DE2212049C2 - Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung und Verfahren zur Herstellung eines Transistors - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Unter »elektrischen Eigenschaften einer Halbleiterzone« sind Größen wie der spezifische Widerstand, der Leitfähigkeitstyp, die Lebensdauer von Ladungsträgern, und mit diesen Größen zusammenhängende Eigenschaften, wie z.B. die Verunreinigungskonzentration, zu verstehen. Die Änderung dieser Eigenschaften ist im weitesten Sinne aufzufassen, so daß dieser Begriff auch die Umwandlung des Halbleitermaterials einer Zone in

Isoliermaterial umfaßt. Der spezifische Widerstand und/oder der Leitfähigkeitstyp können z. B. durch Diffusion einer Verunreinigung geändert werden, während durch örtliche Oxidation z. B. eine Siliciumzone in eine Isolierzone aus Siliciumoxid umgewandelt werden kann.

Ein Verfahren der obengenannten Art ist aus der DE-OS 15 89 830 bekannt, bei dem zur Herstellung eines Transistors auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers eine Maskierungsschicht in Form einer Doppelschicht verwendet wird, aus der die Masken zur Erzeugung der Emitter- und Basisgebiete gebildet werden.

Die dazu erforderlichen öffnungen in der Maske werden auf übliche Weise mit Hilfe einer Photomaskierungsschichl, einer Photomaske und eines Ätzmitteis angebracht.

Da zum Anbringen der beiden Öffnungen zwei gesonderte Photomasken erforderlich sind, soll dabei die zum Anbringen der letzten öffnung verwendete Photomaske genau in bezug auf den bereits von der ersten Öffnung definierten Oberflächenteil des Halbleiterkörpers ausgerichtet werden.

Derartige genaue Ausrichtschritte lassen sich nur schwer und mit großem Aufwand durchführen, insbesondere, wenn die Abmessungen der herzustellenden Strukturen klein sind und/oder an die Genauigkeit der Abmessungen strenge Anforderungen gestellt werden.

Außerdem kann mit der üblichen Ausrichtapparatur nur eine beschränkte Genauigkeit erreicht werden, so daß sich z. B. Strukturen, von denen eine oder mehrere Abmessungen nahezu gleich oder kleiner als die der Ausrichtapparatur inhärente Toleranz sind, praktisch nicht herstellen lassen.

Ferner sind bei derartigen bekannten Verfahren stets zwei gesonderte Photomasken erforderlich, so daß die Gefahr, daß in der herzustellenden Halbleiteranordnung infolge einer Ungenauigkeit oder einer Beschädigung einer der Masken ein Fehler auftritt, verhältnismäßig groß ist.

Auch z. B. beim Anbringen einer in einen Halbleiterkörper versenkten isolierschicht durch örtliche Oxidation mit einer darunterliegenden diffundierten Zone ergeben sich die in bezug auf das Anbringen einer diffundierten Basis- und Emitterzone obenerwähnten Schwierigkeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszugestalten, daß nur eine einzige Photomaske erforderlich ist und daher auf einen aufwendigen, weiteren Ausrichtschritt verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung eines Transistors entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 17.

Die auch hier auftretenden, oben dargelegten Schwierigkeiten in bezug auf die Photomasken und ihre gegenseitige Ausrichtung werden durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs 17 angegebenen Merkmale überwunden.

Ausgestaltungen dieses Verfahrens ergeben sich aus den Ansprüchen 18 bis 21.

Einige Ausführungsformen sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Teil einer Halbleiteranordnung,

Fig.2h einen Querschnitt durch diese Anordnung längs der Linie H-II der F ig. 1,

Fig.2a bis 2g ähnliche Querschnitte wie der nach Fig. 2h in einer Anzahl Stufen der Herstellung der Halbleiteranordnung nach den F i g. 1 und 2h,

Fi g. 3a einen Querschnitt durch eine etwas abgewandelte Halbleiteranordnung, deren Draufsicht gleich der der Halbleiteranordnung nach den F i g. 1 und 2h ist,

F i g. 3b und 3c Querschnitte durch die letztere Abwandlung in zwei Stufen der Herstellung dieser Halbleiteranordnung,

Fi g. 4a einen Querschnitt durch eine Isolierzone, die in einer Haibieiieranordnung nach den obenstehenden Figuren angewandt werden kann,

Fig. 4b und 4c ähnliche Querschnitte wie der Querschnitt nach Fig.4a in zwei Stufen der Herstellung,

Fig.5c einen Querschnitt durch eine andere Form einer in einer Halbleiteranordnung nach den Fig. 1 bis 3c anwendbaren Isolierzone,

Fig. 5a und 5b zwei ähnliche Querschnitte wie der nach F i g. 5c in zwei Stufen der Herstellung,

F i g. 6 eine Draufsicht auf einen Teil einer photoempfindlichen Platte.

Fi g. 7 einen Querschnitt durch diese Platte längs der Linie VII-VlI der F ig. 6.

F i g. 8a einen Querschnitt durch einen Feldeffekttransistor mit isolierter Torelektrode,

Fig. 8b einen Querschnitt ähnlich wie der nach F i g. 8a während der Herstellung der Halbleiteranordnung,

Fig.9a einen Querschnitt durch einen anderen Feldeffekttransistor mit isolierter Torelektrode,

Fig. 9b-9d Querschnitte ähnlich dem nach Fig.9a in einer Anzahl von Stufen der Herstellung des Feldeffekttransistors nach F i g. 9a,

F i g. 9e einen Querschnitt durch einen Feldeffekttransistor mit isolierter Torelektrode, der von dem in F i g. 9a dargestellten Feldeffekttransistor etwas verschieden ist,

Fig. 10a einen Querschnitt durch eine Halbleiteranordnung mit einem Diodenübergang mit erhöhter Durchschlagspannung,

Fig. 10b einen Querschnitt ähnlich wie der nach Fig. 10a während einer Stufe der Herstellung der Halbleiteranordnung nach F i g. 10a,

Fig. 11a einen Querschnitt durch einen Transistor,

F i g. 1 Ib einen ähnlichen Querschnitt während einer Stufe der Herstellung des Transistors nach Fig. 1 la.

Fig. 12a einen Querschnitt durch einen anderen Transistor,

Fig. 12b —12f ähnliche Querschnitte wie der nach F i g. 12a in einer Anzahl von Stufen der Herstellung des Transistors nach F i g. 12a,

Fig. 13a eine Drauf sieht auf einen Teil einer integrierten Halbleiteranordnung,

Fi g. 13b einen Querschnitt durch diese Halbleiteranordnung längs der Linie XIIIb-XIIIb in F i g. 13a,

Fig. 13c und 13e— 13h Querschnitte ähnlich wie der nach Fig. 13b in einer Anzahl von Stufen der Herstellung der Halbleiteranordnung nach den F i g. 13a und 13b,

Fig. 13d eine Draufsicht entsprechend der nach Fig. 13a während der Herstellung der Halbleiteranordnung,

F i g. 14a eine Draufsicht auf einen Teil einer anderen integrierten Halbleiteranordnung während einer Herstellungsstufe,

Fig. 14b einen Querschnitt durch diese andere integrierte Halbleiteranordnung,

Fig. 15a einen Querschnitt durch eine Halbleiteranordnung, die gegenüber der Anordnung nach Fig.8a etwas abgeändert ist, und

Fig. 15b einen demjenigen in Fig. 15a dargestellten entsprechenden Schnitt während der Herstellung dieser Halbleiteranordnung.

Zunächst wird ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung nach den F i g. 1 und 2h beschrieben.

In diesen Figuren ist ein Teil einer integrierten Schaltung dargestellt, der einen Halbleiterkörper 1 mit Inseln 7—15 enthält, wobei in den Inseln Schaltungselemente, z. B. Transistoren, angebracht sind. Die Inseln werden durch Isolierzonen 16, die teilweise aus Isoliermaterial 26 und teilweise aus einer dotierten Zone 27 bestehen, gegeneinander isoliert.

Das Verfahren wird zur Herstellung der Isolierzonen 16 verwendet, wobei durch einen von einer Maske 35 (Fig.2e) definierten Oberflächenteil 17 des Halbleiterkörpers 1, der als kleiner Oberflächenteil bezeichnet wird, die elektrischen Eigenschaften einer an diesen kleinen Oberflächenteil 17 grenzenden Zone 18 des Halbleiterkörpers 1, die nachstehend als kleine Zone bezeichnet wird, geändert werden, und wobei durch einen ebenfalls von einer Maske 36 (F i g. 2f) definierten Oberflächenteil 19, der als großer Oberflächenteil bezeichnet wird und der größer als der kleine Oberflächenteil 17 ist und diesen Teil enthält, die elektrischen Eigenschaften einer an diesen großen Oberflächenteil 19 grenzenden Zone 20 des Halbleiterkörpers 1, die nachstehend als große Zone bezeichnet wird, geändert werden.

Dabei wird auf der Oberfläche 25 des Halbleiterkörpers 1 eine Maskierungsschicht angebracht, die mindestens zwei Teilschichten aus verschiedenen Werkstoffen enthält, und zwar eine, von der Oberseite der Maskierungsschicht her gesehen, obere Teilschicht 21 (F i g. 2b), die als Oberschicht bezeichnet wird, und eine daran grenzende Teilschicht 22, die als Zwischenschicht bezeichnet wird.

Zur Änderung der elektrischen Eigenschaften der kleinen Zone 18 wird wenigstens die Oberschicht 21, im vorliegenden Ausführungsbeispiel aber sowohl die Oberschicht 21 als auch die Zwischenschicht 22, mit einer Öffnung 23a (Fig.2e) versehen, die als kleine öffnung bezeichnet wird und die den kleinen Oberflächenteil 17 definiert

Zur Änderung der elektrischen Eigenschaften der großen Zone 20 wird die Zwischenschicht 22 mit einer öffnung 24 (F i g. 2f) versehen, die als große öffnung bezeichnet wird und die den großen Oberflächenteil 19 des Halbleiterkörpers 1 definiert.

Die große öffnung 24 wird dadurch angebracht, daß die Zwischenschicht 22 selektiv geätzt wird, wobei die Oberschicht 21 gegen diese Ätzbehandlung maskiert und die Zwischenschicht 22 von der öffnung 23 (siehe Fig.2d) in der Oberschicht 21 her bis unterhalb der Oberschicht 21 über einen die Dicke der Zwischenschicht 22 überschreitenden Abstand entfernt wird.

Dadurch wird erreicht, daß ohne Durchführung eines genauen und viel Zeit beanspruchenden zwischenzeitlichen Ausrichtschrittes und unter Verwendung nur einer einzigen Photomaske eine genaue Struktur erhalten wird.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Maskierungsschicht verwendet, die das untenliegende Halbleitermaterial gegen Dotierung mit einer Verunreinigung sowie gegen Oxidation maskiert.

Die elektrischen Eigenschaften der kleinen Zone 18 werden dadurch geändert, daß eine Verunreinigung durch die kleine öffnung 23a z. B. durch Diffusion in die Zone 18 eingeführt wird, wodurch eine diffundierte Zone 18a (siehe F i g. 2f) erhalten wird.

Die elektrischen Eigenschaften der großen Zone 20 (F i g. 2f) werden dadurch geändert, daß diese Zone mit Hilfe einer Oxidationsbehandlung durch die große öffnung 24 oxidiert wird. Dadurch wird eine Oxidschicht 26 gebildet, die über wenigstens einen TtW ihrer Dicke in den Halbleiterkörper 1 versenkt ist (F i g. 2g).

Während der Oxidationsbehandlung diffundiert die in der kleinen Zone 18 angebrachte Verunreinigung tiefer in den Halbleiterkörper 1 hinein, wodurch unterhalb der Oxidschicht 26 örtlich eine dotierte Zone 27 gebildet wird.

Es sei bemerkt, daß es auch möglich ist, daß die kleine Zone 18 und somit auch die diffundierte Zone 18a sich über die ganze Dicke der epitaktischen Schicht 5 erstrecken.

Wenn eine Verunreinigung nicht durch Diffusion, sondern durch Ionenimplantation in die kleine Zone 18 eingeführt wird, ist es möglich, die große öffnung 24 in der Zwischenschicht 22 anzubringen, bevor die Ionenimplantation stattfindet, wobei der den kleinen Oberflächenteil 17 umgebende Teil des großen Oberflächenteiles 19 von den über die große öffnung 24 hinausragenden Teilen 29 (Fig. 2f) der Oberschicht 21 maskiert wird. Ferner ist es möglich, vor der Durchführung der

Ionenimplantation nur eine kleine Öffnung 23 in der Oberschicht 21 anzubringen (siehe F i g. 2d), wenn die Oberschicht 21 gegen die Ionenimplantation maskiert und die Zwischenschicht 22 nicht gegen die Ionenimplantation maskiert wird.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die elektrischen Eigenschaften der kleinen Zone 18 aber durch Diffusion einer Verunreinigung durch die kleine öffnung 23a geändert, bevor in der Zwischenschicht 22 die große Öffnung 24 angebracht wird.

Die Zwischenschicht 22 wird so weit unterhalb der Oberschicht 21 entfernt, daß durch die Oxidation der großen Zone 20 eine versenkte Oxidschicht 26 entsteht die — in einer zu der Oberfläche 25 des Halbleiterkörpers 1 senkrechten Richtung gesehen — an dem Umfang der angrenzenden dotierten Zone 27 entlang aus dieser Zone hervorragt

Die dotierte Zone 27 beansprucht infolgedessen keinen zusätzlichen Raum an der Oberfläche 25 des Halbleiterkörpers 1, wodurch u. a. eine gedrängte Struktur der herzustellenden Halbleiteranordnung erzielbar ist

Der verwendete Halbleiterkörper 1 enthält eine an die zu maskierende Oberfläche 25 des Halbleiterkörpers 1 grenzende Oberflächenschicht 5 vom einen Leitfähigkeitstyp und einen an diese Oberflächenschicht grenzenden als Substrat bezeichneten Teil 6 vom anderen Leitfähigkeitstyp.

Die Oberflächenschicht 5 wird mit Hilfe der Isolierzonen 16 in eine Anzahl von Inseln 7—15 (Fig. 1, 2h) unterteilt

Die an die über wenigstens einen Teil ihrer Dicke in den Halbleiterkörper 1 versenkte Oxidschicht 26 grenzende dotierte Zone 27 wird dabei als eine Zone

vom anderen Leitfähigkeitstyp in der Oberflächenschicht 5 angebracht.

Die versenkte Oxidschicht 26 und die an die Oxidschicht 26 grenzende dotierte Zone 27 werden also in Form eines Musters angebracht derart, -daß sie die Inseln 7—15 umgeben und die Isolierzonen 16 bilden.

In den Inseln können Schaltungselemente angebracht werden, deren eine oder mehrere Zonen seitlich an das versenkte Oxid 26 grenzen, wodurch Raum eingespart wird.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird von einem p-leitenden Substrat 6 aus Silicium mit einem spezifischen Widerstand von etwa 2 - 5 Ω · cm und einer Dicke von etwa 250 μΐη ausgegangen.

Die übrigen Abmessungen werden genügend groß gehalten, um die gewünschte Anzahl gegeneinander isolierter Inseln der herzustellenden Halbleiteranordnung erhalten zu können.

Es sei bemerkt, daß in dem Halbleiterkörper 1 meistens mehrere Halbleiteranordnungen gleichzeitig hergestellt werden, die in einer späteren Herstellungsstufe voneinander getrennt werden.

Auf in der Halbleitertechnik übliche Weise wird auf dem Substrat 6 eine Oberflächenschicht 5 in Form einer η-leitenden epitaktischen Schicht angebracht (Fig. 2a), deren spezifischer Widerstand 0,2 —0,6 Ω-cm und deren Dicke etwa 3 μηι beträgt.

Auf der Oberfläche 25 des Halbleiterkörpers 1 wird dann eine Maskierungsschicht angebracht (F i g. 2b), die durch die Oberschicht 21 aus Siliciumnitrid und die Zwischenschicht 22 aus Siliciumoxid gebildet wird.

Die Schicht 22 weist eine Dicke von etwa 0,07 μπι auf und wird auf übliche Weise dadurch gebildet, daß der Halbleiterkörper 1 auf etwa 1000⁰C in einem oxidierenden Medium erhitzt wird. Anschließend wird auf übliche Weise durch pyrolytische Ablagerung die Siliciumnitridschicht 21 mit einer Dicke von etwa 0,15 μπι auf der Siliciumoxidschicht 22 angebracht

Auf der Oberschicht 21 der Maskierungsschicht wird eine Ätzmaske 28 angebracht, die während der Anbringung der kleinen Öffnung 23 in der Oberschicht 2! das untenliegende Siliciumnitrid der Oberschicht 2i örtlich gegen die Ätzbehandlung maskiert

Die Ätzmaske 28 besteh* z. B. aus Siliciumoxid und wird auf übliche Weise durch Niederschlagen von Siliciumoxid hergestellt

Mit Hilfe der Ätzmaske 28 wird die Oberschicht 21 durch Ätzung mit der kleinen öffnung 23 versehen, die den kleinen Oberflächenteil 17 des Halbleiterkörpers 1 definiert (F i g. 2d).

Durch die kleine öffnung 23 in der Oberschicht 21 und den kleinen Oberflächenteil 17 kann nun z. B. durch Diffusion von Gallium oder durch Ionenimplantation die an den kleinen Oberflächenteil 17 grenzende kleine Zone 18 zur Herstellung der p-leitenden Zone mit einer Verunreinigung dotiert werden.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird aber zunächst das sich oberhalb des kleinen Oberflächenteils 17 befindende Siliciumoxid der Zwischenschicht 22 mit Hilfe einer selektiven Ätzbehandlung durch die Weine öffnung 23 in der Oberschicht 21 hindurch entfernt, wodurch die kleine Öffnung 23a in der Maske 35 (F i g. 2e) entsteht, wonach die elektrischen Eigenschaften der kleinen Zone 18 dadurch geändert werden, daß durch die kleine Öffnung 23a zur Herstellung der diffundierten p-leitenden Zone 18a Bor in die kleine Zone 18 eindiffundiert wird (F i g. 2f).

Es sei bemerkt, daß während der Ätzbehandlung der Zwischenschicht 22 zugleich die Ätzmaske 28, die ebenfalls aus Siliciumoxid besteht, völlig oder teilweise, je nach ihrer Dicke, entfernt wird.

Nach der Dotierung wird in der Zwischenschicht 22 eine den großen Oberflächenteil 19 des Halbleiterkörpers 1 definierende große öffnung 24 angebracht (F i g. 2f), indem die Zwischenschicht 22 einer selektiven Ätzbehandlung durch die kleine Öffnung 23a unterworfen wird.

Dabei wird die Zwischenschicht 22 von der kleinen öffnung 23a her bis unterhalb der Oberschicht 21 um ein die Dicke der Zwischenschicht 22 überschreitendes Stück, z. B. einen Abstand von 3 μπι, entfernt.

Durch Erhitzung auf etwa 1000⁰C in einem oxidierenden Medium wird anschließend die große Zone 20 oxidiert, wodurch die Oxidschicht 26 gebildet wird, die über einen Teil ihrer Dicke in den Halbleiterkörper 1 versenkt ist und teilweise über die Oberfläche 25 des Halbleiterkörpers 1 hinausragt.

Die Oxidschicht 26 weist eine Dicke von etwa 2 μπι auf und ist etwa 1 μπι in die epitaktische Schicht 5 versenkt (F ig. 2h).

Während der Oxidationsbehandlung diffundieren die in der kleinen Zone 18 angebrachten Boratome tiefer in den Halbleiterkörper 1 hinein und bilden unterhalb der Oxidschicht 26 eine an die Oxidschicht grenzende p-Ieitende dotierte Zone 27.

Die Oxidschicht 26 und die dotierte Zone 27, die in Fig. 1 mit gestrichelten Linien angedeutet ist, werden dabei in Form eines Musters angebracht, derart, daß sie die Inseln 7—15 der epitaktischen Schicht 5 umgeben ((F i g. 1) und in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, in dem die dotierte Zone 27 bis zu dem Substrat 6 reicht, die Isolierzonen 16 bilden.

In den Inseln 7—15. die seitlich durch die Isolierzonen 16 gegemander isoliert werden, können Schaltungselemente hergestellt werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in der Insel 7 ein Transistor mit einer Emitterzone 2 und einer Basiszone 3 gebildet, wobei die Zonen auf übliche Weise durch Diffusion von Verunreinigungen entstehen, während die Kollektorzone 4 durch die Insel 7 selber gebildet wird.

Dabei kann die aus der Oberschicht 21 und der Zwischenschicht 22 bestehende Maskierungsschicht für die benötigten Diffusionsmasken verwendet werden.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird diese Maskierungsschicht aber zunächst entfernt, wonach auf der Oberfläche 25 des Halbleiterkörper 1 eine Siliciumoxidschicht 30 gebildet wird, die auf übliche Weise für die benötigten Diffusionsmasken benutzt wird, wobei mit Hilfe dieser Diffusionsmasken durch Diffusion von Bor bzw. Phosphor die n-Ieitende Basiszone 3 bzw. die η-leitende Emitterzone 2 und eine η-leitende Kollektorkontaktzone 31 hergestellt werden.

Die Basiszone 3 mit einer Dicke von etwa 0,6 μπι und die Kollektorkontaktzone 31 grenzen seitlich an die versenkte Oxidschicht 26, wodurch eine gedrängte Struktur der herzustellenden Halbleiteranordnung erzielbar ist

Die Emitterzone 2 weist eine Dicke von etwa 03 μπι auf und kann erwünschtenfalls auch seitlich an das versenkte Oxid 26 grenzen.

Die Kollektorkontaktzone 31 wird gleichzeitig mit der Emitterzone 2 hergestellt und weist den gleichen Leitfähigkeitstyp wie, aber eine höhere Dotierung als die Kollektorzone 4 auf, die durch die epitaktische Schicht 5 gebildet wird.

Die Siliciumoxidschicht 30 wird dann mit öffnungen

32, 33, 34 zur Kontaktierung der Zonen 2, 3 und 31 versehen. Diese Öffnungen sind in F i g. 1 mit gestrichelten Linien angedeutet

Die Kontakte sir-d der Einfachheit halber nicht dargestellt und können auf übliche Weise in Form von Metallschichten angebracht werden, die sich über die versenkte Oxidschicht 26 erstrecken können.

Es sind viele Abwandlungen des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels möglich.

So kann eine vergrabene Kollektorschicht, die den gleichen Leitfähigkeitstyp wie, aber eine höhere Dotierung als die Kollektorzone 4 aufweist, auf übliche Weise gebildet werden.

Eine derartige vergrabene Schicht 37 ist in Fig.2h mit gestrichelten Linien dargestellt.

Ferner kann eine dotierte Zone 27 angebracht werden, die nur bis in die Nähe des Substrats 6 reicht, wöbe! beim Betrieb der Halbleiteranordnung die Erschöpfungsschicht des pn-Übergangs zwischen dem Substrat 6 und der epitaktiichen Schicht 5 die dotierte Zone 27 erreicht und auf diese Weise die gegenseitige Isolierung der Inseln vervollständigt.

Nach der Anbringen der großen öffnung 24 in der Zwischenschicht 22 (F i g. 2f) wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Struktur erhalten, bei der über die den kleinen Oberflächenteil 17 umgebenden Teile des großen Oberflächenteils 19 Teile 29 der Oberschicht 21 hinausragen, die während der Oxidationsbehandlung der großen Zone 20 keine maskierende Wirkung haben.

Dadurch aber, daß während der Oxidation die Oxidschicht 26 auch oberhalb der Oberfläche 25 des Halbleiterkörpers 1 anwächst, ist es möglich, insbesondere wenn die Dicke der anzubringenden Oxidschicht 26 groß und/oder die Dicke der Zwischenschicht 22 klein ist, daß die hervorragenden Teile 29 der Oberschicht 21 bei einer bestimmten Dicke des bereits erhaltenen Oxids wieder eine maskierende Wirkung ausüben.

In diesem Falle kann es zur Herstellung einer Oxidschicht 26 hoher Güte günstig sein, die hervorragenden Teile 29 z. B. durch eine Ultraschallbehandlung zu entfernen, bevor die Oxidationsbehandlung der großen 2'.one 20 durchgeführt wird. Diese Ultraschallbehandlung kann vorteilhaft während der selektiven Ätzung zur Herstellung der großen öffnung 24 durchgeführt werden.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird jedoch die Oberschicht 21 nach dem Anbringen der großen Öffnung 24 und vor dem Anbringen der versenkten Oxidschicht 26 einer selektiven Ätzbehandlung unterworfen, wobei die Dicke dieser Schicht au⁵ etwa die Hälfte herabgesetzt wird.

Dabei werden die hervorragenden Teile 29 der Oberschicht 21 auch durch die große Öffnung 24 in der Zwischenschicht 22 der Ätzbehandlung unterworfen und so völlig entfernt. Mit der gestrichelten Linie 38a in F i g. 2f ist die Begrenzung der verbleibenden Oberschicht angegeben. Bereits beim Anbringen der Oberschicht 21 sollte die zu erwartende Verringerung der Dicke dieser Oberschicht berücksichtigt werden.

Die Oberschicht 21 und die Zwischenschicht 22 werden selektiven Ätzbehandlungen unterworfen, d. h., daß Ätzmittel verwendet werden, die die selektiv zu ätzende Teilschicht wenigstens beträchtlich schneller als die andere Teilschicht angreifen. Zur selektiven Ätzung der aus Siliciumnitrid bestehenden Teilschicht kann Phosphorsäure und zur selektiven Ätzung der aus Siliciumoxid bestehenden Teilschicht kann Fluorwasserstoffsäure verwendet werden.

F i g. 3a zeigt einen Querschnitt durch eine Halbleiteranordnung der gleichen Art wie nach F i g. 1 und 2h. Die Draufsichten auf diese Halbleiteranordnungen sind einander gleich. Die Halbleiteranordnungen unterscheiden sich dadurch, daß die Isolierzonen 16 in der Anordnung nach Fi g. 3a nur aus isolierendem Siliciumoxid 126 bestehen. Unter diesen Isolierzonen 16 aus Siliciumoxid 126 sind p-leitende dotierte Zonen 127 in dem p-leitenden Substrat 6 hergestellt, die als

ίο Kanalunterbrecher dienen. Die Zonen 127 sind zu diesem Zweck höher als das Substrat 6 dotiert

Diese Halbleiteranordnung läßt sich z. B. dadurch herstellen, daß bei dem Verfahren zur Herstellung der Anordnung nach den F i g. 1 und 2h die Oxidationsbehandlung zur Bildung der versenkten Siliciumoxidschicht 26 (siehe F i g. 2f und 2g) so lange fortgesetzt wird, bis sich die versenkte Oxidschicht wenigstens über die ganze Dicke der epitaktischen Schicht 5 erstreckt und die versenkte Oxidschicht 126 nach Fig.3a

entsteht, wobei die dotierte Zone 27 nach F i g. 2g als Zone 127(Fi g. 3a) in das Substrat 6 zu liegen kommt.

In diesem Falle wird aber eine versenkte Oxidschicht hergestellt, die über die Hälfte ihrer Dicke über die Oberfläche 25 des Halbleiterkörpers 1 hinausragt.

Es ist auch nöglich, die Oxidationsbehandlung zu unterbrechen, wenn eine versenkte Siliciumoxidschicht 126a (siehe Fig. 3b) hergestellt ist, die sich über die Hälfte der Dicke der epitaktischen Schicht 5 erstreckt. Danach kann durch Ätzen die Schicht 126a entfernt werden, wodurch die Struktur nach F i g. 3c mit den Vertiefungen 41 gebildet wird, wonach wiederum oxidiert werden kann, wobei sich die Vertiefungen mit Siliciumoxid füllen und die in Fig. 3a dargestellten Isolierzonen 16 aus Siliciumoxid 126 entstehen. Dabei entsteht eine Halbleiteranordnung mit einer praktisch ebenen Oberfläche. Die Halbleiteranordnung nach Fig.3a wird, mit Ausnahme der Isolierzonen, auf gleiche Weise wie die Halbleiteranordnung nach den Fig. 1 und 2h hergestellt. Die in Isoliermaterial umgewandelte große Zone 20 ist in Fig.3b mit gestrichelten Linien 20a angedeutet.

Die an die versenkte Oxidschicht 126 grenzende dotierte Zone 127 ist in diesem Falle also als Kanalunterbrecher ausgebildet, der den gleichen Leitfähigkeitstyp wie, aber eine höhere Dotierung als der die Zone 127 umgebende Teil des Substrats 6 aufweist.

F i g. 4a zeigt einen Querschnitt durch eine Isolierzone 16 einer anderen Art. Diese Art Isolierzone ermöglicht die Anwendung einer dicken epitaktischen

so Schicht 5. wobei eine lange Oxidationsbehandlung vermieden wird.

Diese Art Isolierzone wird auf folgende Weise erzeugt. In der kleinen Öffnung 23a in den Schichten 21 und 22 der Maske 35 wird eine Vertiefung 141 durch Ätzen in der epitaktischen Schicht 5 hergestellt (siehe F i g. 4b). Dann wird in die kleinen Zone 118, die an den von der Maske 35 definierten kleinen Oberflächenteil 117 grenzt, durch Diffusion eine p-Ieitende Verunreinigung, wie Bor, eingebracht. Die große Öffnung 24 wird durch selektive Ätzung der Siliciumoxidschicht 22 gebildet, wodurch die Struktur nach F i g. 4c mit der p-leitenden diffundierten Zone 118a und mit dem durch diese öffnung definierten großen Oberflächenteil 119, an den die große Zone 120 grenzt, entsteht. Dann wird durch eine Oxidationsbehandlung die große Zone 120 in Siliciumoxid umgewandelt und so die Isolierzone 16 gebildet, die aus einer versenkten Siliciumoxidschicht 126 und einer daran grenzenden dotierten p-leitenden

Zone 127 besteht Dabei ist es möglich, eine Siüciumoxidschicht 126 anzubringen, die sich über die ganze Dicke der η-leitenden epitaktischen Schicht 5 erstreckt, wobei die p-leitende Zone 127 als Kanalunterbrecher größtenteils in dem p-leitenden Substrat 5 liegt

Es ist auch möglich, zunächst durch die Öffnung 23a eine diffundierte p-leitende Zone 118a herzustellen und in diese Zone eine Vertiefung 141 zu ätzen, wodurch nach dem Erzeugen der großen öffnung 24 die Struktur nach F i g. 4c entsteht

Eine weitere Möglichkeit zum Herstellen einer Isolierzone wird an Hand der F i g. 5a -5c beschrieben. Durch die Öffnung 23a (siehe F i g. 5a) in der Maske 35 wird eine p-leitende Verunreinigung, wie Bor, in die kleine Zone 118 eindiffundiert, wonach durch selektives Ätzen der Zwischenschicht 22 der Maske 35 die große Öffnung 24 hergestellt wird. Durch diese öffnung wird eine Vertiefung 142 in die epitaktische Schicht 5 geätzt, die sich bis zu einer kleineren Tiefe als die kleine Zone 118 in die epitaktische Schicht 5 erstreckt, wodurch die Struktur nach F i g. 5b mit der diffundierten p-Ieitenden Zone 143 unterhalb der Vertiefung 142 entsteht. Durch eine Oxidationsbehandlung wird die Isolierzone 16 (siehe F i g. 5c) gebildet, die aus einer praktisch über ihre ganze Dicke versenkten Siliciumoxidschicht 144 und einer daran grenzenden dotierten p-leitenden Zone 145 besteht Die große Zone 146, die in Fig.5b mit gestrichelten Linien angedeutet ist, ist also durch eine kombinierte Ätz- und Oxidationsbehandlung in ein isolierendes Gebiet 144 aus Siliciumoxid umgewandelt.

Nachstehend werden einige Ausführungsbeispiele beschrieben, bei denen die an die versenkte Oxidschicht grenzende dotierte Zone als kanalunterbrechende Zone ausgebildet wird, weshalb sie als Zone mit dem gleichen Leitfähigkeitstyp wie und mit einer höheren Dotierung als der die Zone umgebende Teil des Halbleiterkörpers hergestellt wird.

Zunächst wird ein Verfahren zur Herstellung der Halbleiteranordnung nach den Fig. 6 und 7 beschrieben. Dabei wird ein Halbleiterkörper 51 verweidet, von dem wenigstens der an die zu maskierende Oberfläche 54 grenzende Teil vom einen Leitfähigkeitstyp ist, wobei in diesem Teil die versenkte Oxidschicht 52 und die daran grenzende dotierte Zone 53 gebildet werden. Die Oxidschicht 52 weist — in einer zu der Oberfläche 54 senkrechten Richtung gesehen — eine öffnung 55 auf, die völlig von der dotierten Zone 53 umgeben wird, wobei in dem erwähnten Teil des Halbleiterkörpers 51 an der Stelle der öffnung 55 eine Oberflächenzone 56 eines Halbleiterschaltungselements gebildet wird, die wenigstens an einem Teil ihres Umfangs an die die Öffnung 55 umgebende Oxidschicht 52 grenzt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht der Teil vom einen Leitfähigkeitstyp aus dem Halbleiterkörper 51 selber.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine photoempfindliche Platte der in Aufnahmeröhren angewandten Art, die aus einem η-leitenden Siliciumkörper 51 mit einer Anzahl nebeneinanderliegender und voneinander getrennter p-leitender Oberflächenzonen 56 besteht. Zu ihrer Herstellung wird eine versenkte Oxidschicht 52 gebildet, die eine Anzahl von Öffnungen 55 aufweist, wobei — von der Oberseite der Oberfläche 54 her gesehen — jede öffnung 55 völlig von der kanalunterbrechenden Zone 53 umgeben wird. In jeder öffnung 55 wird eine p-leitende Oberflächenzone 56 hergestellt, die an ihrem gesamten Umfang an das versenkte Oxid 52 erenzt und mit dem untenliegenden Halbleitermaterial einen pn-Obergang 57 bildet, der sich praktisch parallel zu der Oberfläche 54 in dem Halbleiterkörper 51 erstreckt

Die kanalunterbrechende Zone 53 und die versenkte 5 Oxidschicht 52 können auf ähnliche Weise wie die Zone 27 und die Oxidschicht 26 nach F i g. 2h, wie die Zone 127 und die Oxidschicht 126 nach F i g. 3a, wie die Zone 127 und die Oxidschient 126 nach Fig.4a oder wie die Zone 145 und die Oxidschicht 144 nach Fig.5c

ίο hergestellt werden, allerdings mit dem Unterschied, daß in diesem Falle in die kleine Zone eine Verunreinigung eingeführt wird, wodurch lediglich die Verunreinigungskonzentration in der kleinen Zone erhöht wird, der Leitfähigkeitstyp aber unverändert bleibt In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann für diese Verunreinigung z. B. Arsen verwendet werden.

Es sei bemerkt, daß nach dem Herstellen der dotierten Zone 53 und der versenkten Oxidschicht 52 die Oxidschicht 52 während der Bildung der diffundierten p-leitenden Oberflächenzonen 56 als Diffusionsmaske verwendet wird. Die Zonen 56 können auch z. B. durch Ionenimplantation hergestellt werden, wobei die Oxidschicht 52 das untenliegende Halbleitermaterial gegen Ionenimplantation maskiert.

Die kanalunterbrechenden Zonen 53 verhindern das Auftreten ununterbrochener p-leitender an die versenkte Oxidschicht 52 grenzender Oberflächenkanäle und somit die Bildung elektrischer Verbindungen zwischen Zonen 56.

Die photoempfindliche Platte kann noch weiteren Bearbeitungen zur Erzeugung üblicher Zonen, Schichten und Elektroden, wie einer hochohmigen Schicht auf dem versenkten Oxid 52 und auf den p-leitenden Zonen 56, unterworfen werden. Ferner kann der Halbleiterkörper z. B. örtlich dünner gemacht werden.

F i g. 8a zeigt einen Feldeffekttransistor mit isolierter Torelektrode. Dieser Transistor enthält einen n-leitenden Siliciumkörper 71 mit einer p-leitenden Quellenzone 72 und einer p-leitenden Senkenzone 73, zwischen denen ein Kanalgebiet 74 liegt. Auf diesem Kanalgebiet befindet sich eine dünne Siliciumoxidschicht 75, während auf den Quellen· und Senkenzonen eine dickere Siliciumoxidschicht 76 liegt. Die Oxidschichten

75 und 76 sind von einer noch dickeren versenkten Siliciumoxidschicht 77 umgeben. Die Torelektrode 78 liegt auf der dünnen Oxidschicht 75. In der Oxidschicht

76 sind öffnungen 79 und 80 angebracht, durch die Metallschichten 81 und 82 mit den Quellen- und Senkenzonen 72 und 73 verbunden sind, wobei die Schichten sich über die versenkte Oxidschicht 77 hinweg erstrecken. Unterhalb der versenkten Oxidschicht 77 befindet sich eine kanalunterbrechende Zone 83, die den gleichen Leitfähigkeitstyp wie, aber eine höhere Dotierung als der Siliciumkörper 71 aufweist.

Die in Fig.8a dargestellte Struktur hat u.a. den Vorteil sehr niedriger Streukapazitäten und läßt sich auf besonders einfache Weise ohne einen Präzisionsmaskierungsschritt herstellen.

Bei der Herstellung des Feldeffekttransistors wird von einem η-leitenden Siliciumkörper 71 ausgegangen, in dem auf ähnliche Weise wie bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel eine versenkte Siliciumoxidschicht

77 erzeugt wird, die eine öffnung 84 (siehe Fig.8b) aufweist. Ferner ist eine η-leitende dotierte Zone 83 vorgesehen, die an die versenkte Oxidschicht 77 grenzt, höher als der Siliciumkörper 71 dotiert ist und somit als kanalunterbrechende Zone wirken kann. Sie umgibt die Öffnung 84. Die versenkte Siliciumoxidschicht 77 ist

über einen Teil ihrer Dicke in den Körper 71 versenkt, kann aber auch derart angebracht werden, daß sie über praktisch ihre ganze Dicke in den Körper 71 versenkt ist

Damit entsteht die Struktur nach F i g. 8b, bei der die beim Anbringen der versenkten Oxidschicht 77 verwendete Maske 85 noch auf der Oberfläche 86 des Halbleiterkörper 71 vorhanden ist. F i g. 8b zeigt diese Maske 85 schon mit den an die versenkte Oxidschicht 77 grenzenden öffnungen 87 und 88 an der Stelle der anzubringenden Quellen- und Senkenzonen 72 bzw. 73.

Dann werden durch Diffusion oder Ionenimplantation einer Verunreinigung durch die öffnungen 87 und 88 in dem Halbleiterkörper 71 die Quellen- und Senkenzonen 72 bzw. 73 hergestellt und es wird durch eine Oxidationsbehandlung die über wenigstens einen Teil ihrer Dicke in den Halbleiterkörper Tt versenkte Siliciumoxidschicht 76 an der Stelle der Öffnungen 87 und 88 gebildet. Die Quellen- und Senkenzonen 72 und 73 sind Oberflächenzonen, die an einem Teil ihres Umfangs an die die öffnung 84 umgebende Oxidschicht 77 angrenzen.

Die Torelektrode 78 kann auf dem zwischen den Quellen- und Senkenzonen 72 und 73 liegenden Teil der Maske 85 hergestellt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird diese Maske aber entfernt und durch eine Siliciumoxidsohicht 75 ersetzt

Nach dem Bilden der öffnungen 79 und 80 können die Metallschichten 78,81 und 82 hergestellt werden.

So wird auf einfache Weise eine kanalunterbrechende Zone 83 unterhalb des versenkten Oxids 77 hergestellt, die von den Quellen- und Senkenzonen 72 und 73 getrennt ist

Die Dicke der Siliciumoxidsciiicht 77 beträgt etwa 2 μπι, die der Siliciumoxidschicht 76 etwa 0,5 μηι und die der Siliciumoxidschicht 75 etwa 0,15 μΐη.

Ein wichtiger Typ des Feldeffekttransistors mit isolierter Torelektrode besitzt eine Torelektrode, deren wirksamer Teil, der durch eine dünne Isolierschicht von dem Kanalgebiet getrennt ist, nicht bis zu der Senkenzone reicht. Der Abstand muß genau bestimmt werden, was hohe Anforderungen an die Genauigkeit stellt, mit der die Senkenzone und die Torelektrode in bezug aufeinander gebildet werden.

F i g. 9a zeigt einen derartigen Feldeffekttransistor.

Bei der Herstellung wird von einem Halbleiterkörper Sl vom einen Leitfähigkeitstyp ausgegangen, in dem zwei Zonen 96 und 97 vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp hergestellt werden, die die Quellen- und Senkenzonen des Transistors bilden. Die Senkenzone 97 wird als eine unterhalb einer versenkten Oxidschicht 98 gebildete dotierte Zone hergestellt. Das Kanalgebiet 100 liegt zwischen der Quellenzone 96 und der Senkenzone 97. Auf die zwischen der Quellenzone 96 und dem versenkten Oxid 98 liegende Oberfläche 101 des Halbleiterkörpers 91 wird eine Isolierschicht 102 aufgebracht, die dünner ais die versenkte Oxidschicht 98 ist. Auf dieser dünnen Schicht wird die Torelektrode 103 hergestellt. Die Torelektrode überlappt die versenkte Oxidschicht 98 ein wenig, aber der überlappende Teil gehört nicht zu dem wirksamen Teil der Torelektrode 103, der auf der dünnen Isolierschicht 102 liegt, weil die dickere Oxidschicht 98 die kapazitive Wirkung des überlappenden Teiles der Torelektrode 103 beschränkt.

Es wird von einem η-leitenden Siliciumkörper 91 ausgegangen (siehe Fig.9b), auf den eine Maske 92 aufgebracht ist, die aus einer Oberschicht 105 aus Siliciumnitrid und einer Zwischenschicht 106 aus Siliciumoxid besteht Die Maske 92 weist Öffnungen 107 und 108 auf. In die kleine, an die öffnung 107 grenzende Zone 94 wird durch die Öffnung 107 eine p-Ieitende Verunreinigung eindiffundiert Später wird die große Zone 95 in Siliciumoxid umgewandelt Durch die öffnung 108 wird ebenfalls diese p-leitende Verunreinigung in den Halbleiterkörper 91 eindiffundiert So entstehen die p-leitenden Zonen 110 und 109 nach Fig. 9a

Die öffnung 108 wird anschließend durch eine Ätzmaske 112 geschlossen, die z. B. aus einer Photolackschicht besteht Dabei ist eine Präzisionsmaskierungstechnik nicht erforderlich.
Danach wird durch selektives Ätzen der Zwischenschicht 106 die große öffnung 111 gebildet, an Jie die in Siliciumoxid umzuwandelnde große Zone 95 grenzt

Nach Entfernung der Photolackschicht 112 werden durch eine Oxidationsbehandlung die versenkten Oxidschichten 98 und 113 (siehe Fig.9d) hergestellt, wobei die Verunreinigungen in den Zonen 109 und 110 weiter in den Halbleiterkörper hineindiffundieren und so die dotierte Zone 96 vom p-Typ, die in dem Halbleiterkörper die versenkte Oxidschicht 113 von unten völlig umgibt, und die dotierte Zone 97 vom p-Typ gebildet wird, die unterhalb der versenkten Oxidschicht 98 liegt

Das Verfahren ermöglicht es, den Abstand zwischen dem Rand .1er versenkten Oxidschicht S8 und dem der darunterliegenden p-leitenden Zone 97 genau zu festzulegen.

Dann wird die aus den Teilschichten 105 und 106 bestehende Maske entfernt und durch eine dünne Siliciumoxidschicht 102 ersetzt, die dünner als die versenkten Oxidschichten 98 und 113 ist

Nach Herstellung der öffnungen 90 und 99 können Metallschichten 114, 115 und 103 aufgebracht werden, womit der Feldeffekttransistor nach Fig.9a fertiggestellt ist.
Die versenkten Oxidschichten 98 und 113, die auch über ihre ganze Dicke in den Körper 91 versenkt sein können, weisen eine Dicke von etwa 2 μπι auf, während die dünne Oxidschicht 102 eine Dicke von etwa 0,2 μπι hat. Die Dicke des Teils der Zwichenschicht 106, der durch selektives Ätzen bis unterhalb der Oberschicht 105 entfernt ist, beträgt etwa 4 μηι (siehe F i g. 9c).

Die Torelektrode 103, die versenkte Oxidschicht 113 und die Quellenzone % können die versenkte Oxidschicht 98 und die Senkenzone 97, von der Oberseite der Oberfläche 93 her gesehen, umgeben.

Es sei bemerkt, daß die Quellenzone 96 und die versenkte Oxidschicht 113 zugleich mit der Senkenzone 97 und der versenkten Oxidschicht 98 hergestellt werden, wodurch das Verfahren weiter vereinfacht wird. Es ist aber z. B. auch möglich, die Quellenzone in einem gesonderten Herstellungsschritt als Oberflächenzone anzubringen, wobei z. B. auf dieser Zone eine nicht oder weniger tief versenkte Oxidschicht hergestellt werden kann.
Ferner sei bemerkt, daß während der selektiven Ätzung der Zwischenschicht 106 durch die öffnung 107 in der Oberschicht 105 (siehe Fig.9c)die Maskierungsschicht 112 nur den rechten Teil der öffnung 108 in den Schichten 105 und 106 maskieren kann, während außerdem der rechte Teil der öffnung 107 maskiert sein kann.

Schließlich wird ein Feldeffekttransistor der in F i g. 9c dargestellten Art erhalten, bei dem die Quellen- und Senkenzonen 96 bzw. 97 einen linken Teil, der völlig

unterhalb den versenkten Oxidschichten 113 und 98 liegt, und einen rechten Teil enthalten, der bis zu der Oberfläche 93 des Halbleiterkörpers 91 reicht Bei dieser Struktur kann die Quellenzone 96 die Senkenzone eines vorangehenden Feldeffekttransi: tors bilden. Die Senkenzone 97 kann ferner die Quellenzone eines folgenden Feldeffekttransistors bilden, wobei die Metallschichten 114 und 115 dann überflüssig sein können. Die Torelektroden des vorangehenden und des nachfolgenden Feldeffekttransistors sind in Fig.9e mit 103a und 10?ώ bezeichnet.

Nachstehend werden einige Ausführungsbeispiele beschrieben, bei denen eine Maskierungsschicht verwendet wird, die das untenliegende Halbleitermaterial des Halbleiterkörpers gegen Dotierung mit Verunreinigungen maskiert, und bei denen die elektrischen Eigenschaften der kleinen Zone dadurch geändert werden, daß eine Verunreinigung durch die kleine öffnung in diese kleine Zone eingeführt wird, während die elektrischen Eigenschaften der großen Zone dadurch geändert werden, daß eine Verunreinigung durch die große Öffnung in diese große Zone eingeführt wird.

Zunächst wird die Herstellung eines pn-Übergangs 150 (siehe F i g. 10a) mit erhöhter Durchschlagspannung beschrieben.

Es wird von einem Halbleiterkörper 151 vom einen Leitfähigkeitstyp (oder mit einem Gebiet vom einen Leitfähigkeitstyp) ausgegangen, der an die zu maskierende Oberfläche 152 angrenzt (siehe auch Fig. 10b) und in dem die kleine Zone 153 und die große Zone 154 liegen, in welche nacheinander eine Verunreinigung eindiffundiert oder implantiert wird.

Die kleine Zone 153 erstreckt sich von der Oberfläche

152 her tiefer als die große Zone 154 in den Halbleiterkörper 151. Durch Dotierung mit einer Verunreinigung wird der Leitfähigkeitstyp der Zonen

153 und 154 umgekehrt, wobei in der kleinen Zone 153 eine höhere Oberflächenkonzentration der erwähnten Verunreinigung als in den diese kleine Zone 153 umgebenden Teilen 155 der großen Zone 154 vorhanden ist

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Halbleiterkörper 151 ein η-leitender Siliciumkörper. Auf der Oberfläche 152 wird eine Maske mit einer Oberschicht 156 aus Siliciumnitrid und einer Zwischenschicht 157 aus Siliciumoxid gebildet. In der Maske wird eine kleine Öffnung 158 hergestellt.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Verunreinigungen durch Diffusion eingeführt.

In die kleine Zone 153 wird eine p-leitende Verunreinigung, wie Bor, eindiffundiert. Die Oberflächenkonzentration dieser Verunreinigung beträgt etwa 10¹⁸ Boratome/cm³.

Dann wird durch selektives Ätzen der Zwischenschicht 157 der Teil 157a, der sich von der Öffnung 158 bis zu der gestrichelten Linie 159 erstreckt (was einem Abstand von etwa 3 μπι entspricht), entfernt und es wird eine p-leitende Verunreinigung, wie Bor, in die große Zone 154 eindiffundiert, wobei die Oberflächenkonzentration in den Teilen 155 der großen Zone 154 etwa IO'⁷ Boratome/cm³ beträgt Diese Oberflächenkonzentration ist niedriger als die Oberflächenkonzentration in der kleinen Zone 153 und vorzugsweise nur etwas höher als die Konzentration der η-leitenden Verunreinigung in dem Ausgangskörper 151.

So entsteht die p-leitende Zone 160, die aus einem mittleren Teil 161 und einem diesen Teil umgebenden Teil 162 besteht der hochohmiger als der mittlere Teil 161 ist Diese p-leitende Zone 160 bildet den pn-Übergang 150 mit dem η-leitenden Körper 151.

Der hochohmigere Ring 162 bewirkt, daß bei Durchschlag des pn-Obergangs 150 dieser Durchschlag nicht ^:n der Nähe der Oberfläche 152 erfolgt, wodurch sich eine stabilere Strom-Spannungs-Kennlinie ergibt

Nach Entfernung der Maske wird auf der Oberfläche 152 eine Siliciumoxidschicht 163 mit einer Öffnung 164 hergestellt In dieser Öffnung ist eine Metallschicht 165 zur Kontaktierung der p-leitenden Zone 160 angebracht Ferner kann der n-Ieitende Körper 151 mit einer Metallschicht 166 versehen werden, womit die Halbleiteranordnung nach Fig. 10a fertiggestellt ist, die als Diode oder als Kondensator benutzt werden kann.

Zonen der Art wie die Zone 160 können auch für andere Zwecke verwendet werden. Zum Beispiel kann eine derartige Zone als Isolierzone einer integrierten Halbleiteranordnung dienen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel betreffend die Hersteihmg eines Bipolartransistors beschrieben. Es wird von einem η-leitenden Siliciumkörper 171 (siehe Fig. lib) — oder von einem Siliciumkörper mit einem η-leitenden Gebiet — ausgegangen, der an die zu maskierende Oberfläche 172 angrenzt, in der eine kleine Zone 173 und eine große Zone 174 liegen. Die große Zone 174 ers'reckt sich bis zu einer größeren Tiefe als die kleine Zone 173 in den Halbleiterkörper 171. Sie enthält die kleine Zone 173.

Mit Hilfe einer Maske 175 mit einer kleinen Öffnung 176 wird die Konzentration an η-leitenden Verunreinigungen in der kleinen Zone 173 z. B. durch Diffusion von Arsen oder durch Implantation von Arsenionen erhöht, wodurch eine Emtterzone 177 nach Fig. 11a gebildet wird.

Die Maske 175 besteht aus einer Oberschicht 178 aus Siliciumnitrid und einer Zwischenschicht 179 aus Siliciumoxid. Durch selektives Ätzen der Zwischenschicht 179 wird eine große Öffnung 180 gebildet. Durch diese große Öffnung wird eine p-leitende Verunreinigung, z. B. Bor, in die große Zone 174 eindiffundiert in einer Konzentration, die zwischen der Arsenkonzentration in der kleinen Zone 173 und der Konzentration der η-leitenden Verunreinigung in dem Ausgangskörper 171 liegt, so daß der die kleine Zone 173 umgebende Teil der großen Zone 174 p-leitend wird. Er bildet die in F i g. 11 a dargestellte Basiszone 181. Der die Basiszone 181 umgebende Teil 182 des Körpers 171 bildet die η-leitende Kollektorzone des Transistors. Nach Entfernen der Schichten 178 und 179 wird eine mit Öffnungen 183 und 184 versehene Siliciumoxidschicht 185 auf die Oberfläche 172 des Körpers 171 aufgebracht. In diesen Öffnungen werden ein Basiskontakt 186 und ein Emitterkontakt 187 angebracht

Die Basis- und die Emitterzone 181 bzw. 177 werden also mit Hilfe einer einzigen Photomaske hergestellt, und zwar mit der Photomaske, mit der die kleine Öffnung 176 hergestellt wurde.

Der Basiskontakt 186 umgibt den Emitterkontakt 187.

Wenn eine niedrigere Basis-Kollektor-Kapazität erwünscht ist, liegt die Emitterzone vorzugsweise mit einem Teil ihres Umfangs unmittelbar am Rande der Basiszone und der Basiskontakt liegt im wesentlichen auf eine Seite neben der Emitterzone. Ein derartiger Transistor ist in Fig. 12a dargestellt Dieser Transistor weist eine η-leitende Kollektorzone 191, eine p-leitende Basiszone 192 und eine η-leitende Emitterzone 193 auf, wobei die Zonen in einem Halbleiterkörper 190 liegen.

Auf die Oberfläche 194 ist eine Siliciumoxidschicht 195 aufgebracht, die mit öffnungen 196 und 197 versehen ist, durch welche eine Metallschicht 198 mit der Emitterzone 193 und eine Metallschicht 199 mit der Basiszone 192 verbunden ist. Anschlußleiter können mit diesen Metallschichten verbunden werden.

Dieser Transistor läßt sich auf folgende Weise herstellen:

Es wird von einem η-leitenden Siliciumkörper 190 (siehe F i g. 12b) ausgegangen, wobei auf einer Oberfläche lSt4 dieses Körpers eine Maskierungsschicht hergestellt wird, die aus einer Oberschicht 200 aus Siliciumnitrid und einer Zwischenschicht 201 aus Siliciumoxid besteht. Auf der Oberschicht 200 wird eine Ätzmaske 202 gebildet, die aus einer Siliciumoxidschicht mit zwei öffnungen 203 und 204 besieht. Danach wird durch selektives Ätzen der Oberschicht 200 in dieser Schicht öffnungen 205 und 206 (siehe Fig. 12c) hergestellt.

Anschließend wird auf d.n öffnungen 206 und 204 eine Ätzmaske 207 gebildet, die z. B. aus einer Photolackschicht besteht (siehe Fig. 12d). Das Herstellen der Ätzmaske 207 erfordert keinen Präzisionsphotomaskierungsschritt Dann wird durch selektives Ätzen die Öffnung 208 in der Zwischenschicht 201 aus Siliciumoxid gebildet, wobei die nicht von der Ätzmaske 207 bedeckten Teile der Siliciumoxidschicht 202 weggeätzt werden. Nach Entfernung der Ätzmaske 207 ist dann die Struktur nach F i g. 12c gegeben.

Durch die öffnungen 203 und 208 in den Schichten 200 und 201 wird eine Emitterdiffusion in dem Halbleiterkörper 190 durchgeführt, wobei z. B. Arsen in die kleine Zone 209 eindiffundiert und so die n-!eitende Emitterzone 193 nach Γ i g. 12f gebildet wird.

Danach wird durch selektives Ätzen der Zwischenschicht 201 aus Siliciumoxid die große Öffnung 210 gebildet. Dabei wird die Siliciumoxid 202 entfernt (siehe Fig. 12e und 12f). Außerdem wird in der Zwischenschicht 201 unterhalb der öffnung 206 in der C^crschicht 200 eine weitere öffnung 211 gebildet, wobei die Öffnung 211 größer als die öffnung 206 ist

Durch die große öffnung 210 wird in der großen Zone 212 eine Basisdiffusion durchgeführt, wobei Bor in die große Zone 212 eindiffundiert wird. Diese Diffusion wird außerdem durch die Öffnung 211 durchgeführt wobei die p-leitende Basiszone 192 gebildet wird (siehe Fig. 12f).

Der Abstand zwischen den öffnungen 203 und 206 in der Oberschicht 200 und der Abstand, um den während der selektiven Ätzung der Zwischenschicht 201 die Zwischenschicht unterhalb der Oberschicht entfernt u,trd müssen derart gewählt werden, daß der Abstand zwischen den zu bildenden Öffnungen 210 und 211 genügend klein ist um so zu sichern, daß die während der Basisdiffusion zu bildenden, an diese Öffnungen angrenzenden p-leitenden diffundierten Gebiete sich überlappen, damit eine zusammenhängende Basiszone 192 entsteht Dieser Abstand kann z. B. einen Teil der Dicke der Basiszone 192 betragen, aber es ist auch möglich, während der selektiven Ätzung der Zwischenschicht 201 diese Schicht zwischen den Öffnungen 203 und 206 völlig zu entfernen, wobei die Öffnungen 210 und 211 in der Zwischenschicht 201 dann eine zusammenhängende Öffnung bilden, durch die die Basisdiffusion durchgeführt wird.

Nach dem Herstellen der Basiszone 192 werden die Oberschicht 200 und die Zwischenschicht 201 entfernt und durch eine Siliciumoxidschicht 195 ersetzt (siehe Fig. 12a), in der die öffnungen 196 und 197 gebildet werden. Dann werden die Metallschichten 198 und 199 aufgebracht, womit der Transistor nach Fig. 12a fertiggestellt ist.

Anhand der Fig. 13a bis 13h wird ein Ausführungsbeispiel betreffend die Herstellung einer integrierten Halbleiteranordnung mit einem Transistor nach den Fig. 13a und 13b beschrieben. Während der selektiven Ätzung der Zwischenschicht zur Herstellung der großen

ίο öffnung wird dabei durch dieses Ätzen ein zusammenhängender Teil der Zwischenschicht in wenigstens zwei voneinander getrennte Teile geteilt.

Die Halbleiteranordnung nach den Fig. 13a und 13b ist derjenigen nach den F i g. 1 und 2h ähnlich, mit dem Unterschied, daß zwischen der Basiszone 3 des Transistors und der Koüektorkontaktzop.e 3! ein in den Halbleiterkörper 6 versenkter Trennteil 300 aus Siliciumoxid vorhanden ist, der sich an die versenkte Oxidschicht 26 anschließt, die zu der Isolierzone 16 gehört, wobei die Basiszone 3 und die Kollektorkontaktzone 31 an ihrem ganzen Umfang an die versenkten Oxidschichten 27 und 300 angrenzen.

Es wird von einem Siliciumkörper 1 (siehe Fig. 13c) mit einem p-leitenden Siliciumsubstrat 6 ausgegangen, auf das eine n-!eitende epitaktische Schicht 5 aufgebracht ist und das eine η-leitende vergrabene Schicht 37 enthält, die höher als die epitaktische Schicht 5 dotiert ist.
Auf der zu maskierenden Oberfläche 25 wird eine Maskierungsschicht mit einer Oberschicht 21 aus Siliciumnitrid und einer Zwischenschicht 22 aus Siliciumoxid gebildet.

Mit Hilfe einer Ätzmaske 28 aus Siliciumoxid werden eine kleine Öffnung 23 und eine weitere öffnung 301 in der Oberschicht 21 gebildet (siehe auch F i g. 13d). Dann wird die weitere öffnung 301 mittels einer Photolackschicht 302 maskiert (siehe Fig. 13e); dabei ist keine Präzisionsmaskierungstechnik erforderlich. Anschließend wird die Zwischenschicht 22 einer Ätzbehandlung unterworfen, wobei in der Maskierungsschicht (21, 22) eine kleine Öffnung 23a gebildet wird. Auch die nicht unterhalb der Photo'ackschicht 302 liegenden Teile der Ätzmaske 28 werden dabei entfernt

Nach Entfernung der Photolackschicht 302 wird

durch die kleine öffnung 23a Bor in eine an diese

Öffnung angrenzende kleine Zone eindiffundiert, wodurch die p-leitende Zone 18a entsteht (siehe Fig.13f).

Danach wird durch selektives Ätzen der Zwischenschicht 22 eine große öffnung 24 in der Zwischenschicht 22 gebildet wobei außerdem eine weitere große Öffnung 303 in der Zwischenschicht 22 durch die weitere Öffnung 301 gebildet wird (siehe Fig. 13g und 13d).

Die Seiten 301 a und 301 b der weiteren Öffnung 301 in der Oberschicht 21 liegen dem Rand der kleinen öffnung 23 in der Obejschicht 21 derart nahe, daß während des selektiven Ätzens der Zwischenschicht 22 durch die Öffnungen 23 und 301 zur Herstellung der

großen Öffnung 24 und der weiteren großen öffnung 303 in der Zwischenschicht 22 der unterhalb des Teiles 21a der Oberschicht 21 und der Öffnung 301 liegende zusammenhängende Teil der Zwischenschicht 22 in die beiden voneinander getrennten Teile 22a und 22b geteilt wird.

Dann wird eine Oxidationsbehandlung zur Herstellung der versenkten Siliciumoxidschicht 26 durchgeführt die einen Teil der Isolierzonen 16 (siehe F i g. 13h)

bildet. Der Trennteil 300 aus Siliciumoxid wird gleichzeitig hergestellt. Dabei werden die Verunreinigungen in der Zone 18a weiter in den Halbleiterkörper 1 hineindiffundiert, wodurch die p-leitenden Zonen 27 entstehen, die unterhalb der Oxidschicht 26 liegen und einen Teil der Isolierzonen 16 bilden. Unterhalb des Trennteiles 300 ist keine p-leitende Zone vorhanden.

Anschließend werden durch Diffusion von Verunreinigungen die p-leitende Basiszone (siehe Fig. 13a und 13b), die η-leitende Emitterzone und die η-leitende Kollektorkontaktzone 31 angebracht; dabei sind keine Präzisionsmaskierungstechniken erforderlich.

Es sei bemerkt, daß die vergrabene Schicht 37 entbehrlich ist. Auch ist es möglich, wenn die vergrabene Schicht 37 vorhanden ist, daß die Oxidschichten 26 und 300 sich über die gesamte Dicke der epitaktischen Schicht S erstrecken, wobei die Zone 27 als kanalunterbrechende Zone unterhalb der Oxidschicht 26 im Substrat liegt. Ferner ist es möglich, beim selektiven Ätzen der Zwischenschicht 22 durch die kleine Öffnung 23 die Öffnung 301 in der Oberschicht nicht zu maskieren, so daß die Zwischenschicht 22 während der Herstellung der kleinen Öffnung 23a auch unterhalb der Öffnung 301 entfernt wird (siehe Fig. 13e). Während der Herstellung der p-leitenden Zonen 18a (Fig. 13f) wird dann auch eine p-leitende Zone unter der Öffnung 301 gebildet, die von den Zonen 18a getrennt ist. Nach dem Herstellen der Oxidschichten 26 und 300 (F i g. 13h) ist dann unter der Oxidschicht 300 auch eine p-leitende Zone vorhanden, die etwas in jo die vergrabene Schicht 37 eindringen kann und die von der p-leitenden Zone 27 getrennt ist.

Wenn die Öffnung 301 (siehe F i g. 13d und 13g) außer mit ihren Seiten 301a und 3010 auch mit ihrer Seite 301c in der Nähe des Randes des Teiles 21s der Oberschicht 21 gebildet wird, wird während der selektiven Ätzung der Zwischenschicht 22 zur Herstellung der großen Öffnung 24 der rechts von der Öffnung 301 liegende Teil des unterhalb des Teiles 21a liegenden Teiles der Zwischenschicht 22 ebenfalls völlig entfernt und es verbleibt von den Teilen 22a und 22£> der Zwischenschicht nur der Teil 22.2, so daß sich die weitere große Öffnung 303 auf drei Seiten an die große Öffnung 24 anschließt. Dies ist in F i g. 14a dargestellt

Bevor die Zwischenschicht 22 durch die Öffnungen 23 « und 301 selektiv geätzt wird, wird die Öffnung 301 auch in der Zwischenschicht 22 hergestellt und es wird durch diese Öffnung eine η-leitende Verunreinigung zur Herstellung einer η-leitenden Zone 310 in den Halbleiterkörper eindiffundiert Dies kann z. B. dadurch '.0 erfolgen, daß mit Phosphor dotiertes Siliciumoxid auf der Oberschicht 21 und in den Öffnungen 23 sowie 301 niedergeschlagen und diese dotierte Oxidschicht mit Hilfe einer aus Photolack bestehenden Ätzmaske und mit einem Ätzmittel aus der Öffnung 23 entfernt wird. Dabei ist ein Präzisionsphotomaskierungsschritt nicht erforderlich. Dann wird aus dem dotierten Siliciumoxid Phosphor durch die Öffnung 301 in den Halbleiterkörper eindiffundiert, wonach das dotierte Siliciumoxid wieder entfernt wird.

Nach dem Herstellen der η-leitenden Zone 310 wird die p-leitende Zone 18a dadurch gebildet daß Bor durch die kleine Öffnung 23 und durch die weitere Öffnung 301 in den Halbleiterkörper eindiffundiert wird. Die Borkonzentration in der p-leitenden Zone 18a ist niedriger als die Phosphorkonzentration in der Zone 310, so daß keine p-leitende Zone in der n-leitenden Zone 310 gebildet wird.

Anschließend wird die Oxidationsbehandlung durch die große Öffnung 24 durchgeführt und es werden so die versenkte Oxidschicht 26 (siehe Fig. 14b) und die darunterliegenden zu den Isolierzonen 16 gehörigen p-leitenden Zonen 27 hergestellt. Die Oxidschicht 26 enthält jedoch einen erweiterten Teil 26a, unter dem sich eine η-leitende Zone 310a, die durch Diffusion aus der Zone 310 entstanden ist, gebildet hat. Die n-leitende Zone 310a ist höher als die η-leitende epitaktische Schicht 5 dotiert und schließt sich der vergrabenen η-leitenden Schicht 37 an. Es kann auch ein kleiner Abstand zwischen der Zone 310a und der vergrabenen Schicht 37 verbleiben.

Die Zone 310a bildet die Kollektorkontaktzone des Transistors, dessen p-leitende Basiszone 3 und n-leitende Emitterzone 2 auf übliche Weise hergestellt werden können.

Durch eine Öffnung 311 in dem Teil 26a der versenkten Siliciumoxidschicht 26 kann die Kollektorkontaktzone 310a kontaktiert werden. Auf den Basis- und Emitterzonen 3 und 2 kann eine Siliciumoxidschicht mit Öffnungen zur Kontaktierung dieser Zonen hergestellt werden.

Der Transistor nach Fig. 14b beanspricht noch weniger Raum als der Transistor nach den Fig. 13a und 13b, wobei dennoch durch eine einzige Maske, mit deren Hilfe gleichzeitig die Öffnungen 23 und 301 gebildet werden, die Stellen der Isolierzonen 16, der Basiszone 3 und der Kollektorkontaktzone 310a festgelegt werden, wodurch eine Anzahl von Präzisionsphotomaskierungsschritten eingespart wird.

Die Halbleiteranordnung nach F i g. 14b hat eine wichtige neue Struktur. Sie kann auch auf andere Weise hergestellt werden. So können die p-leitenden Zonen 27 z. B. in Form vergrabener Schichten ausgebildet sein.

In den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde nach der Änderung der elektrischen Eigenschaften der kleinen Zone die Zwischenschicht mit der großen Öffnung versehen, wonach die elektrischen Eigenschaften der großen Zone weiter geändert wurden. Im folgenden wird an Hand der Fig. 15a und 15b ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem, bevor die Zwischenschicht 22 (siehe Fig. 15b) mit der großen Öffnung 322 versehen wird, die Zwischenschicht 22 einer selektiven Ätzbehandlung unterworfen wird, wobei die Oberschicht 21 bei dieser Ätzbehandlung durch die kleine Öffnung 23a selektiv maskiert

In der Zwischenschicht 22 wird eine Öffnung 320 gebildet, die einen weiteren Oberflächenteil 324 des Halbleiterkörpers definiert.

Der Oberflächenteil 324 ist größer als der kleine Oberflächenteil und enthält diesen kleinen Oberflächenteil.

Durch die Öffnung 320 in der Zwischenschicht 22 werden anschließend die elektrischen Eigenschaften einer an diesen weiteren Oberflächenteil 324 angrenzenden Oberflächenzone 321 geändert

Fig. 15a zeigt eine Halbleiteranordnung mit einem ähnlichen Transistor wie in F i g. 8a dargestellt wobei jedoch dieser Transistor in einem inselförmigen Teil 315 einer epitaktischen Schicht 316 aus p-leitendem Silicium liegt die auf ein Substrat 317 aus n-Ieitendem Silicium aufgebracht ist

Die über wenigstens einen Teil ihrer Dicke in die epitaktische Schicht 316 versenkte Oxidschicht 77 bildet in diesem Ausführungsbeispiel einen Teil einer die Insel 315 umgebenden Isolierzone 16, die weiter durch eine η-leitende Zone 27 gebildet wird, die an die Schicht 77

grenzt und sich bis in das η-leitende Substrat 317 erstreckt.

Um Kanalbildung zwischen der Quellenzone 72 und/oder der Senkenzone 73 des Transistors einerseits und der den gleichen Leitfähigkeitstyp wie die Quellenzone und die Senkenzone aufweisenden Isolierzone 27 andererseits zu verhindern, ist zwischen der Isolierzone 27 und der Quellenzone 72 sowie der Senkenzone 73 eine an die Isolierzone 27 und die Oxidschicht 77 angrenzende kanalunterbrechende p-lei- to tende Zone 318 angeordnet, die den gleichen Leitfähigkeitstyp wie, aber eine höhere Dotierung als die epitaktische Schicht 316 aufweist.

Eine derartige Struktur, die sowohl eine Isolierzone 16 als auch eine kanalunterbrechende Zone 318 enthält und die sich vorteilhaft auch in anderen als den hier beschriebenen Halbleiteranordnungen verwenden läßt, kann durch Anwendung eines Verfahrens, bei dem eine Zwischenschicht 22 mehrere Male einer Ätzbehandlung unterworfen wird, auf besonders einfache Weise hergestellt werden. Durch die kleine öffnung 23a (siehe F i g. 15b) wird zunächst zur Herstellung der n-leitenden Zone 319 Phosphor in die epitaktische Schicht 316 eingebracht. Dann wird die Zwischenschicht 22 einer Ätzbehandlung unterworfen, wobei die Zwischenschicht 22 über um etwa 3 μίτι unterhalb der Oberschicht 21 entfernt wird. Durch die auf diese Weise hergestellte Öffnung 320, die in Fig. 15b mit gestrichelten Linien angedeutet ist, werden anschhließend Boratome in die epitaktische Schicht 316 eingebracht, wodurch die p-leitende Zone 321 entsteht. Die Verunreinigungskonzentration der Zone 321 ist höher als die der epitaktischen Schicht 316, aber niedriger als die der Zone 319.

Dann wird die Zwischenschicht 22 einer weiteren selektiven Ätzbehandlung unterworfen, wobei die Zwischenschicht 22 wiederum um etwa 3 μπι entfernt und die große Öffnung 322, die den großen Oberflächenteil 323 des Halbleiterkörpers definiert, in der Zwischenschicht 22 gebildet wird. Durch die große öffnung 322 kann die große Zone 325 der epitaktischen Schicht 316 einer Oxidationsbehandlung unterworfen weden, wodurch die versenkte Oxidschicht 77 gebildet wird. Während dieser Oxidationsbehandlung diffundieren die in den Zonen 319 und 321 vorhandenen Verunreinigungen tiefer in die epitaktische Schicht 316 ein und bilden dort die Zonen 27 bzw. 318. In der auf diese Weise gebildeten Insel 315 kann dann der Transistor mit der Quellenzone 72, der Senkenzone 73 und der Torelektrode 78 auf die an Hand der F i g. 8a und 8b beschriebene Weise hergestellt werden.

Für den Fachmann sind viele Abwandlungen möglich. So kann z. B. wähend der selektiven Atzung der Zwischenschicht zur Herstellung der großen öffnung eine Ultraschallbehandlung durchgeführt werden, um diejenigen Teile der Oberschicht, unter denen die Zwischenschicht entfernt ist, abzubrechen. Die Leitfähigkeitstypen können untereinander gewechselt werden. Die fCollektorkontaktzone 31 in Fig. 13b kann bis zu der vergrabenen Schicht 37 reichen. Die Oberschicht der Maskierungsschicht kann aus Siliciumoxid und die Zwischenschicht kann aus Siliciumnitrid bestehen. Auch andere Materialien, wie Siliciumcarbid, Polysilicium und Aluminiumoxid, können für die Teilschichten der Maskierungsschicht verwendet werden. Ferner kann eine Maskierungsschicht verwendet werden, die aus mehr als zwei Teilschichten besteht, wodurch die Anwendungsmöglichkeiten vergrößert werden. Drei aufeinanderfolgende Teilschichten können z. B. aus Siliciumoxid, Siliciumnitrid und Siliciumoxid bestehen. Ferner kann der Halbleiterkörper aus einem anderen Halbleitermaterial als Silicium, z. B. aus Germanium oder einer A^mB^v-Verbindung, bestehen.

Hierzu 18 Blatt Zeichnungen

Claims (21)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit einem Halbleiterkörper, bei dem durch einen von einer ersten Maske definierten Teil einer Oberfläche des Halbleiterkörpers, der als kleiner Oberflächenteil bezeichnet wird, die elektrischen Eigenschaften einer an diesen kleinen Oberfiächenteil grenzenden Zone des Halbleiterkörpers, die nachstehend als kleine Zone bezeichnet wird, geändert werden, und bei dem durch einen von einer zweiten Maske definierten Teil dieser Oberfläche des Halbleiterkörpers, der als großer Oberflächenteil bezeichnet wird und der größer als der kleine Oberflächenteil ist und ihn enthält, die elektrischen Eigenschaften eine an diesen großen Oberflächenteil grenzenden Zone des Halbleiterkörpers, die nachstehend als große Zone bezeichnet wird, geändert werden, wobei zur Bildung der ersten und zweiten Maske auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers eine Maskierungsschicht angebracht wird, die mindestens zwei Teilschichten aus verschiedenen Werkstoffen enthält, und zwar eine — von der Oberseite der Maskierungsschicht her gesehen obere Teilschicht, die als Oberschicht bezeichnet wird, und eine daran grenzende Teilschicht, die als Zwischenschicht bezeichnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Durchführen der Behandlung zur Änderung der elektrischen Eigenschäften der kleinen Zone (18a; 118; 94; 153; 319) wenigstens die Oberschicht (21; 105; 156) der Maskierungsschicht (35; 92) mit einer Öffnung, die als kleine Öffnung (23; 23a; 107; 158) bezeichnet wird, versehen wird, die den kleinen Oberflächenteil (17; 117) des Halbleiterkörpers (1; 51; 71; 91; 151; 317; 318) definiert, und daß vor dem Durchführen der Behandlung zur Änderung der elektrischen Eigenschaften der großen Zone (20; 120; 146; 154; 325) die Zwischenschicht (22; 106; 157) mit einer als große Öffnung (24; 111; 322) bezeichneten Öffnung versehen wird, die den großen Oberflächenteil (19) des Halbleiterkörpers definiert, indem die Zwischenschicht (22; 106; 157) selektiv geätzt wird, wobei die Oberschicht (21; 105; 156) gegen diese Ätzbehandlung maskiert und die Zwischenschicht (22; 106; 157) von der Öffnung in der Oberschicht (21; 105; 156) bis unterhalb der Oberschicht über einen die Dicke der Zwischenschicht (22; 106; 157) überschreitenden Abstand entfernt wird, und daß nach der Erzeugung der kleinen Öffnung (23; 23a; 107; 158) bzw. der großen Öffnung (24; 111; 322) in der Maskierungsschicht (35; 92) die Behandlungen zur Änderung der elektrischen Eigenschaften der kleinen bzw. großen Zone durchgeführt werden, wobei die kleine Zone (18a; 118; 94; 153; 319) oder zumindest ein erstes Gebiet (27; 127; 145; 53; 83; 97), das aus der kleinen Zone entsteht, sich tiefer im Halbleiterkörper erstreckt als die grcße Zone (20; 120; 146; 154; 325) oder ein zweites Gebiet (26; 126; 144; 52; 77; 98; 325), das aus der großen Zone entsteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Anbringen der großen Öffnung in der Zwischenschicht die Oberschicht einer selektiven Ätzbehandlung unterworfen wird, wobei die Oberschicht über mindestens die Hälfte ihrer Dicke entfernt wird, während die über die große Öffnung in der Zwischenschicht hinausragenden Teile der Oberschicht ebenfalls über die große Öffnung in der Zwischenschicht der Ätzbehandlung unterworfen und völlig entfernt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der selektiven Ätzung der Zwischenschicht zum Erhalten der großen Öffnung die Teile der Oberschicht, unterhalb derer die Zwischenschicht entfernt worden ist, durch eine Ultraschallschwingungsbehandlung abgebrochen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß während der selektiven Ätzung der Zwischenschicht (22 in F i g. 13f) zum Erhalten der großen Öffnung (24) durch diese selektive Ätzung ein zusammenhängender Teil der Zwischenschicht (22) in wenigstens zwei voneinander getrennte Teile (22a, 226 in Fig. 13g) geteilt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Maskierungsschicht (35; 92) verwendet wird, die das untenliegende Halbleitermaterial des Halbleiterkörpers (1; 51; 71; 91) sowohl gegen Dotierung mit einer Verunreinigung als auch gegen Oxidation maskiert, und daß die elektrischen Eigenschaften der kleinen Zone (18a; 118; 94) dadurch geändert werden, daß eine Verunreinigung durch die kleine öffnung (23; 23a; 107) in die kleine Zone 18a; 118; 94) eingeführt wird, während die elektrischen Eigenschaften der großen Zone (20; 120; 146) dadurch geändert werden, daß die große Zone (20; 120; 146; 154) mit Hilfe einer Oxidationsbehandlung durch die große Öffnung (24; 111) oxidiert wird, wobei während der Oxidation die in der kleinen Zone (18a; 118; 94; 153) angebrachte Verunreinigung weiter in den Halbleiterkörper hineindiffundiert, wodurch unterhalb der durch die Oxidationsbehandlung als zweites Gebiet (26; 126; 144; 52; 77; 98) erhaltenen Oxidschicht, die wenigstens über einen Teil ihrer Dicke in den Halbleiterkörper versenkt ist, örtlich als erstes Gebiet (27; 127; 145; 53; 83) eine dotierte Zone erhalten wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Maskierungsschicht (156, 157) verwendet wird, die das untenliegende Halbleitermaterial des Halbleiterkörpers (151) gegen Dotierung mit Verunreinigungen maskiert, und daß die elektrischen Eigenschaften der kleinen Zone (153) dadurch geändert werden, daß eine Verunreinigung durch die kleine Öffnung (158) in die kleine Zone (153) eingeführt wird, während die elektrischen Eigenschaften der großen Zone (154) dadurch geändert werden, daß eine Verunreinigung durch die große Öffnung {157a) in die große Zone (154) eingeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Oxidationsbehandlung eine versenkte Oxidschicht angebracht wird, die — in einer zu der Oberfläche des Halbleiterkörpers senkrechten Richtung gesehen — wenigstens an einem Teil des Umfangs der dotierten Zone aus dieser Zone hervorragt.

8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Anbringen der großen Öffnung (24 in F i g. 5b) eine Ätzbehandlung durchgeführt wird, wodurch an der Oberfläche des Halbleiterkörpers eine Vertiefung (142) an der Stelle der großen Öffnung (24) gebildet wird, welche sich

bis zu einem kleineren Abstand als die kleine Zone (118) von der -Oberfläche erstreckt, wonach die Oxidationsbehandlung durchgeführt wird, wobei die Vertiefung wenigstens teilweise mit Oxid ausgefüllt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß, bevor aie Verunreinigung durch die kleine öffnung in die kleine Zone (118 in F i g. 4b) eingeführt wird, der Halbleiterkörper einer Materialentfernungsbehandlung durch die kleine öffnung unterworfen wird, wodurch an der Stelle dieser kleinen Öffnung an der Oberfläche des Halbleiterkörpers eine Vertiefung (141) gebildet wird, die während der Oxidationsbehandlung wenigstens teilweise mit Oxid ausgefüllt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 5 oder nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halbleiterkörper (1) verwendet wird, der eine an die zu maskierende Oberfläche des Halbleiterkörpers grenzende Oberflächenschicht (5) vom einen Leitfähigkeitstyp und einen an diese Oberflächenschicht grenzenden und als Substrat (6) bezeichneten Teil vom anderen Leitfähigkeitstyp enthält, wobei die Oberflächenschicht (5) mit Hilfe von Isolierzonen (16) in eine Anzahl von Inseln unterteilt wird, und wobei die an die über wenigstens einen Teil ihrer Dicke in den Halbleiterkörper versenkte Oxidschicht (26) grenzende dotierte Zone (27) als eine Zone vom anderen Leitfähigkeitstyp angebracht wird, und daß wenigstens ein Teil der versenkten Oxidschicht (26) und der an diesen Tel! der Oxidschicht grenzende Teil der dotierten Zone (27) in Form eines Musters derart angebracht werden, daß sie die Inseln umgeben und wenigstens ein Tei! der Oxidschicht einen Teil der Isolierzonen bildet.

11. Verfahren nach Anspruch 5 oder einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die an die versenkte Oxidschicht (52 in Fig. 7) grenzende dotierte Zone als eine kanalunterbrechende Zone (53) ausgebildet wird, zu welchem Zweck sie als eine Zone vom gleichen Leitfähigkeitstyp wie und mit einer höheren Dotierung als der die Zone umgebende Teil des Halbleiterkörpers (51) angebracht wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halbleiterkörper (71) verwendet wird, von dem wenigstens ein an die zu maskierende Oberfläche grenzender Teil den einen Leitfähigkeitstyp aufweist, in welchem Teil die versenkte Oxidschicht (77) mit der angrenzenden dotierten Zone (83) angebracht wird, wobei die Oxidschicht — in einer zu der Oberfläche des Halbleiterkörpers senkrechten Richtung gesehen — eine öffnung (84) aufweist, die vor. der dotierten Zone umgeben wird, die eine größere öffnung aufweist, deren Rand völlig unterhalb der versenkten Oxidschicht (77) liegt, und wobei in dem erwähnten Teil des Halbleiterkörpers (71) an der Stelle der öffnung (84) in der versenkten Oxidschicht (77) mindestens eine Oberflächenzone (72, 73) eines Halbleiterschaltungselements gebildet wird, die wenigstens an einem Teil ihres Umfangs an die diese öffnung (84) umgebende versenkte Oxidschicht (77) grenzt und die von der dotierten Zone (83) getrennt ist

13. Verfahren nach Anspruch 12 zur Herstellung eines Feldeffekttransistors mit isolierter Gate-Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß in den Teil des Halbleiterkörpers (71) vom einen Leitungstyp an der Stelle der Öffnung (84) in der versenkten Oxidschicht (77) zwei voneinander getrennte Oberflächenzonen (72, 73) vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp eingebracht werden, die wenigstens an einem Teil ihres Umfangs an die die öffnung (84) umgebende versenkte Oxidschicht (77) grenzen, und die Source-Zone und die Drain-Zone des Transistors bilden, zwischen denen sich die Kanalzone (74) erstreckt, und daß eine Gate-Elektrode (78) oberhalb der Kanalzone (74) angebracht und durch eine Isolierschicht (75), deren Dicke geringer als die der versenkten Oxidschicht (77) ist, gegen diese Kanalzone (74) isoliert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 zur Herstellung einer photoempfindlichen Auftreffplatte, dadurch gekennzeichnet, daß in dem erwähnten Teil des Halbleiterkörpers eine versenkte Oxidschicht angebracht wird, die eine Anzahl von öffnungen aufweist, wobei — in einer zu der Oberfläche senkrechten Richtung gesehen — jede Öffnung von der kanalunterbrechenden dotierten Zone umgeben wird, und wobei durch jede dieser Öffnungen in dem Halbleiterkörper eine Oberflächenzone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp angebracht wird, die an ihrem Umfang an das versenkte Oxid grenzt und mit dem untenliegenden Halbleitermaterial einen PN-Übergang bidet, der sich praktisch parallel zu der Oberfläche in dem Halbleiterkörper erstreckt, und die von der dotierten Zone getrennt ist.

15. Verfahren nach Anspruch 7 zur Herstellung eines Feldeffekttransistors mit isolierter Gate-Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die kleine Zone (94) und die große Zone (95) in einem an die zu maskierende Oberfläche grenzenden Gebiet vom einen Leitfähigkeitstyp des Halbleiterkörpers (91) liegen, und daß in diesem Gebiet eine Zone vom anderen Leitfähigkeitstyp angebracht wird, die die Source-Zeit (96) des Feldeffekt-Transistors bilden, daß als Drain-Zone (97) die unterhalb der versenkten Oxidschicht (98) erhaltene dotierte Zone ausgebildet wird, wobei die versenkte Oxidschicht (98) einen an die Drain-Zone (98) grenzenden Teil des Kanalgebietes (100) überlappt, daß auf der zwischen der Source-Zone (96) und der versenkten Oxidschicht (98) liegenden Oberfläche des Kanalgebietes (100) eine Isolierschicht (102) angebracht wird, die dünner als die versenkte Oxidschicht (98) ist, und daß auf der Isolierschicht (102) die Gate-Elektrode des Feldeffekt-Transistors angebracht wird.

16. Verfahren nach Anspruch 6 zur Herstellung eines PN-Übergangs mit erhöhter Durchschlagspannung, dadurch gekennzeichnet, daß die kleine Zone (153) und die große Zone (154) in einem an die zu maskierende Oberfläche grenzenden Gebiet vom einen Leitfähigkeitstyp des Halbleiterkörpers (151) liegen, und daß durch Dotierung der großen und der kleinen Zone (154,153) mit einer Verunreinigung der Leitfähigkeitstyp in diesen Zonen umgekehrt wird, wobei in der kleinen Zone (153) eine höhere Oberflächenkonzentration der Verunreinigungen als in den die kleine Zone (153) umgebenden Teilen (155) der großen Zone (154) angebracht wird.

17. Verfahren zur Herstellung eines Transistors, der eine Emitterzone und eine Kollektorzone von einem Leitungstyp und eine Basiszone vom anderen Leitungstyp enthält, mit einem Halbleiterkörper, bei dem durch einen von einer Maske definierten Teil

einer Oberfläche eines Halbleiterkörpers, der als kleiner Oberflächenteil bezeichnet wird, eine Verunreinigung in eine an den kleinen Oberflächenteil grenzende Zone des Halbleiterkörpers, die nachstehend als kleine Zone bezeichnet wird, eingeführt wird, wobei die die Konzentration in der eine Emitterzone bildenden kleinen Zone an den einen Leitungstyp herbeiführenden Verunreinigungen erhöht und bei dem durch einen von einer zweiten Maske definierten Teil dieser Oberfläche, der als großer Oberflächenteil bezeichnet wird und der größer als der kleine Oberflächentei! isl und ihn enthält, eine den anderen Leitfähigkeitstyp herbeiführende Verunreinigung in eine an diesen großen Oberflächenteil grenzenden Zone des Halbleiterkörpers, die nachstehend als große Zone bezeichnet wird, eingeführt wird, wobei die kleine Zone und die große Zone in einem an einer Oberfläche des Halbleiterkörpers grenzenden Gebiet vom einen Leitungstyp liegen, und vobei sich die große Zone, von dieser Oberfläche her gesehen, tiefer als die kleine Zone in dieses Gebiet erstreckt, bei dem der die kleine Zone umgebende Teil der großen Zone zu der Basiszone gehört und der die große Zone umgebende Teil des erwähnten Gebietes des Halbleiterkörpers die Kollektorzone bildet, und bei dem auf dieser Oberfläche zur Bildung der ersten und zweiten Maske eine Maskierur.gsschicht angebracht wird, die mindestens zwei Teilschichten aus verschiedenen Werkstoffen enthält, und zwar eine — von der Oberseite der Maskierungsschicht her gesehen — obere Teilschicht, die als Oberschicht bezeichnet wird, und eine daran grenzende Teilschicht, die als Zwischenschicht bezeichnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einführen der Verunreinigung in die kleine Zone (173) wenigstens die Oberschicht (178) der Maskierungsschicht (175) mit einer öffnung, die als kleine Öffnung (176) bezeichnet wird und den kleinen Oberflächenteil des Körpers definiert, versehen wird, daß vor dem Einführen der Verunreinigung in die große Zone (174) die Zwischenschicht (179) mit einer als große Öffnung (180) bezeichneten öffnung versehen wird, die den großen Oberflächenteil des Halbleiterkörpers (171) definiert in dem die Zwischenschicht (179) selektiv geätzt wird, wobei die Oberschicht (178) gegen diese Ätzbehandlung maskiert und die Zwischenschicht (179) von der öffnung in der Oberschicht (178) bis unterhalb der Oberschicht über einen die Dicke der Zwischenschicht (179) überschreitenden Abstand entfernt wird, und daß die den anderen I.eitfähigkeitstyp herbeiführende Verunreinigung in einer Konzentration eingeführt wird, die zwischen der Konzentration der Verunreinigungen in dem Gebiet (182) vom einen Leitungstyp und der Konzentration in der kleinen Zone (173) vom einen Leitungstyp liegt so daß der die kleine Zone (173) umgebende Teil der großen Zone (174) den anderen Leitungstyp aufweisen wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet daß gleichzeitig mit der kleinen Öffnung (205) in der Oberschicht (200) in der Nähe dieser kleinen Öffnung eine weitere öffnung (206) in der Oberschicht (200) angebracht wird, daß während der Dotierung der kleinen Zone (209) durch den kleinen Oberflächenteil der unterhalb der weiteren öffn-mg (206) liegende Oberflächenteil des Halbleiterkörpers (194) durch die Zwischenschicht (201) gegen Dotierung maskiert wird, und daß während der Anbringung der großen Öffnung (210) in der Zwischenschicht (201) die Zwischenschicht gleichfalls durch die weitere öffnung (206) in der Oberschicht (200) der selektiven Ätzbehandlung unterworfen wird, wodurch ein unterhalb der weiteren öffnung (206) liegender Teil der Zwischenschicht (201), der einen weiteren Oberflächenteil des Halbleiterkörpers definiert, entfernt wird, und daß danach durch Dotierung mit Verunreinigungen die elektrischen Eigenschaften der großen Zone (212) und einer an den weiteren Oberflächenteil grenzenden Zone (192), die sich an die große Zone (212) anschließt, geändert werden.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, "dadurch gekennzeichnet, daß die Oberschicht (21; 105; 156) aus Siliciumnitrid und die Zwischenschicht (22; 106; 157) aus Siliciumoxid hergestellt wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß, nachdem die elektrischen Eigenschaften der kleinen Zone (319) geändert worden sind und bevor die Zwischenschicht (22 in F i g. 15b) mit der großen öffnung (322) versehen wird, die Zwischenschicht (22) einer zwischenzeitlichen selektiven Ätzbehandlung durch die kleine öffnung in der Oberschicht unterworfen wird, wodurch in der Zwischenschicht eine Zwischenöffnung (320) gebildet wird, die einen weiteren Oberflächenteil des Halbleiterkörpers (316, 317) definiert, der den kleinen Oberflächenteil enthält, und daß danach durch die Zwischenöffnung (320) die elektrischen Eigenschaften einer an diesen weiteren Oberflächenteil grenzende Zwischenzone (321) des Halbleiterkörpers geändert werden.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zwischenzone (321) eine den einen Leitfähigkeitstyp der Oberflächenschicht (316) des Halbleiterkörpers herbeiführende Verunreinigung in einer Konzentration angebracht wird, die geringer als die Konzentration der Verunreinigung in der kleinen Zone (319) ist und daß durch die Oxidationsbehandlung der großen Zone (325) eine versenkte Oxidschicht (77) erhalten wird, die sich über einen Teil der Dicke der Oberflächenschicht (316) in der Oberflächenschicht erstreckt, wodurch eine Isolierzone (16) erhalten wird, die durch die über wenigstens einen Teil ihrer Dicke in den Halbleiterkörper versenkte Oxidschicht (77), durch ein daran grenzendes aus der kleinen Zone (319) hervorgegangenes Gebiet (27) vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp und durch eine an die dotierte Zone (27) erenzende kanalunterbrechende Zone (318) gebildet wird.