dem angrenzenden Teil der Isolierschicht (27) rings um den Rand der öffnung (28)
zurückbleibt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der
Ionenimplanta;ion eine Oberflächenschicht vom zweiten Leitungstyp an der Stelle angebracht wird,
an der das zweite Oberflächengebiet und der angrenzende Teil des ersten Oberflächengebietes
gebildet werden sollen, und daß durch die Ionenimplantation in der Oberflächenschicht an der Stelle,
an der die angrenzenden Teile des ersten Oberflächengebietes gebildet werden sollen, eine Dotierungskonzentration
von dem ersten Leitungstyp angebracht wird, die höher als die darin vorhandene
Dotierungskonzentration von dem zweiten Leitungstyp ist, wobei der Teil der Oberflächenschicht,
in dem das zweite Oberflächengebiet gebildet werden soll, von der Metallschichtmaske wenigstens
in genügendem Maße gegen die Ionenimplantation maskiert wird, um den zweiten Leitungstyp beizubehalten
(F ig. 12).
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste
Oberflächengebiet mit dem zweiten Oberflächenge biet einen PN-Übergang bildet, der an der
Oberfläche des Halbleiterkörpers unterhalb der Isolierschicht endet, wobei das /weite Oberflächengebiet
über die öffnung in der Isolierschicht mit einer Metallschicht kontaktiert ist.
9 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste Oberflächengebiet vom ersten Leitungstyp derart angebracht
wird, daß es an der Oberfläche ein weiteres Gebiet vom ersten Leitunjfstyp mit einer niedrigeren
Dotierung als das erste Oberflächengebiet umschließt, wobei das zweite Oberflächengebiet vom
zweiten Leitungstyp in der Öffnung erzeugt wird und einen PN-Übergang mit dem weiteren Gebiet
bildet und im Halbleiterkörper Vom Weiteren Gebiet umgeben ist, wobei düs weitere Gebiet rund um das
zweite Gebiet an die Oberfläche anschließt und das erste und zweite Oberfläehengcbiet trennt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Entfernen
der Metallschichtmaske an der Stelle der öffnung in der Isolierschicht Dotierungsatome von dem zweiten
Leitungstyp über die öffnung in den Halbleiterkörper
eingeführt werden, während die Isolierschicht den darunterliegenden Teil des Halbleiterkörpers
gegen diese Dotierung maskiert.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierungsatome von dem
zweiten Leitungstyp durch Diffusion angebracht werden.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite
Oberflachengebiet die Emitterzone eines Hochfrequenz-Bipolartransistors bildet und im Halbleiterkörper
von einer Basiszone umgeben ist, wobei das erste Oberflächengebiet ein hochdotierter Teil der
Basiszone ist. der sich seillich rund um die Emitterzone erstreckt.
13 Verfahren nach Anspruch 12. dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung in de- Isolierschicht
das Emitterkontaktfenster bildet.
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