DE4428195C1 - Verfahren zur Herstellung eines Siliziumkondensators - Google Patents

Description

Aus der EP 05 28 281 A2 ist ein Si­ liziumkondensator bekannt. Dieser umfaßt ein n-dotiertes Si­ liziumsubstrat, dessen Oberfläche durch eine elektrochemische Ätzung in einem fluoridhaltigen, sauren Elektrolyten, in dem das Substrat als Anode verschaltet ist, auf charakteristische Weise strukturiert ist. Bei der elektrochemischen Ätzung bil­ den sich an der Oberfläche des Substrates mehr oder weniger regelmäßig angeordnete Lochstrukturen. Die Lochstrukturen weisen ein Aspektverhältnis bis in den Bereich 1 : 1000 auf. Die Oberfläche der Lochstrukturen ist mit einer dielektri­ schen Schicht und einer leitfähigen Schicht versehen. Leitfä­ hige Schicht, dielektrische Schicht und Siliziumsubstrat bil­ den einen Kondensator, in dem wegen der durch die Lochstruk­ turen bewirkten Oberflächenvergrößerung spezifische Kapazitä­ ten bis zu 100 µV/mm³ erzielt werden. Um die Leitfähigkeit des Substrats zu erhöhen, wird vorgeschlagen, an der Oberflä­ che der Lochstrukturen ein n⁺-dotiertes Gebiet vorzusehen.

Üblicherweise werden Siliziumkondensatoren in Siliziumschei­ ben hergestellt. Dabei wird eine Verbiegung der Silizium­ scheiben festgestellt, die mit mechanischen Verspannungen durch das n⁺-dotierte Gebiet an der Oberfläche der Lochstruk­ turen, die bis zu 300 µm tief sind, in Verbindung gebracht wird. Diese Verbiegung der Siliziumscheibe führt zu Problemen bei weiteren Prozeßschritten wie Lithographie, Scheibendün­ nung und Vereinzelung, die zum Einbau des Siliziumkondensa­ tors in ein Gehäuse erforderlich sind.

Aus A. Fukuhara et al, J. Appl. Cryst. (1980), Bd. 13, Seite 31 bis 33, ist eine Untersuchung über die Kompensation mecha­ nischer Verspannungen in Siliziumkristallen bekannt. Es wird eine der Dotierstoffkonzentration im wesentlichen proportio­ nale Verspannung beobachtet, die durch eine zusätzliche Do­ tierung mit Germanium ausgeglichen werden kann. Es werden Schichten von 1 bis 5 µm Tiefe mit Germanium und/oder Bor do­ tiert. Das Germanium wird durch Diffusion eingebracht, wobei bei einer Temperatur von 1473 K eine Ausheilzeit von 14 Tagen erforderlich ist.

Aus A. Heuberger, Mikromechanik, Springer-Verlag 1989, S. 216-236 ist bekannt, daß in der Mikromechanik als Ätzstopp­ schichten verwendete hoch Bor-dotierte Siliziumschichten, die epitaktisch auf Siliziumsubstrate aufgewachsen werden, Ver­ biegungen der Substrate verursachen, die durch zusätzliches Einbringen von z. B. Germanium in die Bor-dotierte Schicht kompensiert werden.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein weiteres Ver­ fahren zur Herstellung eines Siliziumkondensators anzugeben, bei dem eine Verbiegung des Siliziumsubstrats vermieden wird und das in einem Fertigungsprozeß einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den übrigen Ansprüchen hervor.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden in einer Hauptflä­ che eines n-dotierten Siliziumsubstrates durch elektroche­ misches Ätzen eine Vielzahl von Lochöffnungen erzeugt. Das elektrochemische Ätzen erfolgt vorzugsweise in einem fluorid­ haltigen, sauren Elektrolyten, mit dem die Hauptfläche in Kontakt steht und zwischen den und das Siliziumsubstrat eine Spannung so angelegt wird, daß das Siliziumsubstrat als Anode verschaltet wird. Dabei wird eine der Hauptfläche gegenüber­ liegende Rückseite des Siliziumsubstrates beleuchtet.

Entlang der Oberfläche der Lochöffnungen wird ein leitfähiges Gebiet erzeugt, das mit elektrisch aktivem Dotierstoff verse­ hen ist. Als elektrisch aktiver Dotierstoff wird in diesem Zusammenhang Dotierstoff bezeichnet, der die Leitfähigkeit des leitfähigen Gebietes bestimmt. Als elektrisch aktiver Do­ tierstoff wird insbesondere Phosphor, Bor oder Arsen verwen­ det.

Auf der Oberfläche der Lochöffnungen wird eine mit Germanium dotierte Schicht erzeugt, durch die das leitfähige Gebiet mit Germanium dotiert wird.

Gemäß einer ersten Ausführungsform wird das leitfähige Gebiet durch Ausdiffusion von Germanium aus einer mit Germanium do­ tierten Schicht erzeugt. Bei der Ausdiffusion aus einer Ger­ manium-dotierten Schicht bei einer Temperatur von 1400 K dif­ fundiert Germanium in eine Tiefe von 0,2 bis 0,5 µm in 4 bis 25 Stunden. Bei einer Temperatur von 1473 K wird eine Diffu­ sionslänge von 0,2 µm nach 0,56 Stunden und eine Diffusions­ länge von 0,5 µm nach 3,5 Stunden erreicht. Derartige Diffu­ sionszeiten sind in einem Fertigungsprozeß vertretbar.

Vorzugsweise wird die mit Germanium dotierte Schicht aus Si­ likatglas gebildet, das in einer CVD-Abscheidung bei Atmo­ sphärendruck (APCVD) unter Verwendung eines Ge(OCH₃)₄ und Si(OC₂H₅)₄ enthaltenden Prozeßgases abgeschieden wird. Unter Verwendung dieser Prozeßgase und O₃ hergestelltes mit Germa­ nium dotiertes Silikatglas ist aus S. Fisher et al, Solid State Technology, Sept. 1993, Seite 55 bis 64, bekannt. Es wurde als Zwischenoxid vorgeschlagen. Die Möglichkeit, es als Diffusionsquelle für Germanium zu verwenden, ist aus der Literatur nicht bekannt. In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bei der Abscheidung O₂ oder O₃ zugesetzt. Die Verwendung von O₂ bedeutet eine Prozeßvereinfachung. Bei Verwendung von O₃ wird eine verbesserte Kantenbedeckung erreicht.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, Germanium und den elek­ trisch aktiven Dotierstoff gleichzeitig in die Oberfläche der Lochöffnungen einzudiffundieren zur Herstellung des leitfähi­ gen Gebietes.

In Fällen, in denen die Diffusionslänge des elektrisch akti­ ven Dotierstoffes größer als diejenige von Germanium ist, ist es vorteilhaft, Germanium mit einem entsprechenden zeitlichen Vorlauf zu diffundieren, um die Dotierprofile des Germaniums und des elektrisch aktiven Dotierstoffs in dem leitfähigen Gebiet im wesentlichen zur Überlappung zu bringen. Dieses er­ folgt zum Beispiel dadurch, daß auf die mit Germanium dotier­ te Schicht nach der Vorlaufzeit für die Germaniumdiffusion eine mit dem elektrischen Dotierstoff, insbesondere Phosphor, Bor oder Arsen dotierte Silikatglasschicht aufgebracht wird, aus der der elektrisch aktive Dotierstoff ausdiffundiert wird. Alternativ kann der elektrisch aktive Dotierstoff auch durch Gasphasendiffusion eingebracht werden.

Um die mechanischen Spannungen zu minimieren, liegt es im Rahmen der Erfindung, die Germaniumdiffusion und die Diffu­ sion des elektrisch aktiven Dotierstoffes mehrfach durchzu­ führen. Dazu werden insbesondere die als Dotierstoffquelle verwendeten Schichten entfernt und nochmals aufgebracht.

Die mit Germanium dotierte Schicht wird entfernt, ehe auf die Oberfläche des leitfähigen Gebietes eine dielektrische Schicht und darauf eine elektrisch leitfähige Schicht aufge­ bracht werden. Die leitfähige Schicht und das leitfähige Ge­ biet werden jeweils mit einem Kontakt versehen. Die Kontakte können sowohl im Bereich der Hauptfläche als auch auf der Hauptfläche und der Rückseite angeordnet werden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird auf die Oberfläche der Lochöffnungen durch Epitaxie eine mit Ger­ manium dotierte Siliziumschicht aufgewachsen. Dazu wird bei der Epitaxie eine Germanium enthaltende Verbindung, insbeson­ dere GeH₄ zugegeben. Die mit Germanium dotierte Schicht wird vorzugsweise in einer Dicke zwischen 10 und 100 nm aufgewach­ sen. Der elektrisch aktive Dotierstoff wird anschließend durch Gasphasendiffusion oder Ausdiffusion aus einer mit dem elektrisch aktiven Dotierstoff versehenen Schicht einge­ bracht. Das leitfähige Gebiet bildet sich dabei in der bei der Epitaxie aufgewachsenen Siliziumschicht und der benach­ barten Oberfläche der Lochöffnungen. Temperatur und Zeit für die Ausdiffusion des elektrisch aktiven Dotierstoffes werden so gewählt, daß das auseinanderlaufende Germaniumprofil mit dem Profil des elektrisch aktiven Dotierstoffs zur Deckung gebracht wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der elektrisch ak­ tive Dotierstoff während der Epitaxie in das Gitter einge­ baut.

Zum Ausgleich stark unterschiedlicher Diffusionslängen von Germanium und dem elektrisch aktiven Dotierstoffist es vor­ teilhaft, auf die mit Germanium dotierte Siliziumschicht durch Epitaxie eine weitere undotierte Siliziumschicht abzu­ scheiden, bevor der elektrisch aktive Dotierstoff eingetrie­ ben wird.

In dieser Ausführungsform der Erfindung verbleibt die mit Germanium dotierte Siliziumschicht und gegebenenfalls die weitere Siliziumschicht, die durch Epitaxie aufgewachsen sind, als Teil des leitfähigen Gebietes auf der Oberfläche der Lochöffnungen. Auf die Oberfläche des leitfähigen Gebie­ tes wird anschließend die dielektrische Schicht und die leit­ fähige Schicht aufgebracht.

Durch die Germaniumdotierung soll in dem erfindungsgemäßen Verfahren die durch die Dotierung mit dem elektrisch aktiven Dotierstoff verursachte mechanische Verspannung im leitfähi­ gen Gebiet ausgeglichen werden. Da die Tiefe der Lochöffnun­ gen bis zu 300 µm beträgt und die Gesamtdicke von üblicher­ weise verwendeten Siliziumscheiben um 600 µm, beträgt ist die mechanische Verspannung im leitfähigen Gebiet mit einer merk­ lichen Verbiegung der Scheibe verbunden. Die mechanischen Verspannungen werden dadurch bewirkt, daß bei der Dotierung auf einem substituionellen Gitterplatz im Siliziumkristall ein elektrisch aktives Dotierstoffatom eingebaut wird, dessen kovalenter Bindungsradius sich von dem des Siliziumatoms un­ terscheidet. Ein Phosphoratom hat im Siliziumkristall zum Beispiel einen 6 Prozent kleineren kovalenten Bindungsradius als ein entsprechendes Siliziumatom, so daß es eine Kontrak­ tion des Kristallgitters verursacht. Dieser Effekt ist um so stärker, je höher die Dotierstoffkonzentration ist.

Die Gitterverzerrung kann zu einer hohen Versetzungsdichte führen. Werden eine Vielzahl von Siliziumkondensatoren in ei­ ner Siliziumscheibe hergestellt, so kommt es zu einer Schei­ benverbiegung. Da üblicherweise verwendete Fertigungsanlagen, wie zum Beispiel konventionelle Lithographiegeräte, aus­ schließlich für ebene Substrate ausgelegt sind, ist es im Hinblick auf optimierte Fertigungsausbeuten wichtig, prozeß­ bedingtes Verbiegen von Substratscheiben zu vermeiden.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Störung des Git­ ters durch die elektrisch aktiven Dotierstoffe durch eine zu­ sätzliche Dotierung mit Germanium ausgeglichen. Die Dotier­ stoffkonzentrationen werden dabei so aufeinander eingestellt, daß eine Verbiegung vermieden wird. Bei einer Borkonzentrati­ on von 1,1 × 10²⁰ cm^-3 ist dafür eine Germaniumkonzentration von 8 × 10²⁰ cm^-3 erforderlich. Solange die Verzerrung ela­ stisch ist, besteht zwischen beiden Konzentrationen ein li­ nearer Zusammenhang, d. h. geringere Borkonzentrationen er­ fordern eine entsprechend geringere Germaniumkonzentration. Bei Verwendung von Phosphor mit einer Konzentration von z. B. 1 × 10²⁰ cm^-3 ist eine Konzentration des Germaniums von ca. 1,2 × 10²⁰ cm^-3 ausreichend. Solange die maximale elastische Verzerrung Δl_max/l von ca. 5 × 10^-4 nicht überschritten wird, sind die erforderlichen Konzentrationen annähernd proportio­ nal. Durch Fehlanpassung des Gitters oder Überschreiten des elastischen Bereiches können jedoch auch andere Konzentrati­ onsverhältnisse nötig sein, um die Verbiegung zu vermeiden.

Germanium hat den Vorteil, daß es einerseits elektrisch neu­ tral ist, andererseits eine hohe Löslichkeit in Silizium auf­ weist und daß es einen größeren kovalenten Bindungsradius im Siliziumkristall als die üblicherweise zur Herstellung von Siliziumbauelementen verwendeten elektrisch aktiven Dotier­ stoffe Bor und Phosphor aufweist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen und der Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Siliziumsubstrat mit Lochöffnungen.

Fig. 2 zeigt das Siliziumsubstrat nach Aufbringen einer Ger­ manium-dotierten Schicht und Ausdiffusion von Germa­ nium.

Fig. 3 zeigt das Siliziumsubstrat nach Aufbringen einer mit einem elektrisch aktiven Dotierstoff dotierten Schicht und Ausdiffusion dieses Dotierstoffes.

Fig. 4 zeigt das Siliziumsubstrat nach Abscheidung einer dielektrischen Schicht und einer leitfähigen Schicht und Bildung von Kontakten zur leitfähigen Schicht und zum leitfähigen Gebiet.

Fig. 5 zeigt ein Siliziumsubstrat mit Lochöffnungen, auf de­ ren Oberfläche eine Germanium-dotierte Silizium­ schicht aufgewachsen ist.

Fig. 6 zeigt das Siliziumsubstrat nach Aufwachsen einer wei­ teren, undotierten Siliziumschicht und Eintreiben von elektrisch aktivem Dotierstoff zur Bildung eines leitfähigen Gebietes.

Fig. 7 zeigt das Siliziumsubstrat nach Abscheidung einer dielektrischen Schicht und einer leitfähigen Schicht.

Ein Siliziumsubstrat 1 aus n-dotiertem, einkristallinem Sili­ zium, das einen spezifischen Widerstand von 5 Ohm × cm auf­ weist, wird durch elektrochemisches Ätzen an einer Hauptflä­ che 11 mit einer Vielzahl von Lochöffnungen 2 versehen (siehe Fig. 1).

Dazu wird die Hauptfläche 11 mit einem Elektrolyten in Kon­ takt gebracht. Als Elektrolyt wird zum Beispiel eine 6 ge­ wichtsprozentige Flußsäure (HF) verwendet. Das Siliziumsub­ strat 1 wird als Anode mit einem Potential von 3 Volt beauf­ schlagt. Das Siliziumsubstrat 1 wird von einer der Hauptflä­ che 11 gegenüberliegenden Rückseite 12 her beleuchtet. Dabei wird eine Stromdichte von 10 mA/cm² eingestellt. Bei der elektrochemischen Ätzung bewegen sich Minoritätsladungsträger in dem n-dotierten Silizium zu der mit dem Elektrolyten in Kontakt stehenden Hauptfläche 11. An der Hauptfläche 11 bil­ det sich eine Raumladungszone aus. Da die Feldstärke im Be­ reich von Vertiefungen in der Hauptfläche 11 größer ist als außerhalb davon, bewegen sich die Minoritätsladungsträger be­ vorzugt zu diesen Punkten. Dadurch kommt es zu einer Struktu­ rierung der Hauptfläche 11. Je tiefer eine anfänglich kleine Unebenheit durch die Ätzung wird, desto mehr Minoritätsla­ dungsträger bewegen sich dorthin und desto stärker ist der Ätzangriff an dieser Stelle.

Die Lochöffnungen 2 beginnen von Unebenheiten in der Haupt­ fläche 11 aus zu wachsen, die mit statistischer Verteilung in jeder Oberfläche vorhanden sind. Um eine gleichmäßige Vertei­ lung der Lochöffnungen 2 zu erzielen, ist es vorteilhaft, die Hauptfläche 11 vor der elektrochemischen Ätzung gezielt mit Unebenheiten zu versehen, die als Keim für den Ätzangriff bei der nachfolgenden elektrochemischen Ätzung wirken. Diese Un­ ebenheiten können zum Beispiel mit Hilfe konventioneller Pho­ tolithographie hergestellt werden.

Nach ungefähr 180 Minuten Ätzzeit weisen die Lochöffnungen 2 einen Durchmesser von 2 µm bei einer Tiefe von 175 µm auf.

Anschließend wird das Siliziumsubstrat 1 gründlich mit Wasser gespült.

In einem CVD-Verfahren bei Atmosphärendruck wird eine mit Germanium dotierte Schicht 3 abgeschieden. Die mit Germanium dotierte Schicht 3 wird unter Verwendung eines Si(OC₂H₅)₄, Ge(OCH₃)₄ und O₃ enthaltenden Prozeßgases aus dotiertem Sili­ katglas hergestellt. Dabei wird Atmosphärendruck und eine Temperatur im Bereich 300°C bis 500°C eingestellt. Die mit Germanium dotierte Schicht 3 wird in einer Dicke von 100 nm bis 300 nm abgeschieden (siehe Fig. 2).

In einem Temperschritt bei 1400 K wird in einer Diffusions­ zeit von 25 h ein Germanium-dotiertes Gebiet 4 erzeugt.

Auf die mit Germanium dotierte Schicht 3 wird nachfolgend in einem CVD-Verfahren eine mit elektrisch aktivem Dotierstoff dotierte Schicht 5 abgeschieden (siehe Fig. 3). Als elek­ trisch aktiver Dotierstoff wird zum Beispiel Bor oder Phos­ phor verwendet. Die dotierte Schicht 5 wird in einer Dicke von zum Beispiel 100 nm abgeschieden. In einem weiteren Tem­ perschritt bei 1400 K werden der elektrisch aktive Dotier­ stoff und das Germanium gemeinsam weiter eingetrieben. Nach einer Diffusionszeit von 2,5 h decken sich die Dotierstoff­ profile von Germanium und dem elektrisch aktiven Dotierstoff und bilden ein leitfähiges Gebiet 40. Bei Bor dauert es ca. 9 Stunden. In dem leitfähigen Gebiet 40 wird eine Dotierstoff­ konzentration von 1,1 × 10²⁰ cm^-3 Bor und 8 × 10²⁰ cm^-3 Germanium oder 1 × 10²⁰ cm^-3 Phosphor und 1,2 × 10²⁰ cm^-3 Germanium eingestellt. Dadurch wird einerseits eine ausrei­ chende Leitfähigkeit des dotierten Gebietes 40, das im Sili­ ziumkondensator eine Kondensatorelektrode bildet, erzielt und andererseits eine Verbiegung des Siliziumsubstrats 1 wirksam vermieden. Die Tiefe des leitfähigen Gebietes 40 beträgt z. B. 0,5 µm.

Die mit Germanium dotierte Schicht 3 und die dotierte Schicht werden mit 10gewichtsprozentiger Flußsäure entfernt.

Zur Fertigstellung des Siliziumkondensators werden anschlie­ ßend eine dielektrische Schicht 6 und eine leitfähige Schicht 7 aufgebracht und strukturiert (siehe Fig. 4). Die dielek­ trische Schicht 6 wird vorzugsweise durch kombinierte Erzeu­ gung von SiO₂ und Si₃N₄ als Mehrfachschicht mit einer Schich­ tenfolge SiO₂/Si₃N₄/SiO₂ gebildet, da dieses Material eine für einen großflächigen Kondensator ausreichend geringe De­ fektdichte aufweist. Die leitfähige Schicht 7 wird zum Bei­ spiel aus n⁺-dotiertem Polysilizium gebildet. Auf die Ober­ fläche der leitfähigen Schicht 7 wird ein erster Kontakt 8 und auf die durch die Strukturierung der dielektrischen Schicht 6 und leitfähigen Schicht 7 freigelegte Oberfläche des dotierten Gebietes 40 ein zweiter Kontakt 9 aufgebracht. Der erste Kontakt 8 und der zweite Kontakt 9 werden zum Bei­ spiel aus Aluminium gebildet.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden in einer Haupt­ fläche 11′ eines Siliziumsubstrats 1′, wie anhand von Fig. 1 beschrieben, durch elektrochemisches Ätzen Lochöffnungen 2′ gebildet (siehe Fig. 5). Der spezifische Widerstand des Si­ liziumsubstrates 1′ und die Abmessungen der Lochöffnungen 2′ entsprechen denen anhand von Fig. 1 beschriebenen.

In einem Epitaxiereaktor wird auf die Oberfläche der Lochöff­ nungen 2′ eine mit Germanium dotierte Siliziumschicht 3′ auf­ gewachsen, die eine Dicke von 10 bis 100 nm aufweist.

Die Epitaxie erfolgt unter Verwendung von SiH₂Cl₂₁ GeH₄ und inerten Trägergasen bei einer Temperatur von 575°C und einem Druck von 66,7 Pa (0,5 Torr). Das Mischungsverhältnis von SiH₂Cl₂ und GeH₄ wird so eingestellt, daß die Germanium-do­ tierte Schicht 2′ 10 Atomprozent Germanium enthält.

Unter Verwendung von SiH₂Cl₂ und inerten Trägergasen wird in dem Epitaxiereaktor anschließend eine undotierte Silizium­ schicht 4′ in einer Dicke von zum Beispiel 20 nm aufgewachsen (siehe Fig. 6). Dabei werden im Epitaxiereaktor eine Temperatur von 650°C und ein Druck von 66,7 Pa (0,5 Torr) eingehalten.

Anschließend wird elektrisch aktiver Dotierstoff, zum Bei­ spiel Bor oder Phosphor, in die undotierte Siliziumschicht 4′ und die Germanium-dotierte Siliziumschicht 3′ eindiffundiert. Dieses erfolgt zum Beispiel durch Gasphasendiffusion unter Verwendung von Phosphin oder Boran. Dabei wird eine Tempera­ tur von 1400 K eingehalten. Bei der Eindiffusion des elek­ trisch aktiven Dotierstoffes kommt es zu einem Auseinander­ laufen des Germaniumprofils in der Germanium-dotierten Sili­ ziumschicht 3′. Germanium diffundiert dabei sowohl in die un­ dotierte Siliziumschicht 4′ als auch in die angrenzende Ober­ fläche des Siliziumsubstrats 1′. Die Diffusionstemperatur und -zeit werden so eingestellt, daß der elektrisch aktive Do­ tierstoff genau so weit in das Siliziumsubstrat 1′ eindif­ fundiert wie das Germanium. Dadurch bildet sich an der Ober­ fläche der Lochöffnungen ein dotiertes Gebiet 5′. Die Dotier­ stoffprofile des Germaniums und des elektrisch aktiven Do­ tierstoffes erstrecken sich über die undotierte Silizium­ schicht 4′, die Germanium-dotierte Siliziumschicht 3′ und das dotierte Gebiet 5′, die gemeinsam ein leitfähiges Gebiet 40′ bilden.

Das Eindiffundieren des elektrisch aktiven Dotierstoffes kann auch durch Abscheidung einer entsprechend dotierten Silikat­ glasschicht und Ausdiffusion aus der Silikatglasschicht er­ folgen, die nach der Ausdiffusion wieder entfernt werden muß.

Der Siliziumkondensator wird durch Abscheidung einer dielek­ trischen Schicht 6′ zum Beispiel aus SiO₂/Si₃N₄/SiO₂ und ei­ ner leitfähigen Schicht 7′ aus zum Beispiel n⁺-dotiertem Po­ lysilizium fertiggestellt (siehe Fig. 7). Die leitfähige Schicht 7′ und das leitfähige Gebiet 40′ werden anschließend mit metallischen Kontakten versehen (nicht dargestellt). Die Kontakte können beide im Bereich der Hauptfläche 11′ angeord­ net werden, wobei eine entsprechende Strukturierung der die­ lektrischen Schicht 6′ und der leitfähigen Schicht 7′ erfor­ derlich ist. Alternativ kann ein Kontakt im Bereich der Hauptfläche auf der leitfähigen Schicht angeordnet werden und ein Kontakt auf einer der Hauptfläche 11′ gegenüberliegenden Rückseite.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung mindestens eines Siliziumkonden­ sators,

• - bei dem in einer Hauptfläche (11) eines n-dotierten Silizi­ umsubstrates (1) durch elektrochemisches Ätzen eine Viel­ zahl von Lochöffnungen (2) erzeugt werden,
• - bei dem entlang der Oberfläche der Lochöffnungen (2) ein mit elektrisch aktivem Dotierstoff versehenes leitfähiges Gebiet (40) erzeugt wird,
• - bei dem auf der Oberfläche der Lochöffnungen (2) eine mit Germanium dotierte Schicht (3) erzeugt wird, durch die das leitfähige Gebiet (40) mit Germanium (4) dotiert wird,
• - bei dem auf die Oberfläche des leitfähigen Gebietes (40) eine dielektrische Schicht (6) und eine leitfähige Schicht (7) aufgebracht werden und
• - bei dem die leitfähige Schicht (7) und das leitfähige Ge­ bist (40) jeweils mit einem Kontakt (8, 9) versehen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das leitfähige Gebiet (40) durch Ausdiffusion aus der mit Germanium dotierten Schicht (3) mit Germanium (4) dotiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die mit Germanium dotierte Schicht (3) durch CVD-Ab­ scheidung bei Atmosphärendruck unter Verwendung eines Ge(OCH₃)₄ und Si(OC₂H₅)₄ enthaltenden Prozeßgases abgeschie­ den wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem auf der Oberfläche der Lochöffnungen (2′) durch Epi­ taxie eine Siliziumschicht (3′) gebildet wird, die durch Zu­ gabe einer Germanium enthaltenden Verbindung bei der Epitaxie insitu mit Germanium dotiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4,

• - bei dem durch Epitaxie auf die mit Germanium dotierte Sili­ ziumschicht (3′) eine weitere undotierte Siliziumschicht (4′) aufgewachsen wird,
• - bei dem das leitfähige Gebiet (40′) in der mit Germanium dotierten Siliziumschicht (3′), in der undotierten Silizi­ umschicht (4′) und der angrenzenden Oberfläche (5′) der Lochöffnungen (2) gebildet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der elektrisch aktive Dotierstoff durch Ausdiffusion aus einer mit dem elektrisch aktiven Dotierstoff dotierten Schicht (5) in das leitfähige Gebiet (40) eingebracht wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das leitfähige Gebiet (40) mit einer Dotierstoffkon­ zentration zwischen 5·10¹⁹ cm^-3 und 8·10²⁰ cm^-3 Phosphor und zwischen 5·10¹⁹ cm^-3 und 5·10²¹ cm^-3 Germanium oder zwischen 3·10¹⁹ cm^-3 und 3·10²⁰ cm^-3 Bor und zwischen 5·10¹⁹ cm^-3 und 5·10²¹ cm^-3 Germanium versehen wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

• - bei dem die elektrochemische Ätzung zur Bildung der Loch­ öffnungen (2) in einem fluoridhaltigen, sauren Elektrolyten durchgeführt wird, mit dem die Hauptfläche (11) in Kontakt steht und zwischen den und das Siliziumsubstrat (1) eine Spannung so angelegt wird, daß das Siliziumsubstrat (1) als Anode verschaltet wird,
• - bei dem eine der Hauptfläche (11) gegenüberliegende Rück­ seite (12) des Siliziumsubstrates (1) während der elektro­ chemischen Ätzung beleuchtet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Lochöffnungen (2) mit Durchmessern im Bereich zwischen 0,5 µm und 10 µm und mit Tiefen im Bereich zwischen 50 µm und 300 µm erzeugt werden, wobei die Lochöffnungen (2) ein Aspektverhältnis im Bereich zwischen 30 und 300 aufwei­ sen.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die dielektrische Schicht (6) durch kombinierte Bil­ dung von SiO₂ und Si₃N₄ als Mehrfachschicht mit einer Schich­ tenfolge SiO₂/Si₃N₄/SiO₂ gebildet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die leitfähige Schicht (7) durch Gasphasenabscheidung von dotiertem Polysilizium gebildet wird.