EP0018409A1 - Verfahren zum herstellen von halbleiterbauelementen - Google Patents
Verfahren zum herstellen von halbleiterbauelementenInfo
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Definitions
- the invention relates to a method for producing semiconductor components with at least one surface zone of a specific conductivity type produced by introducing a dopant into a semiconductor body.
- predetermined critical sheet resistances with close tolerance had been set by several successive thermal treatments of the semiconductor body, the sheet resistance being measured after the individual treatment steps.
- the invention has for its object to design the method according to the preamble of claim 1 so that it is easily possible to control the thermal treatment of a semiconductor body so that a predetermined dopant distribution or conductivity is reliably maintained.
- This object is achieved in that the electrical properties of a test figure formed in part of the surface of the semiconductor body are measured and at the same time the surface of the semiconductor body is subjected to a thermal treatment which changes the dopant distribution or the conductivity by means of intense optical radiation directed at it , which is canceled as soon as the measured electrical properties have reached a predetermined value.
- the single figure shows a disk-shaped semiconductor body 1 which, in addition to the (four only schematically indicated) semiconductor components to be produced.
- 2 carries a test figure 3.
- the sheet resistance can be measured with the aid of contact tips 4 placed on the contact areas of this test figure.
- the wafer After the dopant has been introduced into the wafer 1 by ion implantation, the wafer is. so intensely optically irradiated that the implanted layer heals. This irradiation is preferably carried out with the aid of a continuously or pulsed laser.
- the decrease in sheet resistance that occurs during this thermal treatment is measured in situ via test figure 3 and contact tips 4. After reaching the predetermined target value for the sheet resistance, the optical radiation is switched off and the thermal treatment is abruptly stopped.
- the thermal treatment can be carried out by irradiation with a laser, but also by irradiation from strong other light sources, scanned or unscanned.
- the method according to the invention can be used with particular success for the precise manufacture of sheet resistors, in particular high-resistance resistors in integrated circuits.
- Another preferred application of the method according to the invention is the reproducible setting of predetermined small base widths in bipolar high-frequency transistors.
- test figure used to measure the dopant distribution or conductivity in the semiconductor body need not be exclusively a zone or arrangement of zones used for this purpose, but also by one or a part of one of the ones to be produced Semiconductor components can be formed.
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Description
Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen mit mindestens einer durch Einbringen eines Dotierstoffes in einen Halbleiterkörper erzeugten Oberflächenzone eines bestimmten Leitungstyps.
Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen ist es ein großes Problem, eine bestimmte vorgegebene Dotierstoffverteilung bzw. Leitfähigkeit im Halbleiterkörper einzuhalten.
Das Einstellen vorgegebener kritischer Schichtwiderstände mit enger Toleranz erfolgte bisher durch mehrere aufeinanderfolgende thermische Behandlungen der Halbleiterkörper, wobei nach den einzelnen Behandlungsschritten der Schichtwiderstand gemessen wurde.
Bei diesem Verfahren ist jedoch die Genauigkeit der Einstellung nicht sehr groß. Das Verfahren ist aufwendig und kostspielig und die Wahrscheinlichkeit, daß vorgegebene Sollwerte irreversibel überschritten werden, ist groß. Mehrere aufeinanderfolgende thermische Behandlungen führen darüberhinaus zu erhöhten Kristall- und Oberflächenschädendichten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszugestalten, daß es auf einfache Weise möglich ist, die thermische Behandlung eines Halbleiterkörpers so zu steuern, daß eine vorgegebene Dotierstoffverteilung bzw. Leitfähigkeit sicher eingehalten wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elektrischen Eigenschaften einer in einem Teil der Oberfläche des Halbleiterkörpers gebildeten Testfigur gemessen werden und gleichzeitig die Oberfläche des Halbleiterkörpers mit Hilfe einer auf ihn gerichteten intensiven optischen Strahlung einer die Dotierstoffverteilung bzw. die Leitfähigkeit verändernden thermischen Behandlung ausgesetzt wird, die abgebrochen wird, sobald die gemessenen elektrischen Eigenschaften einen vorgegebenen Wert erreicht haben.
Der Vollständigkeit halber sei hier erwähnt, daß es bereits bekannt ist (Appl. Phys. Letters 32 (1978) 339-141) die Gitterstörungen in durch Ionenimplantation und dotiertem Silicium durch Bestrahlen mit einem Laser auszuheilen.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Mit dem Verfahren nach der Erfindung wird erreicht, die Auswirkungen der thermischen Behandlung des Halbleiterkörpers, d.h. die Veränderung der Dotierstoffverteilung bzw. der Leitfähigkeit unmittelbar während der Behandlung zu messen und diese dann abzubrechen, wenn die vorgegebenen Werte erreicht sind. Dadurch ist es möglich, auf die aufwendige mehrfache thermische Behandlung der Halbleiterkörper zu verzichten und die Ausbeute wesentlich zu erhöhen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt einen scheibenförmigen Halbleiterkörper 1, der neben den (vier nur schematisch angedeuteten) herzustellenden Halbleiterbauelementen . 2 eine Testfigur 3 trägt. Mit Hilfe von auf die Kontaktbereiche dieser Testfigur aufgesetzter Kontaktspitzen 4 kann der Schichtwiderstand gemessen werden.
Nach dem Einbringen des Dotierstoffs in die Scheibe 1 durch Ionenimplantation wird die Scheibe. so intensiv optisch bestrahlt, daß ein Ausheilen der implantierten Schicht stattfindet. Dieses Bestrahlen geschieht vorzugsweise mit Hilfe eines kontinuierlich oder gepulst arbeitenden Lasers.
Die bei dieser thermischen Behandlung auftretende Abnahme des Schichtwiderstandes wird über die Testfigur 3 und die Kontaktspitzen 4 in situ gemessen. Nach dem Erreichen des vorgegebenen Sollwertes für den Schichtwiderstand wird dann die optische Bestrahlung abgeschaltet und damit die thermische Behandlung schlagartig abgebrochen.
Es ist also im Gegensatz zu dem bisher angewendeten Verfahren nicht mehr erforderlich, für die thermische Behandlung Werte vorzugeben, nach dem Beenden der vorgegebenen thermischen Behandlung diese Werte nachzuprüfen und dann erforderlichenfalls eine weitere thermische Behandlung anzuschließen, sondern die thermische Behandlung kann automatisch genau dann abgebrochen werden, wenn die vorgegebenen Werte erreicht sind. Die thermische Behandlung kann wie bereits erwähnt durch Bestrahlung mit einem Laser, aber auch durch Bestrahlung über starke andere Lichtquellen, gescannt oder ungescannt erfolgen.
Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich mit besonderem Erfolg zur genauen Herstellung von Schichtwiderständen, insbesondere hochohmigen Widerständen in integrierten Schaltungen anwenden.
Eine weitere bevorzugte Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung ist die reproduzierbare Einstellung vorgegebener kleiner Basisweiten bei bipolaren Hochfrequenztransistoren.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß die zur Messung der Dotierstoffverteilung bzw. Leitfähigkeit im Halbleiterkörper verwendete Testfigur nicht ausschließlich eine für diesen Zweck verwendete Zone, bzw. Anordnung von Zonen, zu sein braucht, sondern auch durch ein, bzw. einen Teil eines der herzustellenden Halbleiterbauelemente gebildet werden kann.
Claims
1. Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen mit mindestens einer durch Einbringen eines Dotierstoffes in einen Halbleiterkörper erzeugten Oberflächenzone eines bestimmten Leitungstyps, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Eigenschaften einer in einem Teil der Oberfläche des Halbleiterkörpers gebildeten Testfigur gemessen werden und gleichzeitig die Oberfläche des Halbleiterkörpers mit Hilfe einer auf ihn gerichteten intensiven optischen Strahlung einer die Dotierstoffverteilung bzw. die Leitfähigkeit verändernden thermischen Behandlung ausgesetzt wird, die abgebrochen wird, sobald die gemessenen elektrischen Eigenschaften einen vorgegebenen Wert erreicht haben.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dotierstoff durch Ionenimplantation eingebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der zu erzeugenden Halbleiterbauelemente als Testfigur verwendet wird.
4. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 zur Einstellung vorgegebener Schichtwiderstände.
5. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 zur Einstellung vorgegebener Basisweiten bei bipolaren Transistoren.
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