DE7216704U

DE7216704U - Halbleiteranordnung mit flachliegender grenzschicht

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Publication number: DE7216704U
Application number: DE19727216704
Authority: DE
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1971-05-03
Filing date: 1972-05-03
Publication date: 1972-08-10
Also published as: DE2221582A1

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. LEO FLEUCHAUS

DR.-ING. HANS LEYH

7i, 27. April 1972

Melchi&.-str. 42

Unser Zeichen: M261P/^-77 8/9

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

Halbleiteranordnung mit flachliegender Grenzschicht

Die Erfindung betrifft eine Halbleiteranordnung mit flachliegender Grenzschicht, bei der die Durchbruchspannung auf einen Wert vergrössert ist, der in der Nähe der Massen-Durchbruchspannung im Halbleiterträger liegt. Für Halbleiterelemente wie z.B. Dioden, Varaktoren, Transistoren und Gleichrichter, ist es bisher nur möglich eine verhältnismässig hohe Durchbruchspannung zu erzielen, die im Bereich der theoretischen Massen-Durchbruchspannung des Halbl2itermaterials liegt, wenn ein Tiefendiffusion zur Erzeugung einer tiefliegender. Grenzschicht vorgenommen wird. Solche in die Tiefe gehenden Diffusionen begrenzen jedoch das Hochfrequenzverhalten dieser Halbleiterelemente und sind daher nicht durchzuführen, wenn die Halbleiterelemente für hohe Frequenzen verwendbar sein sollen.

Fs/ba Einer

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Einer der hauptsächlichen Gründe für die tätsächliche gegenüber der theoretischen Durchbruchspannung verhältnisraässig niederen Durchbruchspannung liegt in der speziellen Grenzschichtkonfiguration, wie sie sich bei den verschiedenen »?rst_?ii,,np<:yerfaiirpn «*r?ibt^ Wenn der Grenzschichtverlauf mit verhältnismässig scharfen Kanten und Spitzen versehen ist, so bildet sich in diesen Bereichen eine Ladungskonzentration und damit eine Feldstärkekonzentration. Obwohl die Massen-Durchbruchspannung eines Halbleiterelementes auf einem gegebenen Niveau liegt, kann das elektrische Feld in der Umgebung solcher Spitzen und Kanten die tatsächliche Durchbruchspannung des Halbleiterelementes um viele* kleiner als die theoretische Durchbruchspannung machen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Halbleiteranordnung zu schaffen, bei der ein fassonierter Grenzschichtveriauf die Durehbruchspannung wesentlich vergrössert. Ein solcher fassonierter Grenzschichtverlauf soll keine Ladungskonzentrationen verursachende Spitzen und Kanten aufweisen und durch eine Diffusion bei flachliegenden Grenzschichten erzielbar sein. Der flach auslaufende Grenzschichtverlauf soll bezüglich seiner seitlichen Ausdehnung begrenzbar und definierbar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Grenzschicht zwischen Bereichen unterschiedlicher Leitfähigkeit weich verlaufend und unter Vermeidung von Ladungsanhäufungen verursachenden Spitzen und Kanten ausgebildet ist, wobei sich die Grenzschicht der Oberfläche der Halbleiteranordnung allmählich verlaufend nähert.

- 2 - Bei

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Bei einer, geraäss der Erfindung hergestellten Halbleiteranordnung lässt sich ein fassonierter Grenzschichtverlauf ausbilden, d^r im wesentlichen nur weiche Rundungen hat una daher eine gleichmässige Ladungsverteilung über den Grenzschichtverlauf bewirkt. Durch die hiermit vermiedenen scharfen Kanten und Spitzen wird eine Ladungskonzentration vermieden, sodass die Durchbruchspannung wesentlich erhöht ist. Dieser günstige Grenzschichtverlauf lässt sich durch die Verwendung einer amorphen Halbleiterschicht erzielen, der auf der Oberfläche des Halbleiterträgers angebracht ist, in welchem durch Diffusion die Grenzschicht ausgebildet werden soll. Vorzugsweise findet als amorphes Material eine amorphe Siliziumschicht Verwendung, obwohl auch andere Halbleitermaterialien hierfür geeignet sind. Unter einer amorphen Schicht sind solche Schichten zu verstehen, in denen im wesentlichen keine Kristallite auftreten, welche die Diffusionsgeschwindigkeit der dotierenden Materialien verändern würden. Selbstverständlich können im geringen Umfang kleine kristallite Strukturen in der Schicht vorhanden sein, sodass man von einer amorphen, polikristallinen Schicht sprechen kann, was ebenfalls zu zufriedenstellenden Ergebnissen führt, wenn die Schicht weniger als etwa ein #um dick ist.

Die Verwendung einer amorphen Schicht für die Herstellung der erfindungsgemässen Halbleiteranordnung hat folgenden Grund: Bei dem Diffusionsverfahren, wenn d? für die Diffusion verwendeten Atome auf die Oberfläche des amorphen Siliziummaterials auftreffen, wandern diese Atome nicht nur in senkrechter Richtung durch das amorphe Material, sondern ebenfalls auch in seitlicher Richtung. Der Grund füT diese in wesentlichem Umfang seitliche Bewegung des dotierenden Materials in der amorphen Schicht ergibt sich wegen der hohen Diffusionsgeschwindigkeit aller Materialien, die normalerweise für die Dotierung von Halbleitermaterialien Verwendung finden. Wenn von dieser Erscheinung voll Gebrauch

- 3 - gemacht

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gemachtwerden soll, ist es zweckmässig, die amorphe Siliziumschicht direkt auf der Oberfläche des zu diffundierenden Halbleiterträgers aufzubringen und darüber eine Maske anzuordnen, die in gev/isser Hinsicht eine Begrenzung des dotierten Bereiches schafft. Wegen der sehr hohen Ulffusionsgeschwindigkeit ergibt sich auch eine seitliche Diffusion in der amorphen Schicht, sodass die Grenzschicht weich verlaufend sich nach der Seite ausbreitet und allmählich der Oberfläche des Halbleiterträgers nähert. Damit werden auch starke Ladungskonzentrationen an denjenigen Stellen der Grenzschicht vermieden, an denen diese an der Oberfläche des Halbleiterkörpers austritt. Die Verwendung einer amorphen Siliziumschicht zur Beeinflussung des Diffusionsvorgangs hat auch noch einen weiteren Vorteil, da der fassonierte Grenzschichtverlauf auch zu einem wesentlich geringeren Leckstrom führt. Dieser fassonierte Grenzschichtverlauf mit dem daraus folgenden Fehlen von Spitzen und Kanten, die Ladungskonzentrationen und Feid-

Ε Konzentrationen auslösen, führt dazu, dar? Verhältnis-

massig flach liegende Grenzschichten be ei s ein sehr gutes Hochfrequenzverhalten zeigen, *f ι nunmehr bei höheren Frequenzen . agen des Fehlens von Ladungs- und Feldkonzentrationen keine Spitzendurchbrüche mehr stattfinden können. Als weiterer Vorteil ergibt sich,dass durch die Verwendung einer amorphen Siliziumschicht die Zeitdauer für den Diffusionszyklus verkürzt werden kann. Z.B. lassen sich für Varaktorhalbleiteranordnungen Verkürzungen für die Diffusionszeit bis zum Faktor 4 erzielen. Aus dem Vorausstehenden ergibt sich, dass also,um das erforderliche Hochfrequenzverhalten bezüglich der Durchbruchspannung zu erzielen, keine Grenzschichten mehr in einer Tiefe notwendig sind, die etwa 2 ,um übersteigt. Selbstverständlich kann die Erfindung auch bei tiefliegenden Grenzschichten Verwendung "inden und ebenfalls zur Verbesserung der Durchbruch-

- 4 - spannung

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spannung führen.

Obwohl sich der Grenzschichtverlauf bei einer Diffusion durch eine amorphe Siliziumschicht über die Diffusionszeit kontrollieren lässt, kann eine seitliche Ausbreitung der Gr^TlZ5Chic-t $H(\\iTc.h hsprepzt werden, dass ein nassivisren™ des Material als Maske über dem Halbleiterkörper angebracht wird, durch welches keine Diffusion möglich ist. Die Maske besitzt eine vergrösserte öffnung, das heisst, dass die öffnung grosser als eine für die Diffusion des Hauptvolumens des zu diffundierenden Bereichs notwendige öffnung ist. Ober dieser passivierenden Maske wird nunmehr die amorphe Siliziumschicht angebracht, die im Bereich der öffnung der passivierenden Maske auf der Oberfläche des Halbleiterträgers aufliegt. Ober der amorphen Siliziumschicht wird eine weitere Dotierungsmaske angeordnet, die im wesentlichen die Grosse des zu dotierenden Bereiches definiert. Wenn nunmehr die Diffusion durch die amorphe Silizium= schicht stattfindet, wird die seitliche Diffusionsbewegung im amorphen Material durch die passivierende Maske und damit auch die seitliche Ausdehnung des fassonierten Grenzschichtverlaufs begrenzt. Auf diese Weise lässt sich ein definierter, dotierter Bereich schaffen, bei dem sich die Grenzschicht allmählich der Oberfläche des Halbleiterkörpers nähert und sozusagen asymptotisch aus dieser austritt. Damit wird die insbesondere an der Austrittstelle der Grenzschicht in herkömmlicher Weise diffundierter Bereiche auftretende Ladungs- und Feldkonzentration vermieden. Es ist offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung unter Verwendung von amorphem Silizium auch Anwendung finden kann, wenn bereits Grenzschichtübergänge in einem Halbleiterkörper vorhanden sind. Zu diesem Zweck wird ein weiterer Diffusionsschritt durch eine amorphe Materialschicht vorgenommen, die über dem bereits vorhandenen j Grenzschichbereich angeordnet ist.und über die Stellen

hinaus verläuft, an welchen die Grenzschicht in der Ober-

] - 5 - fläche

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fläche des Halbleiterkörpers austritt. Durch eine solche weitere Diffusion durch eine nachträglich aufgebrachte amorphe Schicht kann die Durchbruchspannung für bereits ausgebildete Halbleiteranordnungen ebenfalls verbessert werden, wobei Verbesserungen bis zu etwa 50 % erzielbar sind.

Beim Durchdringen des Dotierungsmaterial durch die amorphe Siliziumschicht erreicht die Dotierungskonzentration dieser Schicht Werte, die gleich oder annähernd gleich der Mischkristall-Löslichkeit des dotierenden Materials im amorphen Material ist. Aus diesem Grund brau-ht die amorphe Siliziumschicht nicht entfernt zu werden, wenn an dem diffundieiten Bereich der Halbleiteranordnung ein ohmischer Kontakt angebracht werden soll. Vielmehr kann der Kontakt direkt auf der amorphen, stark dotierten Siliziumschicht angeordnet werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 einen Halbleiteraufbau bekannter Art mit einem Grenzschichtverlauf, bei dem sich in bestimmten Bereichen Spitzenladungen aufbauen, die einen vorzeitigen Durchbruch auslösen;

Fig. 2 einen Halbleiteraufbau gemäss der Erfindung mit einer amorphen Siliziumschicht, die zur Erzeugung eines fassonierten Grenzschichtverlaufs geeignet ist, um die Durchbruchspannung zu erhöhen;

Fig. 3 eine gemäss der Erfindung hergestellte Halbleiter-

- 6 - anordnung

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anordnung mit einer fassonierten Grenzschicht, die durch eine vergrösserte öffnung in einer passivierenden Schicht begrenzt ist;

Fig. 4 eine Halbleiteranordnung, bei der unter Verwendung einer amorphen Siliziumschicht auf der Oberfläche eines mit einer Grenzschicht zwit ,hen Halbleitermaterial unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps versehenen Trägers die Grenzschicht fassoniert 1st.

In Fig. 1 ist der konventionelle Aufbau einer Haibie . erdiode 10 in einem Trägermaterial 11 dargestellt, das als N-leitendes Material mit einem Widerstand von 1 Ohm cm angenommen wird. In den Halbleiterträger ist ein P-leitendet Bereich 12 eindiffundiert, sodass eine Grenzschicht entsteht, die etwa dem mit 13 bezeichneten Verlauf entspricht. Der Grenzschichtverlauf ergibt sich aufgrund der herkömmlichen Diffusionstechnik durch eine Siliziumdioxydmaske 14. Wenn die Tiefe der Grenzschicht, wie sie durch einen Doppelpfeil 15 gekennzeichnet ist. in der Grössenordnung von etwa 5 um bis 10 ,um liegt, ergibt sich entweder für einen Mesa-Aufbau, oder bei einem Aufbau mit extrem tiefer Diffusion eine Durchbruchspannung in der Grössenordnung von etwa 100 Volt als Grenzwert aufgrund der Massen-Durchbruchscharakteristik des Materials. Wenn jedoch die Tiefe der Grenzschicht von etwa 5 ,um bis 10,um auf etwa 0,2/um verringert wird, dann verkleinert sich die tatsächliche Durchbruchspannung auf Werte zwischen etwa 15 Volt und 25 Volt. Demgegenüber lässt sich mit Hilfe der Erfindung bei einer Grenzschichttiefe von etwa 0,2 ,um eine Durchbruchspannung in der Grössenordnung von etwa 60 Volt bis etwa 70 Volt erzielen. Somit bietet die Erfindung die Möglichkeit, eine hohe üurchbruchsnannung zu erreichen, ohne dass eine tiefliegende Grenzschi ..t notwendig ist. Damit kann i».an für Anwendungs-

- 7 - fälle

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fälle die bisher nur mit tiefliegender Grenzschicht zu verwirklichen waren, nunir.^hr auch die Vorteile einer flachliegenden Grenzschir'.xi mit auswerten.

Die Gründe für die herabgesetzte Durchbruchspannung bei einer Diode gemäss Fig. 1 liegen in den verhältnismässig geraden Seitenwänden 16 und 17 des diffundierten Bereiches, die für eine Ladungsanhäufung an den mit den Pfeilen 19 und 20 bezeichneten Punkten verantwortlich sind. Eine weitere Ladungsanhäufung entsteht an den verhältnismässig scharfen .Ecken 21 und 22 im unteren Teil des diffundierten Bereiches, was ebenfalls zu einem vorzeitigen üurchbruch der Grenzschicht beiträgt, Ein ausgeglichener, bzw. fassonierter Grenzschichtverlauf ist in Fig. 2 dargestellt, bei der eine Diode 30 in einem N-leitenden Halbleiterträger 31 ausgebildet ist. Für die Erfindung ist es unwesentlich welchem Leitfähigkeitstyp das Halbleiterelement angehört und in welcher Form dieses ausgebildet ist. Der fassonierte Grenzschichtverlauf ist füT alle Arten von Halbleiterelementen von Vorteil, obwohl in der vorliegenden Beschreibung der Einfachheit halber nur Halbleiterdioden betrachtet sind. Auf der Oberfläche des Halbleiterträgers 31 ist eine amorphe Siliziumschicht in einer Dicke von etwa 1 ,u;r. bis etwa 2 ,um aufgebracht. Diese Schicht ist mit 32 bezeichnet. Eine Eigenschaft einer solchen amorphen Siliziumschicht ist, dass die Diffusionsgeschwindigkeit für die herkömmlich verwendeten Dotierungsmaterialien, wie z.B. Arsen, Antimon, Zinn, Aluminium, Phosphor, Bor,Gallium, Indium usw. durch das amorphe Silizium extrem hoch ist. Somit diffundieren die Atome des Dotierungsmaterials wenn dieses über die Oberfläche 33 der Schicht 32 einwirkt nicht nur in vertikaler Richtung sondern auch in seitlicher Richtung durch die Schicht 32, wie dies mit den Pfeilen 35 angedeutet ist. Um die Diffusion an einer bes limmten Stelle zu erzielen

- 8 - wird

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wird die Oberfläche der amorphen Schicht 32 mit einer Siliziumdioxydmaske 36 abgedeckt, die eine öffnung über dem Bereich hat, in dem die Grenzschicht ausgebildet werden soll. Wein die dotierenden Atome durch die amorphe Siliziuiiischicht 32 hindurchd if fundiert werden, ergibt sich ein fassonierter Grenzschichrverlauf, wie er mit der ausgezogenen Linie 40 angedeutet ist. Im vorliegenden Fall ist der dotierte Bereich P-leitend. Der Grenzschichtverlauf ist bei dreidimensionaler Betrachtung kugelförmig, wenn eine runde öffnung in der Maske 36 vorgesehen ist. Wenn die Maske jedoch eine öffnung mit vier Kanten aufweist, n*mmt der diffundierte Bereich die Form eines gekrümmten Körpers mit im wesentlichen runden Seitenviänden an. Damit wird durch die Verwendung einer amorphen Siliziumschicht ein kontinuierlicher Verlauf der Grenzschicht bewirkt und der zu einem vorzeitigen Durchbruch führende Ladungsaufbau vermieden. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, entspricht das Profil des Grensschichtverlaufes im wesentlichen einem Kreisabschnitt, wobei die exakte Formgebung von der auf die Oberfläche 33 einwirkenden Konzentration des Dotierungsmittels der Diffusionsgeschwindigkeit des Dotierungsmittels durch die amorphe Siliziunschicht 32 und der Diffusionsgeschwindigkeit des Dotierungsmittels im Halbleiterträger 31 abhängt. Im allgemeinen wird jedoch ein zwiebeiförmig gerundeter Grenzschichtverlauf erzielt, bei dem eine Anhäufung von Ladungsträgern verhindert und damit eine Erhöhung der Durchbruchspannung für das Halbleiterelement erzielt wird, wobei sich gleichzeitig eine Verringerung des Leckstromes ergibt. Wenn sich die Dotierung des Halbleiterkörpers über einen verhältnismässig langen Zeitraum erstreckt, stellt sich ein Grenzschichtverlauf ein, wie er mit Hilfe der gestrichelten Linie 41 in Fig. 2 angedeutet ist, wobei

- 9 - der

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der Grenzschichtverlauf derart seitlich ausläuft, dass sich das P-leitende Dotierungsmaterial über die Oberfläche des Halbleiterträgers seitlich ausbreitet. Dieser Vorgang, wie er sich bei verhältnismässig langer Diffusionszeit einstellt, kann jedoch durch einer» Aufbau gemäss Figr 3 beeinflusst werden. Bei diesem Aufbau ist auf dem Halbleiterträger 31 eine Maske 45 mit vergrösserter öffnung vorgesehen, deren üeitenwände 46 einen Bereich begrenzen der grosser als derjenige Bereich ist, in dem der wesentliche Teil der Grenzschicht, wie sie mit der gestrichelten Linie 47 angedeutet ist, verlaufen soll. Über der Maske 45 wird die amorphe Siliziumschicht 48 angebracht, die sich ebenfalls in die durch die Seitenwände 46 begrenzte Öffnung erstreckt. Ober der amorphen Siliziumschicht 48 ist eine weitere passivierende Schicht bzw. dielektrische Schicht 49 angeordnet, in der eine weitere, durch die Seitenwände 50 begrenzte öffnung angebracht ist, um den Bereich zu definieren, in weichem der wesentliche Teil der Grenzschicht ausgebildet werden soll. Anschliessend wird durch diese öffnung sowie durch die amorphe Siliziumschicht 48 die Dotierung vorgenommen, sodass sich eine fassonierte Grenzschicht zwischen dem Halbleiterträger 31 und dem Dotierungsbereich 56 ausbildet, wie diese Grenzschicht durch die ausgezogene Linie 55 angedeutet wird. Aus der Darstellung kann man entnehmen, dass der nach der Seite ausfliessende Dotierungsbereich 56 an denjenigen Stellen eine Begrenzung erfährt, die durch die Seitenwände 46 der Maske 45 bestimmt sind.

Das vorausstehend beschriebene Verfahren kann zur Gestaltung von Grenzschichten in jeglichem Halbleitermaterial mit jeglichem Dotierungsmittel Verwendung finden, solange das Dotierungsmittel durch eine amorphe Schicht diffundiert. Bezüglich des Begriffes"amorphes Silizium" sei auf den Unterschied gegenüber dem üblichen Begriff "polikristallines Silizium" hingewiesen, wobei unter amorphem Silizium ein solches Material zu verstehen ist, in welchem im wesentlichen keine Kristallite vorkommen, wogegen polikristallines

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Silizium ein Material bezeichnet, in welchem bere^hsweise Kristallite auftreten, die eine zufällige Orientierung in ihrer Verkeilung über das Material aufweisan. Wenn jedoch die Bereiche der Kristallite bezüglich der Grosse abnehmen, insbesondere wenn üic i-oriartionäWärmC vetnngsri ;?ir--i,

wirkt das Material wie ein amorphes Material, obwohl noch einige Kristallitformationen vorhanden sein können. Somit kann jegliches, polikristalline Halbleitermaterial als amorphes Material Verwendung finden, bei welchem die Kristallitanhäufungen so geringfügig sind, dass sie im wesentlichen nicht zu erkennen sind. Es ist auch ohne Bedeutung in welcher Weise das Dotierungsmaterial durch das amorphe Material hindurchdiffundiert wird. Die Diffusion ist am bequemsten mit einem Dotierungsmittel in gasförmiger Phase innerhalb eines Diffusionsraumes vorzunehmen. Jedoch werden neuerdings auch dotierte Oxyde als Diffusionsquellen verwendet und zwar in der Form, dass dieses dotierte Oxyd direkt auf der Oberfläche des Bereiches angebracht wird, der dotiert werden soll. In diessm Aufbau wird das Halbleiterelement einer Wärmebehandlung unterzogen. Typische Werte für die Grenzschichttiefe und für die Prozessparameter ergeben sich unter Verwendung einer amorphen Schicht aus nachfolgenden Angaben:

Halbleiterträger: N-leitendes Silizium mit einem Widerstand von einem Ohm cm. Amorphe Schicht: Silizium 0,8 /Um dick.

Gasförmiges Dotierungsmaterial: Bor.

20 Dotierungsmaterial im amorphen Silizium: 10 Atome/cm

Grenzschichttiefe: Etwa 0,2 bis 0,3 /um. Durchbruchspannung: Etwa 60 bis 75 Volt. Theoretische Durchbruchspannung aufgrund der Massencharakteristik: Etwa 90 bis 100 Volt.

Durchbruchspannung bei einer Grenzschichttiefe von 0,2 bis 0,3 /um ohne Diffusion durch eine amorphe Siliziumschicht: 15 bis 25 Volt.

- 11 - Es

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Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass eine Erhöhung der Durchbruchrpannung auch bei bereits fertiggestellten HaIbleitereler..enten, z.B. einer fertigen Diode, vorgenommen werden kann. Dies wird anhand der Fig. 4 erläutert, bei eier XH exiiciii rittlblcitcrtTagcr 6D eil· EiifCICi"« 5C iüit sntgsgsn = gesetzter Leitfähigkeit dargestellt ist. Die herkömmliche, im wesentlichen rechteckig verlaufende Grenzschicht ist mit einer ausgezogenen Linie 67 angedeutet. Ober dieser bereits fertiggestellten Grenzschicht wird auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers eine amorphe Schicht 70 angebracht, die mit einer geeigneten Maske 71 abgededct wird. Durch die öffnung und durch die freigelegte amorphe Schicht wird eine Diffusion mit einem P-leitenden Dotierungsmaterial vorgenommen, wodurch sich eine leicht gekrümmt verlaufende Grenzschicht ausbildet, wie sie mit der gestrichelten Linie 72 angedeutet ist. Damit wird eine Erhöhung der Durchbruchspannung bei einer bereits fertigen Diode um etwa 50 % erzielt. Selbstverständlich kann dieselbe Massnahme auch bei Halbleiterelementen angewandt w■■■'<Men, bei denen eine gegenüber der Darstellung entgegengesetzte Leitfähigkeit szuordnr*\g gegeben ist.

Aus dem Vorausgehenden ergibt sich, dass ein fassonierter Grenzschichtverlauf gemäss der Erfindung einen beträchtlichen Vorteil für die Schaffung von Halbleiterelementen mit hoher Durchbruchspannung bietet. Die Durchbruchcpannung kann um das Zwei- bis Dreifache grosser sein, wenn der flachliegende Grenzschichtverlauf gemäss der Erfindung aufgebaut ist. Es braucht wohl im einzelnen nicht angegeben zu werden, wie die amorphe Schicht herzustellen ist, da offensichtlich hierfür ein epitaxiaies Verfahren Verwendung finden kann. Mit Hilfe einer Zerstäubung kann eine amorphe Schicht genausogut hergestellt werden, wie mit Hilfe einer Vakuumaufdampfung bei hohen Temperaturen. Bei dem epitaxialen Verfahren wird die

- 12 - amorphe

amorphe Siliziumschicht durch die Reduktion von Silan in einem Trägergas aus Stickstoff ohne Wasserstoff erhalten. Der Temperaturbereich für den amorphen Siliziumaufbau beim epitaxialen Verfahren liegt zwischen etwa 380 C und 900 C, obwohl sich unter bestimmten Bedingungen bei den oberen Temperaturen Kristallite ausbilden können. Um Kristallite zu vermeiden, wird der Vorteil der erhöhten Diffusionsgeschwindigkeit durch das amorphe Material ausgenutzt, jedoch sind einige Kristallite unbedeutend, da sie die Diffusionsgeschwindigkeit durch ein Blockieren der Diffusion des Dotierungsmaterials nicht ausreichend ändern. Daher lassen sich bei der oberen Temperatur von etwa 900⁰C noch zufriedenstellende Ergebnisse erzielen.

Vorausstehend wurde die Dotierung durch eine amorphe Halbleiterschicht beschrieben, um die Durchbruchspannung ] der durch die Diffusion gebildeten Grenzschicht zu ver-

grössern, indem die Grenzschicht weich verlaufend aus-

! gebildet wird. Der fassonierte Grenzschichtverlauf be-

wirkt eine im wesentlichen gerundet und flach auslaufende Begrenzung. Dadurch wird in vorteilhafter Weise die Durchbruchsp£.nnung erhöht, der Leckstrom verringert, der Grenz-

* schichtverlauf gleichmässigsr und ohne Spitzen bzw. scharf-

: kantige Obergänge gestaltet und ein kürzerer Diffusions-

zyklus erzielt. Die Erfindung bietet auch die Möglichkeit

j die Grenzschichtausbreitung zu begrenzen. Ein Vorteil

dpr Erfindung besteht auch darin, dass die amorphe Schicht selbst so stark dotiert sein kann, dass sie als Kontaktfläche für das Halbleiterelement verwendbar ist.

- 13 - Schutzanspruch

721S 7 Q* io. 8.72

Claims

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Schutzansprüch

Halbleiteranordnung mit flachliegender Grenzschicht, bei der die Durchbruchspannung auf einen Wert vergrösscrt ist, der in der Nähe der Massen-Durchbruchspannung im Halbleiterträger liegt, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Grenzschicht (40; 55; 67) zwischen Bereichen (31, 56; 65, 66) unterschiedlicher Leitfähigkeit weich verlaufend und unter "ermeidung von Ladungsanhäufungen verursachenden Spitzen und Kanten ausgebildet ist, wobei sich die Grenzschicht der Oberfläche der Halbleiteranordnung allmählich verlaufend nähert..