DE2347424A1

DE2347424A1 - Verfahren zur herstellung von halbleitereinrichtungen

Info

Publication number: DE2347424A1
Application number: DE19732347424
Authority: DE
Inventors: Katsuhiko Ito; Takashi Tsuchimoto
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1972-09-20
Filing date: 1973-09-20
Publication date: 1974-04-18
Also published as: US3891468A; NL7312928A; FR2200621A1; JPS4951879A; GB1450171A; FR2200621B1

Description

Priorität: 20. September 1972, Japan, Nr. 93600/1972

Verfahren zur Herstellung von Halbleitereinrichtungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Halbleitereinrichtungen, insbesondere von MOS-Feldeffekttransistoren des Verarmungstyps mit P-Kanal.

In den neuesten integrierten MOS-Halbleiterschaltungen ist das sogenannte E/D-Schaltungssystem entwickelt worden, bei dem MOS-Feldeffekttransistoren des Anreicherungstyps (enhancement=^) mit P-Kanal mit MOS-Feldeffekttransistoren des Verariaungstyps (depletion»D) mit P-Kanal in einer einzigen Schaltung kombiniert werden. Bei einem solchen System dient der Verarmungs-MOS-Transistor als Lasttransistor oder dergleichen. Die Schwellenspannung V_T dieses Transistors ist steuerbar, v/odurch sich Verbssserungen insofern ergeben, als sich der Leistungsbedarf vermindern und die Verzögerungszeit der integrierten MOS-Halbleiterschaltung verkürzen lassen. Dabei müssen die P-Kanal-Feldeffektransistoren der beiden Typen, das heißt des Anreicherungstyps und des Verarmungetyps, in ein und dem selben Halbleitersubstrat vereinigt werden. Generell wird der Anreicherungs-MOS-Transistor mit P-Kanal einfach dadurch hergestellt, daß in einem N-Halbleitersubstrat Source- und Drainzonen des P-Typs geformt werden. Andererseits erfordert der Verarmungs-MOS-Transistor mit P-Kanal zur Ausbildung einer P-Kanal-Veraraungszone in der Produktion die Dotierung de3 Kanalbereichs mit P-Stör stoff en, um die Schvrel-

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lenspannung V_ zu steuern.

Als Verfahren zur Steuerung der Schwellenspannung durch Störstoff-Dotierung ist bisher die Ionen-Einsatztechnik bekannt. Als Beispiel für die Anwendung bei der Fabrikation von MOS-Feldeffekttransistoren ist ein Verfahren genannt worden, bei dem zur Steuerung der Schwellenspannung Vm der Gatezone die Ionen mit einer derartigen Einsatzenergie eingesetzt werden, daß die Störstoffionen nur den Kanalbereich erreichen (John Macdougall, "Ion Implantation Offers a Bagful of Benefits for MOS», Electronics, 22. Juni 1970).

Vor der Fertigstellung der vorliegenden Erfindung hatten die Erfinder selbst ferner auf ein Verfahren hingewiesen, gemäß dem zur Steuerung der Gate-Schwellenspannung V™ durch Ioneneinsatz verhindert wird, daß Schwankungen in der Dotierungsmenge durch den Einsatz zu Streuungen oder Schwankungen in der Dicke der Gate-Oxidfilme und der Einsatzenergie bei den Einsatzvorgängen führen, wodurch eine hohe Genauigkeit in der Gate-Schwellenspannung V™ erzielt wird (Aufsätze von Mitsunori Warabisako und Shigeru Nishimatsu mit den Titeln "Ion Injection into Semiconductor", "Lattice Defect of Semiconductor Subjected to Ion Infection¹¹ und "Ion Injection into MOS Construction", veröffentlicht bei dem am Physikalischen und Chemischen Forschungsinstitut in Tokio, Japan, vom 22. bis 24. Februar 1971 Abgehaltenen Riken-Symposium, wobei diese Aufsätze auch auf den Seiten 11 bis 21 in "Tlie Abstract Book for the Symposium¹¹ herausgegeben vom Physikalischen und Chemischen Forschungsinstitut ..und der Gesellschaft für Angewandte Physik, Branch of Applied Property of Electron, veröffentlicht worden ist).

Im einzelnen haben die verschiedenen Veröffentlichungen den im Folgenden angegebenen Inhalt. Gemäß dem herkömmlichen Verfahren, bei dem die Rückflanke der Einsatzstörstoff-Verteilung gemäß der Kurve (A) der Fig. 9 in den beigefügten Zeichnungen verwendet wird, schv/ankt die Sohvellensrannurig V_m wegen der

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Dicken-Streuungen der Gate-Oxidfilme oder der Schwankungen der Ionen-Einsatzenergie in" starkem Maße. Im Gegensatz dazu ist die Schwellenspannung nur geringen Schwankungen unterworfen und -läßt sich sehr präzise steuern, wenn die Ionen derart eingesetzt werden, daß der Maximalwert der Verteilung der Störstoffkonzentration durch den Ioneneinsatz im wesentlichen an der Siliciumoberfläche oder innerhalb des Halbleiters jenseits der Oberfläche auftritt, wie dies durch die Kurven (B) bzw. (C) in Fig. 9 veranschaulicht ist.

Die Erfinder hatten den Gedanken, die hochpräzise Steuermethode für die Gate-Schwellenspannung. V™ auf integrierte NOS-Schaltungen des Ξ/D-Typs (d.h. mit Anreicherung- und Verarmungs-Transistoren arbeitenden Typs) anzuwenden. Dazu wurden Versuche zum Einsatz von P-Störstoffionen in den Kanalbereich eines Anreicherungs-MOS-Transistors mit P-Kanal durchgeführt, wobei sich die folgenden Tatsachen herausstellten (vergl. Fig. 6):

(1) Nimmt die Menge der durch Ioneneinsatz in den Kanalbereich eingeleiteten .Störstoffe zu, so verschiebt sich äie Kur\^re Gate-Spannung - Drain-Strom (V~ - I-pq) parallel zu sich selbst, und die Schwellenspannung Vm nimmt ab. .

(2) ¥ird die Menge der eingeleiteten Störstoffe weiter erhöht, so erreicht die Schwellenspannung Vm positive Werte, und der Betriebsmodus des Transistors ändert

sich in denjenigen eines Verarmungs-Transistors.

(3) Wird die Menge der eingeleiteten Störstoffe noch weiter erhöht, so daß die Schwellenspannung Vm einen Wert von annähernd +3V erreicht, .so tritt ein Source-Drain-Leckstrom Ι-ηο_Τ auf, der sich nicht durch die Gate-Spannung steuern läßt.

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Der Leckstrom verursacht in dem Transistor unnötigen Leistungs verbrauch. Außerdem führt e-r zu einer Verhinderung in der Integrationsclichte sowie zu Nachteilen im Betrieb einer integrierten .Schaltung. Als Ursache für die Entstehung dieses Leckstroms v/erden folgende Umstände angesehen. Beim MOS-FeIdeffekttransistor ist die Tiefe , gemessen von der Oberfläche, innerhalb der sich die Steuerung mittels des Feldeffekts bewerkstelligen läßt, Grenzen unterworfen. Diese Tiefe von der Oberfläche aus wird gewöhnlich als maximale Oberflachen-Verarmungsschichttiefe (oder -diclie) x, bezeichnet, die durch den folgenden Ausdruck gegeben ist:

wobei φγ das Fermipotential, N. die Störstoffkonzentration,

^e„ die spezifische Induktivität d.es Halbleiters, e die ε _t ο

Elektrisitätskonstante von Vacuum und q. die Elementarladung bedeuten.

Fig. 7 veranschaulicht die Störstoffkonzentration N^ eines PN-Übergangs in dem Fall, daß Borionen, d.h. die Ionen eines

Störstoffelements des P-Typs, in einen N-Siliciumhalbleiter

15 -"5 mit einer Substrat-Störstoffkonzentration N_DS =2x10cm mit einer Beschleunigungssriannung von 31 KeV und einer Ober-

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flächendichte von 10 χ 10 cm eingesetzt worden sind. Die Verteilung der St or stoff konzentration N^ v/ird nach der LSS-' Theorie (der Theorie von Lindhard, Scharff und Schilt) berechnet. Die Tiefe x. des Übergangs wird etwa 1,700 A. Wie in Fig. 8 veranschaulicht, ist daher derjenige Teilbereich 7' eines P-Kanals 7, der zwischen der maximalen Tiefe x^_max der Oberflächenverarmungsschicht und der Tiefe χ. --des Übergangs liegt, durch den Feldeffekt der Gatezone nicht steuerbar. Durch diese "Passage" 7^T des P~Leitungst3^rps fließt der oben erwähnte Leckstrom. (Gemäß Fig. 7 berechnet sich ^_3x- = 1.000 durch Näherimg, wobei angenommen wird, daß die Storstoffkon-

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zentration Ν_Λ =10 cm ^ beträgt und in Tiefenric'htung konstant

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ist.) Wie gesagt, ist der durch den Feldeffekt der Gatezone nicht gesteuerte Teilbereich des P-Kanals die Ursache für den Leckstrom.

Aufgabe der jT.rfindirn.^; ist es, den Leckstrom durch lonenej.nsatz in einem MOS-Feldeffe^ttransistor des Verarroungstyps nit P-Kanal zu vermindern. Zur Aufgabe der Erfindung gehört es auch, die Schwellenspannung Vm einer MOS-Halbleitereinrichtuiig genau zu steuern.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterei?irichtung darin, daß mindestens der erste Schritt der Bildung einer dotierten Störstoffschicht eines ersten Leitfähigkeitstyps so ausgeführt wird, daß der Maximalwert der schwankenden Konzentration dieses Störstoffs des ersten Leitungstyps im wesentlichen an einem Oberflächenteil eines Halbleitersubstrats oder in einem inneren Bereich des Substrats auftritt, und daß der zweite Schritt des Einsatzes von Störstoffionen eines zweiten Leitungstyps, der dem ersten Leitungstyp entgegengesetzt ist, so ausgeführt wird, daß die schwankende Konzentration des Störstoffs des zweiten Leitungstyps ihr Maximum in einem inneren Teil des Substrats aufweist, wobei die Störstoffkonzentration der durch den zweiten Schritt geformten dotierten Schicht an der Substratoberfläche einen kleineren Wert hat als die Störstoffkonzentration der in dem ersten Verfahrensschritt geformten dotierten Schicht.

Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer MOS-Halbleitereinrichtung des Verarmungstyps mit P-Kanal besteht darin, daß eine mit einem P-Störr.toff dotierte Schicht in einem N-Halbleitersubstrat, acis an seiner Oberfläche einen Isolationsfilm aufweist, derart geformt wird, daß der Maximalwert der Störstoffkonzentrations-Verteilung; im wesentlichen an der Grenzschicht zwischen dem-'Substrat und dem Isolationsfilm oder innerhalb der maximalen Tiefe der

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Oberflächenverarmungsschicht innerhalb des Substrats auftritt, und daß N-Störstoffe" in einer Ilenge, die ausreicht, um die P-Störstoffkonzentration der mit dein P-Störstoxf dotierten Schicht in der Umgebung der maximalen Tiefe der Verarmungsschicht zu kompensieren, einem Ioneneinsatz unterworfen werden, so daß der Ilaxinalwert der Stör Stoffverteilung in der Umgebung der maximalen Tiefe der Verarmungsschicht auftritt.

Gemäß den genannten Ausfuhrungsformen werden die P-Störstoffe in demjenigen Bereich innerhalb der mit dem P-Störstoff dotier-' ton Schicht, die tiefer ist als die maximale Tiefe der Verarmungsschicht, aufgehoben, und der neue PN-Übergang rückt von der maximalen Tiefe der Verarmungsschicht oder über diese hinaus näher an die Oberfläche. Der Leckstrom zwischen einer Source" zone und einer Drainzone, zwischen denen eine derartige mit einem P~Störstoff dotierte Schicht als Kanal besteht, wird somit erheblich vermindert. Gleichzeitig liegen die N-Störstoffe an der Substratober "lache in außerordentlich geringer .Anzahl vor und können gegenüber den P-Storstoffen, die das Maximum der Störstoffkonzentratioiis-Verteilung an dem Teil der Substratoberfläche oder in der Nähe davon aufweisen, vernachlässigt werden. Die Gate-Schwellenspannung Vn₁ wird durch den Ioneneinsatz an N-Störstoffen kaum beeinflußt, was durch eine Reihe von experimentellen Ergebnissen nachgewiesen worden ist.

Die Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen

'Fig. 1a bis 1e Vertikalcchnitte durch eine

Halbleitereinrichtung in verschiedenen Stufen eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens;

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Fig. 2 ein Diagramm rait Kurven, die die Verteilung der Störstoffkonzentration in einem erfindungsgeraäßen Ausführungsbeispiel zeigen;

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch die Halbleiter einrichtung der Fig. 1 nach ihrer Vollendung»

■Fig. 4a und 4b sowie Fig. 5a und 5b

Diagramme mit Kurven, die Verteilungen der Störstoffkonzentration, jeweils vor dem Einsatz von Störstoffen (a) und nach dem Einsatz von Störstoffen (b) gemäß v/eiteren Ausführungsformen der Erfindung angeben;

Fig. 6 und 7 Diagramme zur Erläuterung des

prinzipiellen erfindungsgemäßen Aufbaus, v/obei in Fig. 6 Kurven eingezeichnet sind, die den Source-Drain-Strom über der Gate-Spannung wiedergeben, während die Kurven in Fig. 7 die Verteilung der Störstoffkonzentration angeben?

Fig. 8 einen Vertikalschnitt durch eine herkömmliche KOS-Halbleitereinrichtung; und

Fig. 9 ein Diagramm von Verteilungskurven der

Störstoffkonzentration beim Ioneneinsatz zur Steuerung der Schwellenspannung Vm von MOS-Halbleitereinrichtungen.

Die Figuren 1a bis 1e geben ein Herstellungsverfahren wieder, bei dem die'vorliegende Erfindung auf eine MOS-Feldeffekttransistor des Verarmungstyps mit P-Kanal angewandt wird,

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und veranschaulichen die Zustände der Halbleitereinrichtung •zu aufeinanderfolgenden verschiedenen Stufen. Gesäß Fig. 1a wird ein N-Siliciumsubstrat 1

vorbereitet. Die Substratoberfläche wird oxydiert, so daß ein ili.'; 2 entsteht.

Gemäß Fig. 1b sind Teile des Siliciumoxidfilms durch Fotoätzung entfernt worden. In die freigelegten Teile des Siliciumsubstrats werden Akzeptoren, beispielsweise Boratome, eindiffundiert, so daß eine Sourcezone 3 und eine Drainzone 4, jeweils des P~Leitungstyps, gebildet werden.

Gemäß Fig. 1c wird der Cxidfilm auf dem Substrat an der Stelle, an der die Gatezone bestehen soll, zwischen der Source- und der Drainzone durch Fotoätzung entfernt.

Gemäß Fig. 1d wird das Substrat nochmals einer thermischen Oxydation unterworfen, so daß auf dem freigelegten Teil ein Oxidfilm 5 mit einer Dicke von 1.000 ^A entsteht, der den Gate-Isolationsfilm bilden soll.

Gemäß Fig. 1e v/erden zum einen in das Substrat 1 durch den Ox dfilm 5 hindurch Borione eingesetzt, die in dem Oberflächenbereich des Substrats eine P-dotierte Schicht 6 bilden. Die Beschleunigungsspannung für die Borione wird in diesem Moment auf 31 KeV eingestellt, so daß der Maximalwert der Verteilung der Störstoffkonzentration im wesentlichen an der Zwischenschicht zwischen dem Oxidfilm und dem Siliciumsubstrat oder innerhalb des Substrats liegt. In diesem' Fall haben die Verteilungskurven der P-Störstoffkonzentration einen Verlauf, wie er in Fig. 2 durch die strichpunktierten Linien (a) und; (b) wiedergegeben ist. Vorzugsweise liegt jedoch die Oberflächenkonzentration etwas unter dem Maximalwert der Verteilung. Die Oberflächenkonzentration läßt sich in einem Bereich von etwa 0,1 bis 1 einstellen. In Fig. 2 ist die Substrattiefe mit χ bezeichnet, wobei χ - 0 die Substratoberfläche bedeutet (vergl. au'Vh F"^:g. 1e). Die maximale Tiefe der Oberflächenverarmungsscbicht ist in der Störstoffverteilung mit ^xd a bezeichnet. Der gegenüber der Tiefe x-dmax tiefer liegende

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Teil j.nvertiert zu einem P-leitenden Bereich und wird daher 'die Ursache eines Leckstroms. Dabei wird die P-Inversion durch den anschließenden Einsatz von Phosphor aufgehoben.

Gemäß Fig. 1e wird, wie gesagt, ferner durch den Oxidfilm Phosphor in das Substrat eingesetzt, so daß innerhalb des Substrats eine N-dotierte Schicht entsteht. In diesem Fall beträgt die Beschleunigungsspannung für die Phosphorionen 163 KeV, und der Einsatz erfolgt bei 1,3 x 10¹¹ cm"². In diesem Fall weist die Konzentrations-Verteilungskurve für die mit dem N-Störstoff dotierte Schicht, die durch den Einsatz von Phosphor erzeugt worden ist, ihren maximalen Wert an der Tiefe Xo _a auf, wie dies durch die gestrichelten Linien (c) und (d) in Fig. 2 angegeben ist. An dem Teil der Substratoberfläche (x = O) wird die Störstoffkonzentration der IT-dotierten Schicht gegenüber derjenigen der P-dotierten Schicht hinreichend kleiner gemacht. Die Phosphorkonzentration wird außerdem in einem Bereich innerhalb der maximalen Tiefe der Oberflächenverarmungsschicht gegenüber der Borkonzentration genügend klein gemacht, so daß die Trägerdichte in diesem Bereich im wesentlichen durch das Bor bestimmt wird.

Da die Störstoffe der P-dotierten Schicht und die der N-dotierten Schicht entgegengesetzten Leitungstyp-aufweisen, heben cie einander auf. Infolgedessen ergeben sich Konzentrationsverteilungskurven, die in Fig. 2 mit den ausgezogenen Linien (f) und (g.) angegeben .sind.

Die P-Störstoffe v/erden von den N-Störstoffen aufgehoben, die so eingesetzt sind, daß die Spitze der Verteilung nahe an der Tiefe X-," liegt. Die P-Störstoffe werden in ihrer Konzentration stark reduziert, und ihre Konzentrationskurve'"nimmt abrupt ab. Entsprechend liegt die Spitze der \ferteilung der Phosphor- cc er N-Störstoffe im wesentlichen bei 3C₀ , so daß ein etwas weniger •tiefer Bereich (bei x'.) präzise gebildet wird.

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Der Einsatz der N-Storstoffe gestattet eine Anordnung des 'PN-Übergangs in einer Tief e~ von etwa 1.000 ^A tinter der Trennfläche zwischen dem Siliciumoxidfilm und dem Siliciumsubstrat. Somit wird es möglich, die PIT-Üb er gangs zone vreniger tief als nach dera Stand der Technik zu gestalten.

Andererseits liegt die Spitze der Verteilung der durch den Ioneneiiisatz eingeleiteten H-Storstoffe in einem inneren Teil des Siliciumsubstrats jenseits der Grenzfläche zwischen dem Siliciumoxidfilm und dem Substrat (d.h. jenseits der Substr&toberflache), so daß die eingesetzten Störstoffe eine an der Substratoberfläche genügend verringerte Konzentration aufweisen. Aus diesem Grund beeinflussen die IT-Storstoffe die Verteilung der P-Störstoffkonzentration in der Umgebung der Siliciumsubstra tober fläche vor dem Einsatz der N-Störstoffe kaum. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß dann, wenn zur Kompensation des nicht steuerbaren P-Kanalbereichs mit einer Diffusion von Phosphor gearbeitet wird, die Störstoffkonzentrationsverteilung des Phosphors an der Siliciumsubstratoberfläche am größten wird und sich dort gegenüber dem Zustand vordem Eindiffundieren des Phosphors erheblich ändert.

Da die Schwellenspannung Vm des I!üS~Feldeffekttransistors durch die Konzentration derjenigen Träger bestimmt wird, die in einen Bereich zwischen der Halbleiteroberfläche und der maximalen Tiefe x,q_max der Oberflächenverarmungsschicht vorhanden sind, hängt diese Schwellenspannung von der Konzentration der bis zu dieser Tiefe x. hinunter eingesetzten Bor- und Phosphorstörstoffe ab. Im Falle der vorliegenden Erfindung ist die Störstoffkonzentration an Phosphor in dein genannten Bereich im Vergleich zu derjenigen an Bor genügend klein, so daß die Gate-Schwellenspannung Vm im wesentlichen nur durch den Einsatz von Bor bestimmt wird.

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Ein lonen-Einsatzgerät ist mit einen Instrument zur Messung 'der Einsatzi-ienge, etwa einem Strahlennionitor, ausgerüstet, so daß sich die eingesetzten Bor- und Pliosphormengen genau steuern lessen. Daher ist es möglich, die Schwellenspannung Vn₁ mit hoher Genauig3ie.it zu steuern. In diesem Fall kann beider Herstellung entweder der Ioneneinsatz- der N-Störstoffe oder die Dotierung mit dem P-Störstoffen vorangehen.

Fig. 3 zeigt den fertigen Zustand des nach dem obigen Verfahren hergestellten KOS-Feldeffekttransistors. In Fig. bedeutet die Bezugsziffer 7 einen P-Kanal, während mit 8 eine auf dem Isolierfilm 5 angeordnete Gateelektrode bezeichnet ist. Elektroden und Zuleitungen S, D und G dienen ferner zum Anschluß an die Sourcezone 3, die Drainzone 4 bzw. die Gateelektrode 8.

In Fig. 2 und 3 gibt die Tiefe x. die Lage des PN-Übergangs

nach dem Phosphoreinsatz an.

Wie im Zusammenhang mit dem obigen Ausführungsbeispiel erläutert, vermittelt die vorliegende Erfindung folgende Wirkungen:

(1) Die Störstoffverteilung in Tiefenrichtung des Halbleiters läßt sich abrupt absenken, so daß die ursprüngliche Störstoffkonzentration an der Halbleiteroberfläche oder in deren Umgebung selbst durch den Einsatz von Phosphor kaum verändert wird. Infolgedessen läßt sich die Lage des PN-Übergangs präzise steuern. Gleichzeitig läßt sich ein dünner PN-Übergangsbereich erzeugen.

(?.) Die Gate-Schwellenspannung Vm läßt sich präzise steuern.

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(35) Dank der Y/irkung (2) läßt sich der Leckstrom in dein MOS-Földeffekttransistor des Verarmungstyps reduzieren.

In dem obigen Ausführungsbeispiel wird zur Dotierung von Bor für die Steuerung der Schwellenspannung V_T eines MIS-FeIdeffekttransistors mit Ioneneinsatz gearbeitet; die vorliegende Erfindung läßt sich jedoch zur Dotierung von Bor auch in Verbindung mit einer thermischen Diffusion oder sonstigen Techniken anwenden.

Ferner ist das obige AusfUhrungsbeispiel anhand eines MOS-FeIdeffekttransistors mit P-Kanal beschrieben worden; die vorliegende Erfindung läßt sich in ähnlicher Weise auch bei einem MOS-Feldeffektelement mit N-Kanal anwenden. Um beispielsweise den Leckstrom Ιτ^τ zwischen Source und Drain eines Verarmungs-MOS-Transistors mit N-Kanal zu vermindern, der beispielsweise durr.h Ioneneinsatz von Phosphor in den Kanal eines Anreicherungs-MOS-Transistors mit N-Kanal unter Verwendung von Al₂O, für den Gate-Oxidfilm hergestellt worden ist, läßt sich der .Ioneneinsatz von Bor ferner in der Umgebung der maximalen Tiefe x_dmax der Verarmungsschicht des Kanals durchführen.

Außer der Steuerung der Schwellenspannung V_T eines MIS-FeIdeffekttransistors ist die vorliegende Erfindung auch auf folgenden Gebieten anwendbar:

(1) Beim Bipolar-Transistor: Bei derartigen Bipolartransistoren nach dem Stand der Technik hat die Verteilung der Störstoffkonzentration den in Fig. 4a gezeigten Verlauf. Die Lage des Basis-Kollektor-übergangs J_Cß ist auf der Herstellungsstufe starken Schwankungen unterworfen, so daß die Verteilungen der Orenzfrequenz f™ und des Stromverstärkungsfaktors hp₂ stark ungleichmäßig sind.

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Wird der Ioneneinsatz so durchgeführt, daß die Spitze der Verteilung in die Nähe des Basis-Kollektor-Übergangs J„j> rückt, so gelangt die Lage des sich ergebenden Basis-Kollektor-Übergangs an die in Fig. 4b gezeigte Stelle J'r«t> > wobei gleichzeitig die Lagegenauigkeit erhöht wird. Die Ungleichförmigkeit in den Verteilungen von und hprg können somit verringert werden.

Außerdem läßt sich die Basisbreite w, erheblich auf den \Jert ^w'>, vermindern, wodurch es möglich wird, Transistoren mit hoher Grenzfrequenz und hohem Stromverstärkungsfaktor herzustellen.

(2.) Bei der Diode mit variabler Kapazität: Falls bei einer derartigen Diode mit variabler Kapazität nach dem Stand der Technik, die infolge doppelter Diffusion einen übermäßig abrupten Übergang aufweist, wie dies anhand der S tör stoff konzentrationverteilung in Fig. 5a gezeigt ist, der Ioneneinsatz gemäß der Kurve (c)' der Fig. 5b durchgeführt wird, steigt der Gradient der StörStoffkonzentration. Infolgedessen wird die Kapazitäts-Änderungszahl größer, so daß die Empfindlichkeit der Kapazität bezüglich der Spannung verstärkt wird.

(3) Bei der lichtemittierenden Diode:

Wie anhand von Fig. 2 am Beispiel des MOS-Transistors erläutert, ist es erfindungsgemäß möglich, einen sehr dünnen PH-ÜbergQngsbereich auszubilden. Bei einen derartig dünnen FN-Übergangsbereich werden dayrn emittierte Lichtstrahlen nur in geringem Maße

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absorbiert, da der Abstand zur Oberfläche kleiner ist als nach den Stand der Technik., Die Strahlungsleistung wird somit verstärkt.

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Claims

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Patentansprüche

1 .y Verfahren zur Herstellung einer Halbleitereinrichtun;;, dadurch "gekennzeichnet, daß in einem ersten VerfahrensGehritt eine mit einem Störstoff eines ersten Leitungstypa dotierte Schicht gebildet wird, in der der Maximalwert der Konzentration an Störstoff des ersten Leitungstyps im wesentlichen ε.η einem Teil der Oberfläche des Halbleiter-Substrats oder in einem inneren Teil dienes Substrats l-iest, und daß in einem zweiten Verfahrensschritt Störstoffione eines zweiten Leitungstyps, der zu dem ersten Leitungstyp entgegengesetzt ist, eingesetzt v/erden, so daß die Konzentration der Störstoffe des zweiten Leitungstyps innerhalb des Substrats am größten wird, wobei die Storstoffkonsentration der in den zweiten Verfahrensschritt gebildeten dotierten Schicht an der Substratoberfläche einen ausreichend kleineren Wert hat als die Störstoffkonzentration der in dem ersten Verfahrensschritt gebildeten dotierten Schicht.
2. Verfahren zur Herstellung einer Verarmungs-MIS-Ealbleitereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Halbleitersubstrat eines ersten Leitungstyps, das an seiner Oberfläche einen Isolierfilm aufweist, ^veine mit einem Störstoff eines zweiten Leitungstyps dotierte Schicht gebildet wird, wobei der zweite Leitungstyp zu dem ersten entgegengesetzt ist, und wobei die Störstoffkonzentration in der dotierten Schicht

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•im v/es entliehen an einem Teil der Grenzfläche zwischen dem Substrat und den Isolierfilm oder in einem inneren Teil dos Substrats innerhall") einer maximalen Tiefe der Oberflächen« verarmungsschicht am größten vircl, und daß Störstoffe desgenannten ersten Leitungstypμ durch loneneinsatz derart eingebracht werden, do 3 der. j^azinale Vrert der Störstoff konzentration nahe an die genannte maximale Tiefe der Oberflächenverarmungsschicht gebracht wird, wobei die Störstoffe des besagten ersten Leitungstyps in einer Menge verwendet werden, die erforderlich ist, um die Konzentration an Störstoffen des zweiten Leitungstyps in der Umgebung der maximalen Tiefe der Oberflächenveramungsschicht in der mit dem Störstoff des zweiten Leitungstyps dotierten Schicht zu kompensieren.

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