DE3029019A1

DE3029019A1 - Monolithisch integrierte halbleiterschaltungsanordnung

Info

Publication number: DE3029019A1
Application number: DE19803029019
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Phys. 7022 Leinfelden-Echterdingen Conzelmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-07-31
Filing date: 1980-07-31
Publication date: 1982-02-25

Description

Monolithisch integrierte Halbleiterschaltungsanordnung
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer monolithisch integrierten Halbleiterschaltungsanordnung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Derartige Halbleiterschaltungsanordnungen sind bekannt. Bei diesen bekannten Anordnungen bestehen die Kollektoranschlußdiffusionszonen und die Isolierungsdiffusionszonen aus einkristallinem Halbleitermaterial.
Zu ihrer Herstellung muß je ein gesonderter Diffusionsprozeßschritt ausgeführt werden.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Halbleiterschaltungsanondnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß zur Herstellung der Kollektoranschlußdiffusionszonen und der Isolierungsdiffusionszonen jeweils kein gesonderter Diffusionsprozeßschritt ausgeführt werden muß. Das polykristalline Material dieser beiden Zonen wächst zusammen mit der auf das Substrat aufgebrachten Epitaxialschicht auf, während die Dotierung der Kollektoranschlußdiffusionszonen gleichzeitig mit der Emitterdiffusion und die Dotierung der Isolierungsdiffusionszonen gleichzeit#g mit der Basisdiffusion erfolgt.
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Halbleiterschaltungsanordnung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 und Fig. 2 das Ausführungsbeispiel in verschiedenen Stadien.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels Die Diffusionskoeffizienten von Dotierungssubstanzen sind in polykristallinem Silizium erheblich größer als im Einkristall. Erzeugt man auf der Substratoberfläche vor dem Abscheiden der Epitaxie auf Flächenteilen, die später Tsolierungs- bzw. Kollektoranschlußzwecken dienen werden, gestörte Stellen - etwa durch Stehenlassen eines hinreichend feinmaschigen Oxidgitters -, so entsteht über diesen Stellen polykristallines Silizium. Die erforderliche p-Dotierung der Isolierungszonen kann zusammen mit der Basisdiffus ion, ebenso die erforderliche n-Dotierung der Kollektoranschlußzonen zusammen mit der Emitterdiffusion eindiffundiert werden. Der Epitaxieprozeß ist dazu so zu führen, daß die Wachstumsraten für poly-und einkristallines Silizium gleich groß sind.
In Fig. 1 enthält das Substrat 1 als Beispiel die eindiffundierten Leitschichtzonen 21 und 23 (buried layers) von zwei npn-Transistoren unterschiedlicher Leistung. Vor dem Abscheiden der Epitaxie wurden auf dem Substrat 1 die Oxidgitter 30, 32 und 33 gebildet bzw. auch andersartige Störungen aufgebracht; mit 4 sind die dazwischenliegenden Löcher bezeichnet Das Gitter kann wie bei 31 auch andere Lagen aufweisen, auch ein Kreuzgitter sein.
In Fig. 2, einem Querschnitt durch die fertige Schaltung, sind ferner 5 die die Isolierung bildenden Zonen, 6 die Basen der npn-Transistoren, 7 deren Emitter, 8 die Kollektoranschlußzonen und 9 die ungestörte Epitaxie. Die Zonen mit polykristallinem Silizium sind horizontal schraffiert, Linien mit weitem Abstand bedeuten p +-dotiert, dichte Schraffur n -Dotierung.
Anstelle der Oxidgitter können auch aus der Gasphase bei "ungünstigen" Bedingungen abgeschiedene polykristalline Keime verwendet werden. Diese werden zunächst ganzflächig aufgebracht und anschließend in einem Photolackprozeß über den Zonen entfernt, auf denen anschließend Einkristalle wachsen sollen.
Die erfindungsgemäße Halbleiterschaltungsanordnung hat den Vorteil, daß zwei Diffusionen mit langer Diffusionszeit entfallen können. Darüber hinaus dehnt sich die Leitschicht während der kurzzeitigen Basis-und Emitterdiffusionen praktisch nicht mehr in die Epitaxie hinein aus, letztere kann einige um dünner werden bei gleicher Spannungsfestigkeit der Bauelemente. Die seitliche Ausdiffusion von Isolierung und Kollektoranschluß ist kleiner, was eine höhere Bauelementedichte durch geringere Abstände ergibt.
Die an die polykristallinen Zonen angrenzenden gestörten Bereiche der Epitaxie von einigen /um Ausdehnung können den Zonen selbst zugerechnet werden, d.h. die Diffusionsfenster für Isolation und Kollektoranschluß können breiter sein als die bekeimten Gebiete.

Claims

Ansprüche Monolithisch integrierte Halbleiterschaltungsanordnung mit einem einkristallinen Halbleitersubstrat (1), mit in dieses Substrat (1) an einer Oberflächenseite eindiffundierten Leitschichtzonen (21, 2#) und mit einer auf die genannte Oberflächenseite des Substrats (1) aufgebrachten Epitaxialschicht (9), in die Kollektoranschlußdiffusionszonen (8) und Isolierungsdiffusionszonen (5) eingebracht sind, die die Epitaxialschicht (9) in ihrer ganzen Dicke durchsetzen, dadurch gekennzeichnet, daß auf die genannte Oberflächenseite des Substrats (1) im Bereich der Kollektoranschlußdiffusionszonen (8) und im Bereich der Isolierungsdiffusionszonen (5) eine Bekeimung aufgebracht ist und daß diese Zonen (8; 5) aus über der Bekeimung angeordnetem polykristallinem Halbleitermaterial bestehen.
2. Halbleiterschaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bekeiumung aus einem Oxidgitter (30, 31, 32, 33) besteht.
3. Halbleiterschaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bekeimung aus polykritallinen Keimen aus Halbleitermaterial besteht.