DE2306614C2 - Verfahren zum Eindiffundieren von Arsen in Silicium aus einer arsendotierten Glasschicht - Google Patents

Verfahren zum Eindiffundieren von Arsen in Silicium aus einer arsendotierten Glasschicht

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von arsendotierten Schichten in Siliciumplättchen durch Diffusion aus einer auf das Siliciumplättchen aufgebrachten, arsendotierten Glasschicht.
In der Halbleitertechnik ist es ein gängiges Verfahren, p- bzw. η-leitende Schichten durch Eindiffundie.ren von Dotierungsstoffen herzustellen.
Am längsten bekannt sind Verfahren, bei denen das Halbleitermaterial dem gasformig vorliegenden Dotierungsmaterial bei hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Zu diesen Verfahren gehört z. B. die Kapseldiffusion, bei der das Halbleitermaterial und eine feste, aber bei hohen Temperaturen langsam das Dotierungsmaterial' gasförmig abgebende Diffusionsquelle in eine Quarzkapsel eingeschmolzen wird. Bei derauch zu diesen Verfahren zählenden offenen Diffusion wird ein mit dem Dotierungsstoff beladener Trägergasstrom über das hocherhitzte Halbleitermaterial geleitet. Die Schwierigkeit bei allen diesen Verfahren ist es, eine homogene Dotierung über das ganze Siliciumplättchen bzw. über die ganze Charge zu erhalten. Hinzu kommt bei der Kapseldiffusion, daß sie teuer ist und bei der ofTenen Arsendiffusion, daß gasförmige Arsenverbindungen sehr giftig sind und deshalb für eine Verwendung in einer Fabrikation nicht in Frage kommen.
In neuerer Zeit wurde ein Verfahren vorgeschlagen, das den geschilderten Schwierigkeiten begegnet, indem vor der Diffusion mit geringem Aufwand auf das Halbleitermaterial eine den Dotierungsstoff enthaltende Schicht aufgebracht wird, aus welcher in einer inerten Atmosphäre der Dotierungsstoffbei hohen Temperaturen in das Halbleitermaterial eindiffundiert. Besonders im Fall des Arsens wurde jedoch die Erfahrung gemacht, daß es mit diesem Verfahren nur mit Schwierigkeiten möglich ist, hochdotierte Schichten mit Oberflächenkonzentrationen in der Größenordnung von 1020 bis ΙΟ21 Arsenatome/cm3, wie sie in der Halbleitertechnik benötigt werden, zu erzeugen.
Aus der US-Patentschrift 35 41 676 ist außerdem ein Verfahren zum Herstellen von Feldeffekt-Transistoren in Siliciumplättchen bekannt, bei dem die Source- und Draingebiete erzeugt werden, indem ein Dotierungsstoff, wie zum Beispiel Arsen, aus einer auf dem Gateisolationsfilm aufgebrachten Schicht durch den ungefähr 100 nm dicken Gateisolationsfilm hindurch in das Siliciumplättchen diffundiert wird.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein in der Halbleitertechnik allgemein anwendbares Verfahren anzugeben, mit welchem Halbleitermaterial ohne größeren apparativen und zeitlichen Aufwand homogen und so hoch mit Arsen dotiert wird, daß die Oberflädienkonzentration der dotierten Halbleiterschicht 10" Arsenatome pro cm3 übersteigt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
Es wird angenommen, daß die Zwischenschicht die Bildung einer die Diffusion hemmenden aus einer Si, As und SiO2 enthaltenden Verbindung bestehenden Schicht verhindert und deshalb eine tief eindringende, hoch konzentrierte Dotierung des Halbleitermaterials ermöglicht, obwohl SiO2-Schichten an sich mit der Dicke zunehmend die Diffusion behindern. Auf diese Weise vermeidet das erfindungsgemäße Verfahren die erkannte Schwierigkeit beim Diffundieren von Arsen aus der festen Phase, hat aber alle Vorteile, wie z. B. Homogenität und sichere Handhabung, dieses vorgeschlagenen Verfahrens.
Eine zu dünne Zwischenschicht verhindert nicht hinreichend die Bildung der diffusionshemmenden Si-As-SiO2-Verbindung. Eine zu dicke Zwischenschicht stellt ihrerseits eine Diffusionsbarriere dar.
SiO2 als Material für die Zwischenschicht ist günstig, da diese Verbindung bei Siliciumhalbleitem viel verwendet wird und bei ihrer Anwendung keinerlei nicht voraussehbare, störende Nebeneffekte auftreten können. Außerdem läßt sich bei Verwendung von SiO2 das beschriebene Verfahren vorteilhaft sehr einfach durchführen, indem nach dem Aufbringen der arsendotierten Glasschicht das Siliciumplättchen in einem Verfahrensschritt bei der Diffusionstemperatur zunächst eine festgelegte Zeit in einer oxydierenden Atmosphäre und anschließend bis zum Ablauf der vorherbestimmten Diffusionszeit in einer inerten Atmosphäre erhitzt wird.
Eine Zwischenschicht aus Aluminiumsilicat ist noch wirksamer als eine ebenso dicke SiO2-Schicht.
Es ist vorteilhaft, wenn die arsendotierte Glasschicht 100 bis 500 nm dick gemacht wird. Bei kleineren Schichtdicken ist zu fürchten, daß Schwankungen der Schichtdicke die Homogenität der Dotierung beeinträchtigen. Dickere Schichtdicken bringen keine weiteren Vorteile und wurden das Verfahren unnötig verteuern.
Um eine ΙΟ19 Arsenatome/cm3 überschreitende Oberflächenkonzentration in der dotierten Siliciumschicht zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn die arsendotierte Glasschicht mit 1020 bis 5 x 1021 Arsenatomen/cm3 dotiert wird.
In vorteilhafter Weise wird zur Herstellung derarsendotierten Glasschicht eine Mischung au- einem Siloxan. S
einer organischen Arsenverbindung und 'rlnem Lösungsmittel auf das Siliciumplättchen aufgesciileudert und anschließend in einer Ozon-Atmosphäre unter Erhitzen zersetzt. In dieser Mischung liegen die Bestandteile der arsendotierten Glasschicht in gelöster oder wenigstens kolloidal gelöster Form vor, wodurch eine homogene Verteilung des Dotierungsstoffs in der dotierten Glasschicht gewährleistet ist. Außerdem lassen sich zum Aufbringen der arsendotierten Schicht Geräte verwenden, die in einer Halbleiterfertigung ohnehin vorhanden sind. Es ist vorteilhaft, wenn bei Temperaturen zwischen 1000 und 1200°C diffundiert wird. Bei niedrigeren Temperaturen geht die Diffusion zu langsam vor sich, bei höheren wird der Diffusionsofen und das notwendige Quarzmaterial zu sehr beansprucht.
Bei Verwenden des beschriebenen Verfahrens bei der Herstellung integrierter Schaltkreise ist es vorteilhaft, wenn zum selektiven Dotieren des Siliciumplättchens die arsendotierte Glasschicht über den nicht zu dotierenden Gebieten selektiv entfernt wird und anschließend im Diffusionsofen der oxydierenden Atmosphäre ausgesetzt wird, da dann eine zusätzliche Diffusionsmaske aus SiO2 nicht benötigt wird.
Die Erfindung wird anhand von durch Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt Fig. 1 in einem Flußdiagramm den Ablauf des beschriebenen Verfahrens und
F i g. 2 im Querschnitt einen Ausschnitt aus einer Halbleiterstruktur, die ein nach dem beschriebenen Verfahren diffundiertes Gebiet und auf dem Halbleitersubstrat aufgebrachte dotierte und undotierte Oxidschichten zeigt.
Bei der Anwendung des beschriebenen Verfahrens zur Herstellung von arsendotierten Bereichen, eieren Arsenoborflächenkonzentration 1019 Atome/cm3 übersteigt, wird, wie die Fig. 2 zeigt, eine arsendotierte Glasschicht 12 auf dem Siliciumplättchen 10 aufgebracht. Der Ve-fahrensschritt, in dem die Glasschicht 12 auf dem Substrat aufgebracht wird, ist in dem Flußdiagramm in der Fig. 1 mit 14 bezeichnet. Als Material für die das Arsen enthaltende Glasschicht 12, ist jeder Stoff geeignet, der eine Diffusionstemperatur zwischen 1000 und 12500C aushält. Es können Olasmateriaüen oder SiO2 benutzt werden. Die Glasschicht kann erzeugt werden, indem eine Glas oder SiO2 suspendiert enthaltende Flüssigkeit auf das Plättchen aufgeschleudert und anschließend zum Zusammensintern der Teilchen erhitzt wird. Die dotierte Schicht kann auch durch pyrolytische Zersetzung oder durch Kathodenzerstäubung aufgebracht werden. Am günstigsten ist es, die dotierte Schicht in der Weise aufzubringen, daß eine Flüssigkeit auf die Siliciumplättchen aufgeschleudert wird, die in echt oder wenigstens kolloidal gelöster Form Verbindungen enthält, die Arsen, Si-O-Gruppen oder beides enthalten. Solche SiO-Verbindungen siwri z. B. Siloxane. Auf dem Plättchen bildet sich dann eine Schicht aus Siloxanpolymer, die eine Arsenverbindung enthält. Beim Erhitzen zersetzt sich diese Schicht in ;;ine As-dotierte SiO2-Schicht. Ein solches lineares oder verzweigtes Siloxanpolymer kann z. B. folgende Formel haben:
I
R—Si —O —
Si-O
R RR
— Si—R oder R—Si—O—Si — R
R OO
R—Si—O—Si—R
I I
R R
Dabei wird unter R eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine OH-Gruppe, ein Wasserstoffatom, eine Phenyl-Gruppe oder eine lineare oder verzweigte Siloxankette verst; nden. Als organische As-Verbindungen sind Triphenylarsinoxid, Triphenylarsin, Arsinosiloxan und Ester der arsenigen Säure mit der allgemeinen Formel As[ORJj geeignet, wobei R für eine Alkyl-Gruppe steht. Die Glasschicht 12 wird bevorzugt auf eine
Maskierungsschicht 16. in die Diffusionsöffnungen 18 geätzt sind, aufgebracht. Die Glasschicht 12 kann jede brauchbare Dicke haben. Bevorzugt wird ein Bereich zwischen 100 und 500 um. Es ist auch möglich, die dotierte Glasschicht 12 auf die Oberfläche des Plättchens 10 aufzubringen und anschließend selektiv Teile der Schicht zu entfernen, so daß die Schicht nur über den Gebieten des Halbleitermaterials stehen bleibt, die dotiert werden sollen. Zur selektiven Entfernung der dotierten Schicht können konventionelle Photolithographie- und Ätzverfahren benutzt werden. Die Arsenkonzentration in der dotierten Glasschicht, wird von dem Dotierungsgrad, der bei der Diffusion erreicht werden soll, von dem Glasmaterial und von der Diffusionstemperatur abhängen. Im allgemeinen, wird die Konzentration des Dotierungsstotfs im Glas bzw. SiOj im Bereich zwischen 1020 und 5 x 102' Atome/cm3 liegen.
Nachdem die arsendotierte Schicht 12 gebildet worden ist, wird das Plättchen in einer oxydierenden Atmosphäre erhitzt. Dieser Verfahrensschritt hat in dem Flußdiagramm in der Fig. 1 die Nr. 20. Die oxydierende Atmosphäre kann aus jedem geeigneten Gas bzw. Gasgemisch bestehen. Bevorzugt wird O3, LuIt oder Wasserdampf. Normalerweise wird bei Atmosphärendruck gearbeitet; dies ist aber keine Bedingung für die Durchführung des Verfahrens. Auch die Art des Ofens ist nicht kritisch. Normalerweise wird jedoch ein konventioneller Diffusionsofen, der mit der notwendigen Gasversorgung versehen ist, verwendet. Wird ein Diffusionsofen verwendet, kann die Bildung der SiOi-Schicht und die Diffusion im selben Ofen durchgeführt werden. Zur Bildung der SiOrSchicht wird das Plättchen auf 1000 bis 12000C erhitzt. Der günstigste Temperaturbereich zur Bildung einer dünnen SiO2-Schicht 22 an der Grenzfläche zwischen dem Plättchen 10 und der Glasschicht 12 liegt zwischen 1100 und 12000C. Die brauchbare Dicke der Schicht 22 liegt zwischen 10 und 90 nm, bevorzugt wird der Bereich zwischen 20 und 30 nm. Die notwendige Zeit zur Bildung dieser Schicht 22 hän_3t ab von der Temperatur, der Zusammensetzung der oxidierenden Atmosphäre und der Dicke der dotierten Glasschicht 12.
Anschließend wird das Erhitzen des Plättchens, wie der Verfahrensschritt 24 in der F i g. 1 andeutet, in einer inerten Gasatmosphäre fortgesetzt, um das in der Fig. 2 gezeigte diffundierte Gebiet26 zu erzeugen. Die inerte Atmosphäre kann aus jedem geeigneten Gas bestehen, wie z. B. Stickstoff, Argon, Helium oder CO2. Stickstoff oder Argon werden aus wirtschaftlichen Gründen vorgezogen. Als DifTusionstemperatur kann jede geeignete Temperatur gewählt werden. Im allgemeinen wird jedoch ein Bereich zwischen 1000 und 125O°C gewählt, wobei der Bereich zwischen 1150 und 12000C am meisten bevorzugt wird. Dabei wird das Plättchen konventionell, z. B. durch Induktion geheizt. Die Diffusionsschicht hängt ab von «ier Temperatur, der Konzentration des Dotierungsstoffs in der Schicht 12 und auch von der gewünschten Diffusionstiefe. Im allgemeinen wird die Diffusionszeit zwischen 20 Minuten und 8 Stunden liegen.
Die zwei aufeinanderfolgenden Schritte können einfach so durchgeführt werden, daß man das Plättchen im Diffusionsofenrohr auf einer bestimmten Temperatur hält und nur zu einem festgelegten Zeitpunkt die oxidierende Gasatmosphäre durch die inerte ersetzt.
Eine andere Möglichkeit, hohe Arsenkonzentrationen in Silicium durch Diffusion zu erzeugen, besteht darin, die dünne SiOi-Schicht 22 vor dem Herstellen der arsendotierten Glasschicht 12 zu erzeugen. Die Maskierungsschicht 16 wird wie oben beschrieben hergestellt. Dann wird die Schicht 22 durch ein geeignetes Verfahren, bevorzugt durch thermische Oxydation in einer Schichtdicke zwischen 10 und 90 nm erzeugt. Im allgemeinen wird eine Schichtdicke zwischen όί) und 90 nm angestrebt. Eine 60 nm dicke thcfiTiischc Oxidschicht kann erzeugt werden, indem das Plättchen 15 Minuten lang in Sauerstoffauf 1100°C erhitzt wird. Die Schicht 22 kann
•»o auch in bekannter Weise durch pyrolytische Zersetzung oder Kathodenzerstäubung aufgebracht werden. Anschließend wird die dotierte Glasschicht, wie oben beschrieben, erzeugt, und das Substrat wird auf eine Temperatur erhitzt, bei dem das Arsen aus der Schicht 12 durch die Schicht 22 in das Substrat 10 unter Bildung des dotierten Gebiets26 diffundiert. Die dabei verwendete dotierte Glasschicht 12 und die angewandten Diffusionstemperaturen und -zeiten sind ähnlich wie oben beschrieben. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Doppelschicht aus der dotierten Glasschicht 12 und der SiO2-Schicht 22 nur selektiv aufzubringen. Diese Möglichkeit macht die Maskierungsschicht 16 unnötig.
Das beschriebene Verfahren wird anhand der folgenden Beispiele noch näher erläutert.
Beispiel I
Auf fünf p-dotierte Siliciumpiättchen mit <100>-Orientierung wurde je eine arsendotierte Glasschicht -yfgebracht. Zu diesem Zweck wurde auf jedes Plättchen eine Flüssigkeit aufgeschleudert, die aus 1,2 gMethylpolysiloxan (SiO2-Gehalt: 80%), 12 g einer Verbindung mit der Formel As[O-Si(C6Hs)2-O]3As und 10 g n-Butylazetat bestand. Um die aufgeschleuderte Schicht zu dotiertem SiO2 zu zersetzen, wurden die Plättchen anschließend in einer Ozonatmosphäre bei 2100C eine halbe Stunde lang erhitzt. Dann wurde das erste Plättchen 90 Minuten lang in einer Argonatmosphäre, das zweite Plättchen 10 Minuten lang in einer Sauerstoffatmosphäre und anschließend 80 Minuten lang in einer Argonatmosphäre, das dritte Plättchen 15 Minuten in einer Sauerstoffatmosphäre und anschließend 75 Minuten lang in einer Argonatmosphäre, das vierte Plättchen 30 Minuten lang in einer Sauerstoffatmosphäre und anschließend 60 Minuten in einer Argonatmosphäre und das fünfte Plättchen 90 Minuten lang in einer Sauerstoffatmosphäre erhitzt. Die Temperatur beim Erhitzen in Sauerstoff und Argon lag jeweils bei 1150°C. Schließlich wurde die Eindringtiefe und derOberfJächenwiderstand der durch Diffusion dotierten Gebiete bestimmt. Die Dicke der SiO2-Zwischenschicht wurde geschätzt. Die Versuchsbedingungen und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
Plättchen DifTusions-Dauer Ar Oberflächen- Eindringliefe Dicke der SiO2-
Ar Widerstand Zwischenschicht
(I 1500C) Ar UVG) (:^m) (nm)
1 90 Min. Ar 75 ±3 0,9 0
? 10 Min. O, 80 Min. 13,6 ±0,2 1,4 20
3 15 Min. O, 75 Min. 12,7 ±0,4 1,4 30
4 30 Min. O2 60 Min. 14,7 ±0,2 1.3 50
5 90 Min. O1 17,5 ±0.1 1,3 170
Die Ergebnisse zeigen, daß die Eindringtiefe bei den Plättchen 2 und 3, die 10 bzw. 15 Minuten der Sauerstoffatmosphäre ausgesetzt worden waren, am größten war. Bei diesen beiden Plättchen war auch der Oberflächen-Widerstand am geringsten, d. h. die Konzentration des Dotierungsstoffsam höchsten. Die Ergebnisse zeigen eindeutig den Vorteil einer dünnen Schicht aus SiO: zwischen dem Halbleitermaterial und der dotierten Glasschicht.
Beispiel 11
In diesem Beispiel wurden die Versuche des Beispiels I wiederholt mit dem einen Unterschied, daß die Diffusionstemperatur auf 1175°C erhöht wurde. Die Versuchsbedingungen und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:
Plattchen Dillusions-Dauer
|1175°C)
1 90 Min. Ar
i 5 Min. O, 85 Min. Ar
3 15 Min. O1 75 Min. Ar
4 45 Min. O, 45 Min. Ar
5 90 Min. O,
Oberflächen-Widerstand Eindringtiefe
(U/G) Um)
55 ±2 1,29
13,4 ±0,2 1,87
9,7 ±0,1 1,88
12,5 ±0,1 1,83
13,2 ±0,3 1,85
30
35
Die irr, Beispiel Ϊ! erzielten Ergebnisse bestätigen die im Beispie! I erzie'.ien Resultate und zeigen, daß bei unterschiedlichen Temperaturen im wesentlichen dieselben Ergebnisse erzielt werden.
Beispiel III
40
Im Beispiel III werden die Versuche des Beispiels II wiederholt mit dem einen Unterschied, daß die Gesamtdiffusionszeit auf 140 Minuten erhöht wurde. Die Versuchsbedingungen und die erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:
Plättchen DifTusions-Dauer Min. N2
(1175°C) Min. N2
1 140 Min. N, Min. N2
2 15 Min. O2 125
3 20 Min. O2 120
4 30 Min. O2 110
5 140 Min. O2
Oberflächen-Widerstand
48,2 ±0,7 10,2 ±0,1 9,7 ±0,1 9,1 ±0,1 12,0 ± 0,2
Eindringtiefe (um)
1,8
2,37
2,40
2,44
2,26
50
! 55
Die Ergebnisse zeigen, daß die in den beiden ersten Beispielen beobachtete Wirkung der SiO2-Zwischenschicht auch erzielt wird, wenn die Gesamtdiffusionszeit erhöht wird.
Beispiel IV
In diesem Beispiel wurde die SiO2-Zwischenschicht vor dem Aufbringen der arsendotierten Glasschicht aufgewachsen. Von vier p-dotierten Siliciumplättchen wurde das erste nicht oxydiert und auf dem zweiten, dritten 65 und vierten wurden thermische SiO2-Schichten von 30,61,4 bzw. 87,6 nm aufgewachsen. Anschließend wurde die arsendotierte Glasschicht, wie im Beispiel I beschrieben, durch Aufschleudern einer Flüssigkeit und nachfolgender Zersetzung erzeugt. Dann wurden die Plättchen in einem Diffusionsofen 90 Minuten lang bei 1175°C
in StickstofTerhitzt. Schließlich wurde der Oberflächenwiderstand und die Eindringtiefe gemessen. In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse zusammengestellt:
Plättchen
Dicke der SiO2-Zv.ischenschicht
(nm)
Oberfliichcn-WiilersUinil
(U/D)
Eindringtiefe
(um)
As-Oberfliiciien-Konzentration in
At. /ecm
1 0 55,5 ±2,2
2 30 37,2 ±0,5
3 61,4 31,5 ±0,4
4 87,6 24,6 ±0,9
1,29 4,3 x 10"
1,48 6,0 x 10"
1,54 7,0 x 10"
1,46 1,1 X 1020
Die Ergebnisse zeigen, daß die Oberflächenkonzentration an Arsen in Silicium mit zunehmender Dicke der SiOi-Zwischenschicht ansteigt trotz der Tatsache, daß eine SiO2-Schicht mit zunehmender Dicke eine immer stärker werdende Diffusionsbarriere für Arsen darstellt.
Beispiel V
In diesem Beispiel wurden Zwischenschichten aus SiO2 und aus Aluminiumsilicat miteinander verglichen. Auf dem ersten Siliciumplättchen wurde eine 57,8 nm dicke SiO2-Schicht thermisch gewachsen und auf dem zweiten Plättchen wurde eine 49,7 nm dicke Aluminiumsilicatglasschicht erzeugt durch Zersetzen einer Schicht, die aus 0,4 g eines Harzlacks und 0,2 g einer Verbindung mit der Formel Al[C5H7O2J3 bestand, in Ozon. Auf beiden Plättchen wurde eine arsendotierte Glasschicht, wie in den vorigen Beispielen beschrieben, hergestellt. Schließlich wurden die beiden Plättchen in einem Diffusionsofen 140 Minuten lang bei 1175°C in Stickstoff erhitzt. Die Ergebnisse der Versuche sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:
Plättchen Zwischen-Schicht
Zusammensetzung Dicke		 (nm) Oberflächen-
Widerstand
(U/D)		 Eindringtiefe
(um)
1
2		 SiO2
Aluminiumsilicatglas		 57,8
49,7		 26,7 ±0,3
16,0 ±0,1		 1,88
2,17
Die Ergebnisse zeigen, daß eine Zwischenschicht aus Aluminiumsilicat noch wirkungsvoller ist als eine Zwischenschicht aus SiO2.
Beispiel VI
In diesem Beispiel w.vde die arsendotierte Oxidschicht auf einem Siliciumplättchen aus der Dampfphase aufgebracht, indem SiH4 und AsH3 vermischt mit Sauerstoff und Stickstoff über ein Siliciumplättchen geleitet wurde, das auf 5000C erhitzt war. Anschließend wurde das Plättchen in einem Diffusionsofen bei 11500C zunächst 15 Minuten einer Sauerstoffatmosphäre und dann 25 Minuten einer Stickstoffatmosphäre ausgesetzt. Die Dicke der SiO2-Z wischenschicht lag schätzungsweise zwischen 15 und 30 nm. Der gemessene Oberflächenwiderstand lag bei 32 Ω/Π und die gemessene Eindringtiefe bei 1 μΐη. Das Beispiel zeigt, daß das beschriebene Verfahren auch dann anwendbar ist, wenn die dotierte Arsenschicht durch pyrolytische Zersetzung aufgebracht wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1. Verfahren zum Erzeugen von arsendotierten Schichten in Siliciumplättchen durch Diffusion aus einer auf das Siliciumplättchen aufgebrachten, arsendotierten Glasschicht, dadurchgekennzeichnet, daß spätestens zu Beginn der Diffusion eine 10 bis 90 nm dicke Zwischenschicht (22) aus Siliciumdioxid oder Aluminiumsüicat zwischen dem Siliciumplättchen (10) und der arsendotierten Glasschicht (12) erzeugt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufbringen der arsendotierten Glasschicht (12) das Siliciumplättchen bei der Diffusionstemperatur in einem Verfahrensschritt zunächst
    eine festgelegte Zeit in einer oxydierenden Atmosphäre und anschließend bis zum Ablauf der vorherbestimmten Diffusionszeit in einer inerten Atmosphäre erhitzt wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (22) vor der arsendotierten Glasschicht (12) aufgebracht wird.
    4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die arsendotierte Glasschicht (12) 100 bis 500 nm dick gemacht wird.
    5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die arsendotierte Glasschicht (12) mit 1020 bis 5 x 1021 Arsenatomen/cm3 dotiert wird.
    6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der arsendotierten Glasschicht (12) eine Mischung aus einem Siloxan, einer organischen Arsenverbin-
    dung und einem Lösungsmittel auf das Süiciumplättchen (10) aufgeschleudert und anschließend in einer Ozonatipesphäre unter Erhitzen zersetzt wird.
    /. Venahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Temperaturen zwischen 1000 und 12000C diffundiert wird.
    8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der inerten Atmosphäre N2, Ar, He, CO2 oder eine Mischung von mindestens zwei dieser Gase verwendet wird.
    9. Verfahren nach einem ader mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, -daß die Diffusionsdauer zwischen 20 Minuten und 8 Stunden festgelegt wird.
    10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum selektiven Dotieren des Siliciumplättchens die arsendotierte Glasschicht (12) und die Zwischenschicht (22) auf
    ein selektiv mit einer Oxidschicht (16) bedecktes Siliciumplättchen (18) aufgebracht wird.
    11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum selektiven Dotieren des Siliciumplättchens (10) die arsendotierte Glasschicht (12) über den nicht zu dotierenden Gebieten selektiv entfernt und das Siliciumplättchen anschließend im Diffusionsofen der oxydierenden
    Atmosphäre ausgesetzt wird
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