DE2423846C2 - Verfahren zur Herstellung eines Transistors - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Transistors

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Transistors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Durch ein solches bekanntes Verfahren (FUJITSU Scientific and Technical Journal, Band 8 (1972), Heft 4 (Dezember), Seiten 147 bis 168) wird ein Transistor geschaffen, der keinen besonderen Widerstandsbereich aufweist.
Bei einem weiteren bekannten Transistor (DE-OS 14 265) enthält die Basiszone hochohmige Teile und einen Teil mit niedrigerem spezifischen Widerstand, der durch Diffusion gebildet ist. Bei diesem bekannten Transistor verläuft der Strompfad zwischen Emitterelektrode und Basiselektrode linienförmig, so daß der Basisbahnwiderstand nur wenig verringert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so
zu verbessern, daß es die Herstellung eines Transistors mit merklich verringertem Basisbahnwiderstand und dadurch erhöhter Arbeitsgeschwindigkeit gewährleistet
Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Ausbildung führt dazu, daß der den Bahnwiderstand verringernde Widerstandsbereich
ίο nicht nur die Tiefe der Basiszone einnimmt, sondern auch noch in den darunter liegenden Teil des Substrats eindringt und somit auch dort der dem verbreitertem Strompfad entgegenstehende Widerstand verringert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auch die Herstellung eines Transistors mit kleineren Mustern, als sie mit einem Photoätzverfahren erzielbar sind.
Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung erläutert, in der sind
F i g. 1 bis 4 Teilschnitte durch den Transistor zur Darstellung der Schritte, die bei der Herstellung des Transistors angewendet werden, und
F i g. 5 eine graphische Darstellung der Verteilung der Veruareinigungskonzentration in dem erfindungsgemaß hergestellten Transistor.
In das Substrat 50 aus η-Silizium wird Bor diffundiert, um den Basiskontaktbereich BCund den Basisbereich B zu bilden. Bei dem Diffusionsvorgang wird ein Siliziumdioxidfilm 51 gebildet, der anschließend entfernt wird. Darauf werden eine polykristalline Siliziumschicht 52, ein Siliziumnitridfilm 53 und ein Siliziumdioxidfilm 54 gebildet, siehe F i g. 1. Der Siliziumnitridfilm 53 und der Siliziumdioxidfilm 54 werden durch chemischen Dampfniederschlag gebildet.
Anschließend werden gemäß F i g. 2 der Siliziumdioxidfilm 54, der Siliziumnitridfilm 53 und die polykristalline Siliziumschicht 52 in einem solchen Muster entfernt, daß sie nur auf dem Bereich verbleiben, in dem schließlich ein Emitterbereich E gebildet werden soll. Dann wird Bor durch Ionenimplantation injiziert. Die Verunreinigung wird bis zu einer größeren Tiefe eingetrieben als die des Basisbereichs B, wie durch unterbrochene Linien dargestellt, so daß ein Widerstandsbereich 55 entsteht.
Anschließend an die Bildung des Widerstandsbereichs 55 wird das Substrat einer Wärmebehandlung in einer feuchten O2-Atmosphäre bei 1000cC unterworfen, um die Verunreinigung von der polykristallinen Siliziumschicht 52 in den Basisbereich B zu diffundieren, so daß ein Emitterbereich E gebildet wird, siehe F i g. 3. Ein Siliziumdioxidfilm 51a entsteht während dieses Verunreinigungsdiffusionsvorgangs.
Nach der Bildung des Emitterbereichs E werden der Siliziumdioxidfilm 54 und der Siliziumnitridfilm 53 entfernt, so daß ein Fenster im Basiskontaktbereich BC entsteht, und gemäß Fig.4 werden Elektroden, beispielsweise aus Aluminium (Al) oder dgl. gebildet, d. h. eine Basiselektrode 56 und eine Emitterelektrode 57.
F i g. 5 zeigt die Verteilung der Verunreinigungskonzentration relativ zur Tiefe der Grenzschicht von der Oberfläche des Halbleitersubstrats 50. Kurven a, b, c, d und e zeigen Verteilungen der Verunreinigungskonzentrationen im Basiskontaktbereich BC, Basisbereich B, Widerstandsbereich 55, Emitterbereich E und Kollektorbereich, d. h. der epitaxialen Schicht. Die Kurve c zeigt die Verunreinigungskonzentrationsverteilung im Widerstandsbereich 55, der durch Ionenimplantation
gebildet ist Es ist erwünscht, die Verunreinigungskonzentrationsverteilungen so zu wählen, daß eine maximale Verunreinigungskonzentration im Widerstandsbereich 55 nicht 1 - 1019 Atome/cm3, d. h. die Oberflächenverunreinigungskonzentration des 3asisbereichs b. übersteigt, und daß die Kurvo c die Verunreinigungskonzentrationsverteüungskurve b des Basisbereichs B im wesentlichen in der gleichen Tiefe kreuzt wie die, in der sie die Verunreinigungskonzentrationsverteilungskurve ddes Emitterbereichs FkreuzL
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines Transistors, bei dem eine Verunreinigung eines Leitungstyps selektiv in ein Halbleitersubstrat (50) eingebracht wird, das den entgegengesetzten Leitungstyp aufweist, um einen Basisbereich (B) zu bilden, eine Verunreinigung desselben Leitungstyps wie der Basisbereich mit hoher Konzentration in einen Elektrodenherausführungsteil des Basisbereichs eingebracht wird, um einen Basiskontaktbereich (BC) zu bilden, eine polykristalline Siliziumschicht (52), die eine Verunreinigung mit zum Basisbereich entgegengesetztem Leitungstyp aufweist, selektiv auf einem gewünschten Teil des Basisbereichs gebildet wird, die Verunreinigung durch Wärmebehandlung von der polykristallinen Siliziumschicht in den Basisbereich eingebracht wird, um darin einen Emitter bereich (E) zu bilden, wobei die polykristallinie Siliziumschicht wenigstens einen Teil des Emitterbereichs bildet, und wenigstens ein Teil eines die Fläche des Halbleitersubstrats bedeckenden Isolierfilms (51) entfernt wird, um ein Fenster zu bilden, durch das die Substratfläche freigelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Isolierschicht (53) auf der polykristallinen Siliziumschicht (52) gebildet wird, daß die Isolierschicht ebenso wie die darunterliegende polykristalline Siliziumschicht selektiv weggeätzt werden, daß durch Ionenimplantation einer Verunreinigung desselben Leitungstyps wie des Basisbereichs ein Widerstandsbereich (55) gebildet wird, wobei die Isolierschicht als Maske dient, und daß die Eindringtiefe des Widerstandsbereichs größer als die des Basisbereichs (B) und kleiner als die des Basiskontaktbereichts (BC) gewählt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verunreinigungskonzentrationen des Widerstandsbereichs (55), des Basisbereichs (B) und des Emitterbereichs (E) auf einer im wesentlichen gleichen Tiefe von der Oberfläche des Halbleitersubstrats gleich sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Verunreinigungskonzentration des Widerstandsbereichs (55) die Oberflächenverunreinigungskonzentration des Basisbereichs (B) nicht übersteigt.
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