DE7137775U - Halbleiteranordnung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE —·

DIPL.-ING. LEO FLEUCHAUS DR.-ING. HANS LEYH

München 71,

Melchiorstr. 42 18.10.1971

G 71 37 775.8 Unser Zeichen: M236P/G-6 4 4/5

Motorola, Inc. 9401 West Grand Avenue Franklin Park, Illinois V.St.A.

Halbleiteranordnung

Die Erfindung betrifft eine Halbleiteranordnung mit einem aus Halbleitermaterial einer ersten Leitfähigkeit und mit einer ersten Oberfläche, einer auf dieser Oberfläche ausgebildeten Passivierungsschicht mit einer einen Teil dieser Oberfläche freilassenden Öffnung.

Ein sehr flacher Sperrschicht-Transistor ist normalerweise auch ein Transistor mit einer sehr kleinen Emitter-Diffusionszone. Vor der Auswaschtechnik (beschrieben in US-Patentanmeldung Nr. 813 105) waren die meisten flachen Sperrschicht-Transistoren begrenzt durch die Notwendigkeit, den Emitter-Kontakt mit der vorher eindiffundlerten Emitterzone auszurichten. In der oben genannten US-Patentanmeldung wird eine sehr dünne Silicium-Dioxyd-Schicht über der eindiffundierten Emitterzone als Ätzmaske während des Ätzens der Öffnung für den Basis-Kontakt verwendet. Ist diese Öffnung ausgebildet, so wird die dünne Silicium-Dioxyd-Schicht

Lh/fi über dem

über den ,mitter ausgewaschen, um automatisch die ""mittaröffnuno wieder herzustellen und um. eine Ausrichtung der Emitter-^aske zur Herstellung der IZmitter-offnung zu vermpideu. /jischließend wird auf dieser Anordnung eine Metallschicht gebildot und Teile von dieser wieder entfernt,- wob°i d·?.*? Gewünschte !uster für Emitter-, Basis- urd Kollektor-Kontakte zurückgelassen wird.

Die Auswaschtechnik wird bei flachen und kleinen diffundierten Sperrzonen verwendet. Ein anderes Merkmal einer solchen Anordnung ist eine ultrakleine seitliche Diffusion zusamiren mit der flachen Diffusion und eine fragliche Passivierung des ^mitter-Basis-überganges durch das Oberfl^chanoxyc¹ nach dem Auswaschen der oben genannten dünnen Silizium-Diox^d-Schicht. ^ine beim Auswaschen auftretende Schwierigkeit ist eine mögliche Unterschneidung des Oberflächenoxydes und eine Freilegung des Emitter-Basis-Überganges. Die Bildung der I'etallisierungsschicht führt oft zu einer Metallschicht über diesem freigelegten Übergang, der einen Emitter-Basis— Küi'ZäehlüSkreis erzeugt und schließlich zu sincir, Ausschuß des integrierten Kreises führt.

Einige zur Metallisierung verwendete Metalle greifen das Oberflächenoxyd an und dringen das kleine Stück ein, das erforderlich ist, um den Basis-Emitter-Übergang zu erreichen. Deshalb tritt selbst in den Fällen wenn die Unterschneidung den Emitter-Basisübergang nicht freilegt ein Kurzschluß des Emitter-Basis-Übergangs auf durch das Eindringen des für den Emitter-Kontakt verwendeten Metalles in das Oberflächenoxyd.

Bei einer Diffusion mit hoher Konzentration wie sie bei einer Emitter-Diffusion erfolg-, wird eine solche Menge an Verunreinigungen in das Siliziumgitter nahe der Oberfläche eingeführt, dass beträchtliche Verzerrungen oder Versetzungen und eiie Beschädigung des Gitters die Folgen sind. Dies ist besonders dann der Fall, wenn für einen NPN Transistor Phosphor eindiffundiert wird. Dieser Schaden kann die Form von Versetzungen oder von Gleitlinien haben, er kann auch in Form von Einschlüssen von Fremdsubstanzen wie

- 2 - Silizium-

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Silizium-Phosphic" haben und er ist ferner verantwortlich für einen Effekt, der als Vorwärts-Rchub bekannt ist. Diese Erscheinung ist effektiv ein verstärkter Diffusionskoeffizient für die die Leitfähigkeit bildenden Verunreinigungen in der Basis. Der Grund für diese Ver3t-?r3;ung oder Vergrößerung sind Wirkungen, die bei der Diffusion des Emitters entstehen. Während der Emitterdiffusion entsteht an der Basis ein Ansatz oder ein Vorsprung in dem Bereich des Kollektor-Basis-Überganges der unmittelbar an den Emitter angrenzt. Der wirkliche Mechanismus, durcii den dieser verstärkte Diffusionskoeffizient der Basis-Verunreinigungen bewirkt wird, ist nicht bekannt. Es existieren zwar zahlreiche sich widersprechende Theorien, der wahre Grund wurde jedoch noch nicht gefunden. Die Erscheinung führt jedoch bei Hochfrequenztransistoren zu schlechteren Eigenschaften.

Ein weiteres Problem bei den bisherigen Transistoren liegt in der Herstellung des Kontaktes mit Ein-Kristall-Silizium. Bei rl_em Versuch einen Anschluß mit Metallkontakten bei schwach dotiertem Ein-Kristall-Silizium her:ru-teilen erhält man einen sehr schlechten Kontakt. ^Tm allgemeinen tritt ein gewisser Grad von Gleichrichtung und ein sehr hoher Widerstand auf. In diesem Fall erhält der Siliziumträger an der Stelle eine verstärkte Diffusion, an der der Kontakt geformt v/erden soll. Diese verstärkte Diffusion ' ndert die elektrischen Eigenschafton des Siliziums nahe der (Verflache wodurch das Silizium an der Oberfläche elektronisch mehr einem Metall gleichkommt. Wenn dann das Metall auf dieses Oberflächen-Silizium aufgebracht wird, ist die elektronische Fehlanpassung geringer und es wird ein besserer Kontakt gebildet. Die durch die Diffusion geänderte elektronische Eigenschaft ist die Austrittsarbeit des Siliziums und die Potentialdifferenz der Austrittsarbeit zwischen dem Siliziuir. und der auf ihm gebildeten Metall-Elektrode wird reduziert.

- 3 - Der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Halbleiteranordnung und einen verbesserten integrierten Schaltkreis zu schaffen.

Ferner sollen die Arbeits- und Betriebscharakteristiken von integrierten Schaltkreisen verbessert werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Schicht aus polykristallinem Halbleitermaterial, die über der Passivierungsschicht und über dem freien Teil der ersten Oberfläche des Trägers angeordnet ist, ferner durch eine im Träger unter der polykristallinen Schicht ausgebildeten Zone entgegengesetzter Leitfähigkeit, die mit dem Träger einen übergang aufweist, der sich zur ersten Oberfläche erstreckt und der durch die Passivierungsschicht ständig passiviert ist.

Durch das Eindiffundieren dieser Zone_r der Emitter-Zone, durch die polykristalline Siliciumschicht hindurch wird der "Vorwärts-Schub-Effekt" reduziert und die Hochfrequenzcharakteristiken der Anordnung verbessert. Durch die verstärkte Diffusion durch die polykristalline Schicht hindurch in Verbindung mit dem nachfolgenden Anbringen eines Metallkontaktes auf der polykristallinen Siliciumschicht entsteht ein besserer Kontakt mit geringerem Kontaktwiderstand .

Bei der Anwendung dieser polykristallinen Silicium-Passivierungs-

Schicht

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Schicht zur Verbesserung der Charakteristiken eines Emitter-"Auswasches" wird eine Grenze erreicht, wenn die Emitter-Zone gegenüber der Tiefe des Emitter-Überganges sehr klein wird, d.h., wenn der Transistor ein sehr feines Linienmuster aufweist. Nenn die Breite des Emitters im 3ereich von etwa 0,006 mm und 0,0025 mm liegt, reichen die üblichen photolithographischen Techniken nicht mehr aus, um auf der polykristallinen Siliziumschicht ein Muster bzw. eine Maske zu bilden. Die üblichen Materialion für Photo-Masken funktionieren nicht mehr als Schutzmasken wenn sie so klein oder schmal sind. Die zum Ätzen des Siliziums verwendeten Ätzmittel brechen die 3indungen zwischen der Photo-Maske und der Siliziumoberfläche durch, wodurch die Maske angehoben wird und eine Unterschneidun^ oder Hinterschneidung der polykristallinen Siliziumschicht erfolgt. Diese Unterschneidung kann hai Schichten mit einer Tiefe von 5000 bis 10000 Angström bis zu 0,0025 mm erreichen. Ein Silizium-Element mit einer Breite von z.B. 0,0075 mm wird nur noch 0,0025 mm breit, da es auf jeder Seite einen Unterschnitt oder Hinterschnitt von 0,0025 mm aufweist. Um diesen Effekt zu reduzieren oder nah3zu eliminieren kann eine Schicht aus Silizium-Dioxyd auf die polykristalline Siliziumschicht aufgebracht werden. Diese Silizium-Dioxydschicht, die eine Dicke von etwa 1000 bis 3000 Angström haben kann, kann unter Anwendung üblicher photolithographischer Methoden und üblicher Oxyd-Ätzmittel bearbeitet werden. Dieses Oxyd-Muster, das einen beträchtlichen Widerstand gegen Silizium-Ätzmittel hat, v.'ird als Maske zum Ätzen des polykristallinen Siliziums mit großer Feinheit benutzt. Bei Anwendung dieser Methode ist es möglich, in dem polykristallinen Silizium Linien mit einer Breite zu ätzen im Bereich von etwa 0,0025 mm bis herab zu einem Mxkron.

Während der letzten Verfahrensstufen wird eine Feld-Entlastungs-Elektrode angebracht, die aus einem Metallschirm besteht, der einen PN Übergang überdeckt. Dieser Schirm wird verwendet, um elektromagnetische Streufelder aus der Umgebung des Überganges fernzuhalten. Hi^s ist besonders in der Oxydschicht unmittelbar

- 5 - aber

über dsm übergang erforderlich. Elektromagnetische Streufelder führen dazu, daß irgendwelche Ladungen oder ionische Vergiftungen, die in der Oxyd-Passivierungsschicht vorhanden sind, während der Betriebszeit der Vorrichtung zu wandern beginnen. Diese Wanderung führt zu einer Instabilität der Charakteristiken der Vorrichtung. Die übliche Feldentlastungs-Elektrode hat die Funktion, die Bewegung von irgendwelchen ionischen Giftstoffen zu verhindern, die in dem Oxyd nahe dem Übergang vorhanden sein können. Bei Verwendung einer Feldentlastungs-Elektrode aus polykristallinem Silizium, das eine hitzebeständige Substanz ist und vor der letzten Diffusion gebildet wird, werden sämtliche Vorteile der üblichen Feldentiastungselektrode erreicht und außerdem eine ionische Vergiftung verhindert.

Die Erfindung befaßt sich also mit integrierten Schaltkreisen und insbesondere mit polykristallinen Silizium-Elementen, die den Emitter- und Tor-Elektroden der integrierten Schaltkreise funktionell zugeordnet sind.

Die polykristalline Siliziumschicht schützt den Basis-Emitter-Übergang. Ferner wird durch diese Schicht hindurch die Emitter-Diffusion vorgenommen. Die Quelle der einzudiffundierenden Verunreinigungen liegt außerhalb der polykristallinen Schicht und ist unbegrenzt. Die polykristallinen Silizium-Teile ergeben ferner einen besseren Kontakt. Durch die polykristalline Siliziumschicht wird der bei der Diffusion entstehende als "Vorwärtsschub" bekannte Nachteil vermieden. Das polykristalline Silizium-Element eignet sich außerdem zur Verwendung als Feld-Entlasbangs-Elektrode.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung warden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

Fig. la und Ib die Herstellung eines bekannten Transistors zeigen, der mit dem Nachteil des Vorwä±sstoß-Sffektes behaftet ist.

Fig. 2 bis 4 zeigen die Herstellung eines Transistors mit einem polykristallinen Silizium-Teil zur Vervrendung als Feld-Entlastungselektrode und zur Vermeidung des Vorwärtsstoß-Effektes.

Ficr. 5

Fig. 5 zeigt die Verwendung der polykristallinen Siliziumschicht zum Verbessern des Kontektes mit einem Halbleiter-Träger.

Bei der Erfindung wird polykristallines Silizium in der Öffnung einer Passivierungsschicht auf einem Halbleiterträger gebildet. Das polykristalline Silizium wird in irgend einer bekannten Weise z.B. durch Aufsprühen oder Niederschlagen gebildet. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird polykristallines Silizium in der Emitteröffnung einer Halbleiter-Anordnung verwendet, wobei das Silizium das Oberflächenoxyd überlappt. Da polykristallines Silizium die SiliziumDioxyd-Oberflächenschicht nicht auflöst oder anderweitig angreift, gibt die polykristalline Schicht dem Halbleiterträger eine zusätzliche elektrische Isolierung, außer wo dies durch die Emitter-Öffnung gewünscht ist. Dem gemäß wird eine Metallschicht über der polykristallinen Schicht gebildet, um die Emitterzone anzuschließen, wobei diese Schicht i.en Basis-Emitter-Übergang überlappt, ohne die Leistung des Transistors zu beeinflussen. Auf diese Weise sind Anordnungen mit kleineren geometrischen Ab me s s un gen mc j 1 i ch.

Bei der Herstellung von integrierten Schalkreisen wird ferner nach der Erfindung ein Träger aus einem Silizium-Halbleitermaterial mit einer oberen Oberfläche und einer Passivierungsschicht auf dieser Fläche verwendet. In der Schicht ist eine geeignete Öffnung vorgesehen, die mit einem polykristallinen Material ausgefüllt ist, das an dieser Fläche haftet. Ein Kragen aus polykristallinem Silizium, das aus einem Stück mit dem polykristallinen Element in der öffnung besteht, überlappt einen Teil dieser Schicht. Das Element und der integral angeformte polykristalline Bund werden vorteilhafterweise verwendet um einen Schaden bei einer hochkonzentrierten Diffusion zu verhindern indem sie als Puffer-Diffusionselement benutzt v/erden, ferner um einen elektrischen Anschluß mit niedi.'qem Widerstand zu schaffen in dem sie als Puffer-Kontakt-Element verwendet werden, ferner um eine Feld-Fntla^ungs-Elektrode zu schaffen, um elektromagnetische Streufelder von einem darUtter

- 7 - angeordneten

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angeordneten PN Übergang abzuhalten und um zu verhindern, daß in dem Silizium-Halbleiter-Träger eine Vergiftung zurückbleibt, indem sie als Getter für metallische Verunreinigungen verwendet wird.

Fig. la zeigt eine bekannte Halbleiteranordnung mit dem als Diffusions-Schaden oder Vorschub-Effekt bekannten Nachteil. Ein Halbleiterträger 10 ist mit einer Passivierungsschicht 12 auf seiner oberen Fläche 14 versehen. Die _assivierungsschicht 12 hat eine Öffnung 16 * Eine die Leitfähigkeit bestimmende Verunreinigung ist durch die öffnung 16 eindiffundiert, um eine Zone 18 einer ersten Leitfähigkeit in dem Halbleiterträger 10 zu bilden. Der Träger 10 hat entgegengesetzte Leitfähigkeit, so daß ein PN Übergang 20 zwischen den beiden gebildet wird. Der 'xräger 10 soll in dieser Beschreibung N Leitfähigkeit haben und die Zone 18 soll P Leitfähigkeit haben. Die durch die Öffnung 16 eindiffundierte Verunreinigung diffundiert in allen Richtungen. Der Übergang 20 verläuft daher in dem Träger 10 und erstreckt sich nach oben zu der Oberfläche 16 und endigt unter der Passivierungsschicht 12 in bekannter Weise.

In Fig. Ib kann die Passivierungsschicht 12 entfernt und durch eine frische Schicht 22 mit einer Öffnung 2 4 ersetzt werden. Die Dicke der Schicht 12 kann aber auch erhöht werden durch die Bildung einer Oxydschicht nach dieser Diffusion, in welche eine öffnung 24 eingeschnitten wird. Die Öffn'ung 24 wird nur über und innerhalb der Basiszone 18 ausgebildet. Ein weiteres, die Leitfähigkeit bestimmendes Material wird durch die öffnung 24 eindiffundiert, um eine Zone 26 der ersten Leitfähigkeit zu bilden. Das Material der ersten Leitfähigkeit hat N Leitfähigkeit, so daß ein NPN Transistor gebildet wird. Der übergang 20 liegt bei Hochfrequenzgeräten normalerweise nur etwa 0,5 Mikron unter der Oberfläche 14, weshalb während der Diffusion der Emitterzone 26 durch die letzt^^e an dem übergang 20 ein Vorsprung oder Ansatz 20a hervorgerufen wird. Dieser Vorsprung beeinflußt die Hochfiequenzcharakteristik der Anordnung und verschlechtert ihre Leistung. Durch eine Metallelektrode 30

- 8 - wird der

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wird der bekannte Transistor vervollständiat. Der wahre Grund für die Bildung des Vorsprunges 20a ist noch nicht geklärt. Dieser Vorsprung tritt normalen/eise bei der hochkonzentrierten Diffusion einer Zone mit entgegengesetzter Leitfähigkeit in eine bereits vorhandene flache Zone der ersten Leitfähigkeit auf. Besonders stärkt tritt er bei Phosphordiffusionen auf.

Die Figuren 2, 3 und 4 zeigen eine neuartige Möglichkeit die durch diesen Vorsprung hervorgerufenen Nachteile bzw. diesen selbst zu vermeiden durch Diffusion der die Leitfähigkeit bestimmenden Verunreinigung durch ein polykristallines Filter oder ein Puffer-Element, das über dem Bereich, in welchem die Diffusion erfolgt, angeordnet ist.

Fig. 2 zeigt den Ausgangsblock aus Häbleitermaterial, d.h. einen Träger 38, auf dem eine epitaxiale Schicht 40 mit einer Oberfläche 43 und einem übergang 42 gebildet ist. Der Träger 33 kann irgendeine Leitfähigkeit haben, in der Beschreibung wird angenommen, daß er eine IT Leitfähigkeit und zwar eine relativ hohe Leitfähigkeit hat, so daß e"r als N+ bezeichnet v/erden kann. Die epitaxiale Schicht 40 hat eine relativ niedrigere Leitfähigkeit, die als N Leitfähigkeit bezeichnet werden kann. Eins Passivierungsschicht 44 ist auf der Oberfläche 43 der epitaxialen Schicht geformt und bildet einen übergang 46 mit der Oberfläche 43. Die Passivierungsschicht kann ein Oxyd des Materials sein, das die epitaxiale Schicht bildet und da für -"ie Schicht 40 Silizium gewählt worder ist, besteht die Schicht 44 aus einem Silizium-Dioxyd. In bekannter V7eise wird eine öffnung in der Passivierungsschicht 44 ausaebildet und eine Basiszone 47 geformt, die einen Übergang 43 mit der Schicht 40 hat.

In Fig. 3 hat die Silizium-Dioxydschicht 44 eine öffnung 49, die einen Teil 43a der Oberfläche 43 freilegt. Die öffnung 49 kann irgendeine geeignete geometrische Form haben. Die Öffnung 49 ist nur aezeigt, um die Oberfläche 43, in der eine Diffusion erfolgt und ias Freilegen der Oberfläche 43 durch die Öffnung 49 darzustellen, "line Gleichmäßige Schicht 50 aus polykristallinem Silizium

- 9 - wird auf

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V7ird auf der Oberfläche dieses ^verbundkörpers gebildet und zwar auf der Silizium-Dioxydschicht 44 und der freien Fläche 4 3a der opitaxialcn Schicht 40. Die öffnung 49 liegt oberhalb und innerhalb der "a3iszO'>^Q 47. clie vorher eindiffundiert wurde.

4 zeigt den gesamten Verbundkörper einschließlich der epitaxialen Schicht 40 mit der Basiszone 47 und deren übergang 48, der sich zu der Oberfläche 43 der epitaxialen Schicht 40 erstreckt. Die öffnung 49 in der Silizium-Dioxyd-Schicht 44 legt die Oberfläche 4 3 der Basiszone 47 frei. Die zuvor gebildete polykristalline Siliziumschicht 50 ist unter Anwendung üblicher Photo-Masken-Methoden geätzt worden und umfaßt noch einen zentralen Teil 52, der an der Oberfläche 43a anhaftet und einen integral an diesem angeformten ringförmigen Teil 54, der aus der öffnung 49 herausvaiäuft und sich um ein vorbestimmtes Stück über einen Teil der Silizium-Dioxyd-Schicht 40 erstreckt. Die Länge der Überlappung des ringförmigen Teiles 5 4 über die Silizium-Dioxyäschicht 44 reicht aus, um jeden Übergang zn schützen, der danach durch Diffusion durch die polykristalline Schicht 52 hindurch gebildet wird. Durch das polykristalline Siliziumteil 52 hindurch erfolgt nun eine Diffusion, um eine Emitterzone 46 zu bilden, die einen übergang 5 8 mit der Basiszone 47 hat. Die Emitter-Diffusion wird als äußere Standard-Diffusion durchgeführt oder sie erfolgt mittete einer die Leitfähigkeit bestimmenden Verunreinigung, die aus der Schicht 50 stammt, und die während der Bildung der Schicht 50 in diese eingebracht wurde. Nach Beendigung der Diffusion wird eine Matall~ schicht auf der Oberfläche des Verbundkörpers gebildet, nämlich auf der Oberfläche der Passivierungsschicht 44 und den Oberflächen der Siliziumteile 52 und 54. Die polykristallinen Teile 52 und passivieren und schützen den übergang 58, denn sie werden, wenn sie einmal gebildet sind nicht mehr entfernt. Durch Anwendung bekannter Ätz- und Masken-Techniken wird das die Kontakt-Elektrode

- 10 - bildende

rein-'-

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bildende Metall in der Weise angeformt, daß es Kontakt mit der polykristallinen Siliziumkappe hat. Irgendein I'ontakt mit der Siliziuir-Dioxydschicht 44 ist nicht schädlich. Die Diffusion durch den polykristallinen Siliziumteil 52 hindurch reduziert den oben erwähnten Vorschub oder Vorsprung. ™enn die Diffusion durch den polykristallinen RI1tziumteil 52 hindurch erfolgt, v.'ird die hohe Konzentration der die Leitfähigkeit bestimmenden Verunreinigung durch den polykristallinen Siliziurateil 52 begrenzt. Da das Dolykristalline Silizium eine Masse von Versetzungen und anderen kristallinen Defekten darstellt, kann es leicht die sehr hohen Konzentrationen de': Dotierungsmittels absorbieren, ohne irgendwelche Beanspruchung auf die darunterliegende Sin-Kristall-Siliziumschicht 40 zu übertragen. Diese Ein-Kristall-Siliziumschicht 40, in der der Kollektor-Basis-Übergang und ein Emitter-Basis-Übergang liegen, ist frei von irgendeiner Beanspruchung und der Mechanismus, durch den die Diffusionskonstante L der Basis erhöht wird, wird reduziert.

β In Fig. 5 liegt der ringförmige Teil 54 über dem Emitter-Basis-

übergang 58. Dieser ringförmige T-:-■·. I 54 wirkt als Feld-Sntlastungs-Elektrode und er wird vor der Bildung des Emitter-Basis-Überganges 5 8 hergestellt. Dieser Emitter-Basis-Übergang 5 8 eines Transistors ist gegenüber seiner Umgebung empfindlich. Dem gemäß wird nach der Bildung der Emitteröffnung 49 aber vor der Emitter-Diffusion die polykristalline S " *ziumschicht 50 auf der Passivierungsschicht 44 niedergeschlagen. Der Emitter wird durch die polykristalline Siliziumkappe 52, die aus der Schicht 50 gebildet worden ist, hindurch diffundiert, da die Diffusionskonstanten von Bor und Phosphor mit denen sines Ein-Kristall-Siliziums vergleichbar sind. Die polykristallinen Siliziumteile 52 und 54 werden vor oder nach der Diffusion auf eine Größe gebracht, die etwas größer ist als das Emitter-Fenster, so daß sie den Emitter-Basis-übergang 58 überlappen. Das polykristalline Siliziumteil kann dann unter Anwendung üblicher Metallisierungstechniken mit einem Anschlußkontakt versehen werden.

- 11 - Durch die

V'."7 77

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Durch die Anwendung der Erfindung ergeben sich eine Vielzahl von Vorteilen. Das polykristalline Silizium gettert metallische Verunreinigungen aus dem Bereich des Emitter-Basis-Überganges. Hierdurch wird die Rekombination reduziert und der niedrige Beta-Strom der Anordnung verbessert. Die durch die Diffusion induzierten Versetzungen, die gewöhnlich bei Phosphor-^mitter-Periuuen auftreten, werden beträchtlich reduziert, da die sehr hohe Phosphorkonzentration, die diese effekte hervorruft, auf das polykristalline Silizium beschränkt ist. Zusätzlich zur Verbesserung des niederen Beta-Stror.ies werden Rauschfaktoren und Kriechströme reduziert. Der Emitter-Basis-Übergang wird in einer feldfreien Zone gebildet und verbleibt ständig in dieser. Hierdurch wird die Möglichkeit einer Störung durch ionisierte Oifte auf ein Minimum herabgedrückt. Dies ist von besonderem Vorteil, da eine Vergiftung die durch einen Vorgang nach der Diffusion eingeführt wird, beispielsweise durch ""askenbildung, ietallisieruno, Metallätzung und dergleichen, häufig sehr schwierig zu entfernen ist. In Fig. 5 ist die Verwendung der polykristallinen Siliziumschicht in Verbindung mit Kontakten irf. allgemeinen und insbesondere in Verbindung mit Widerstandskontakten, Kollektorkontakten und Basis-Kontakten dargestellt. Es wird ein raonokristalliner Siliziumträger 61 hergestellt, der eine Oberfläche ¹S2 und auf dieser eine Passivierungsschicht 64 hat. Wenn immer ein Kontakt ir.it dem monokristallinen Siliziumträger 61 erforderlich ist, wird eine öffnung 66 :Ln der Schicht 64 ausgebildet und eine Schicht 67 aus polykristallinem Silizium wird auf der Schicht 64 und auf einem Bereich 68 der Oberfläche 62 gebildet. Vor oder nach dor Diffusion durch die polykristalline Siliziumschicht 67 hindurch wird diese in die geometrische Form gebracht, dis für die entsprechende Anwendung des Gerätes erforderlich ist. Wie zuvor beschrieben, werden die Leitfähigkeit bestimmende Verunreinigungen zum Sndern der Leitfähigkeit des Trägers 61 durch die polykristalline Siliziumschicht 6 7 hindurch eindiffundiert, um einen verstärkten Bereich 70 derselben Leitfähigkeit wie derjenigen des Trägers 61 zu bilden. Danach wird

- 12 - eine

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eine Metall-Elektrode 72 oben auf der polykristallinen Siliziurnschicht 67 angebracht. Die polykrzstalline Siliziumschicht 67 verbessert den Kontakt zwischen der 'ietall-Elektrode 72 und dsm monokristailinen Siliziumträger 61, da die polykristalline Siliziumschicht 67 in der Art einer Brücke zwischen zwei ungleichen Arten von "laterialien wirkt. Im allgemeinen hat die polykristalline Siliziumschicht gegenüber der Elektrode 72 mehr den Charakter eines !Metalles als der Träger 61 und sie hat gegenüber dem letzteren, der aus Siliziun besteht, mehr den Charakter eines Halbleiters als uie ?'r>tall-Elektrode 72. Dieses Verfahren kann immer dann angewandt werden, wenn ein Kontakt mit einem Halbleiterkörper hergestellt werden soll.

Bei der Erfindung wird also nach der Herstellung einer Emitter-Öffnung aber vor der Emitter-Diffusion eine dünne Schicht aus polykristallinen? Silizium auf dem Substrat abgelagert. Der Emitter wird durch die polykristalline Schicht hindurch diffundiert. Die Bildung der Emitterzone mittels der dünnen Schicht aus polykristallinem Silizium verhindert einen Diffusionsschaden, der normalerweise durch die hohe Konzentration von Verunreinigungen hervorgerufen wird, die in der "mitterzone vorhanden ist. Ferner wird d'irch die Bildung der Emitterzone in Kombination mit der dünnen Schicht aus polykristallinen Silizium eine Feld-Entlastungselektrode geschaffen, "littels der Diffusion durch die dünne Schicht aus polykristallinen Silizium in einen Halbleiterträger erhält man eine Diffusionszone in diesem, der sich als verbesserter Kontakt für den Träaer eianet.

- 13 -

Claims (6)

'1236P/G-6 44/5 ν. ANSPRÜCHE

1. Halbleiteranordnung mit einem Träger aus Halbleitermaterial einer ersten Leitfähigkeit und mit einer ersten Oberfläche, einer auf dieser Oberfläche ausgebildeten Passivierungsschicht mit einer einen Teil dieser Oberfläche freilassenden Öffnung, gekennzeichnet durch eine Schicht (50) aus polykristallinem Halbleitermaterial, die über der Passivierungsschicht (44) und über dem freien Teil der ersten Oberfläche des Trägers (38, 40) angeordnet ist; ferner durch eine im Träger unter der polykristallinen Schicht ausgebildete Zone entgegengesetzter Leitfähigkeit, die ir.it dem Träger einen übergang aufweist, der sich zur ersten Oberfläche erstreckt und der durch die Passivierungsschicht (44) ständig passiviert ist.

2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, wobei der Träger eine erste Zone mit entgegengesetzter Leitfähigkeit als derjenigen des Träger^ aufweist, die eine zweite Oberfläche besitzt, die koplanar zur ersten Oberfläche des Trägers ist und die Passivierungsschicht auf der ersten und der zweiten Oberfläche ausgebildet ist, wobei die Öffnung in der Passivierungsschicht einen Teil der zweiten Oberfläche freiläßt, dadurch gekennzeichnet , daß die Schicht (50) aus polykristallinem Halbleitermaterial übef*"der Passivierunosschicht (44) und dem freien Teil (43a) der zweiten Oberfläche der ersten Zone (47) angeordnet ist; und daß in der ersten Zone (47) eine zweite Zone (56) des ersten Leitfähigkeitstyps unter der polykristallinen Schicht ausgebildet ist, die mit der ersten Zone (47) einen ^?!bercang (53) aufvreist, der sich zu dor zweiten Oberfläche der

Zone (47) erstreckt und durch die Passivierungsschicht (44) und die polykristalline Schicht (50) passiviert ist.

3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, wobei das Halbleitermaterial des Trägers einen festen spezifischen Widerstand besitzt, dadurch gekennzeichnet , daß die unter der polykristallinen Schicht im Trager ausgebildete Zone eine Zone mit höherem spezifischem Widerstand als demjenigen des Trägermaterials ist.

4. Halbleiter anordni; ng nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß an der polykristallinen Schicht eine Elektrode angeformt ist.

5. Halbleiteranordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Schicht aus polykristallinem Material einen zentralen Teil (52), der an dem freien Teil der Oberfläche (43, 62) haftet, sowie einen integral an diesem angeformten Umfangsteil (54) aufweist, der an dar Passivierungsschicht (44, 64) haftet und sich quer zu dieser erstreckt, um den PN Übergang abzudecken.

6. Halbleiteranordnung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitermaterial Silicium, die Passivierungsschicht Siliciumoxyd und die polykristalline Schicht polykristallines Silicium ist.