DE1241811B - Verfahren zur Herstellung eindiffundierter Zonen von Verunreinigungen in einem Halbleiterkoerper - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung eindiffundierter Zonen von Verunreinigungen in einem Halbleiterkörper Es ist bekannt, auf der Oberfläche einer Platte aus Halbleitermaterial eine dünne Schicht Verunreinigungen abzuscheiden, welche den Leitfähigkeitstyp der zu bildenden Zone kennzeichnet und darauf die Platte einer relativ hohen Temperatur auszusetzen, bei der aus der aufgebrachten Schicht Verunreinigungen in die Platte hineindiffundieren und eine Zone des von der Verunreinigung gekennzeichneten Leitfähigkeitstyps bilden.
• Der Arbeitsgang des Aufbringens wird bei relativ niedrigen Temperaturen und im allgemeinen bis zur Sättigung der Oberfläche mit den Verunreinigungen durchgeführt.
• Es ist jedoch schwierig, -in der aufgebrachten Schicht eine vorbestimmte niedrige Verunreinigungskonzentration unterhalb der Sättigungskonzentration zu erhalten.
• Bei einem Verfahren zum Herstellen von eindiffundierten Zonen von Verunreinigungen in einem plattenförmigen Halbleiterkörper, bei dem eine die Verunreinigungen enthaltende Halbleiterschicht aus der Dampfphase auf den Halbleiterkörper aufgebracht und der Halbleiterkörper danach auf eine zur Diffusion der Verunreinigungen aus der Halbleiterschicht in den Halbleiterkörper erforderliche Temperatur erhitzt wird, können sowohl Zonen mit einer relativ niedrigen als auch mit relativ hoher Konzentration an Verunreinigungen hergestellt werden, wenn erfindungsgemäß die die Verunreinigungen enthaltende Halbleiterschicht in an sich bekannter Weise einkristallin auf dem Halbleiterkörper durch epitaktisches Aufwachsen aufgebracht wird.
• Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert.
• In F i g. 1A ist ein plattenförmiger Halbleiterkörper aus n-leitendem Halbleitermaterial dargestellt. Auf der oberen Oberfläche wird gemäß F i g. 1 B eine p-leitende Halbleiterschicht 11 in bekannter Weise epitaktisch aufgebracht, die eine genau bemessene Verunreinigungskonzentration aufweist.
• Darauf wird die Temperatur des plattenförmigen Halbleiterkörpers gemäß F i g. 1 B erhöht, indem dieser in einer erhitzten Kapsel über eine vorherbestimmte Zeitdauer angeordnet wird. Wie in F i g.1 C veranschaulicht, diffundieren die in der epitaktisch gewachsenen Schicht 11 enthaltenen Verunreinigungen in den plattenförmigen Körper.
• Gemäß F i g. 2 werden einzelne, voneinander getrennte Zonen hergestellt. Die F i g. 2A zeigt eine p-leitende Platte. Die obere Oberfläche weist gemäß F i g. 2 B eine n-leitende epitaktisch gewachsene Schicht auf. Um schützende Wachsinseln 12 zu bilden, wird danach gemäß F i g. 2 C die obere Oberfläche, beispielsweise durch Aufbringen von Wachs durch eine Maske, maskiert. Danach kann die Platte einer Ätzlösung zum Wegätzen der freiliegenden epitaktischen Schicht ausgesetzt werden, wobei Inseln 13 des unter den Wachsinseln liegenden epitaktischen Materials gemäß F i g. 2D übrigbleiben. Darauf wird die Platte einer relativ hohen Temperatur ausgesetzt, bei der die Verunreinigungen aus den Inseln 13 in die Platte diffundieren und eingelassene n-leitende Zonen gemäß F i g. 2E entstehen. Dort entsteht ein gleichrichtender übergang 14. Wenn gewünscht, kann die Platte wiederum maskiert und die epitaktische Schicht zum Abflachen der oberen Oberfläche gemäß F i g. 2F von dieser entfernt werden.

  Beispiele

  Beispiel I I Beispiel 11

  Ausgangsmaterial

  Leitfähigkeitstyp ...... n-leitend p-leitend

  Verunreinigung ...... Phosphor Bor

  Verunreinigungskonzen-

  tration, Atome/cm3.. 1014 101s

  Epitaktische Schicht

  Leitfähigkeitstyp ...... p-leitend n-leitend

  Verunreinigung ...... Bor Phosphor

  Verunreinigungskonzen-

  tration, Atome/cm3.. 101s 1017

  Dicke, R, ............. 1 1

  Tabelle (Fortsetzung)

  Beispiel I Beispiel II

  Diffundierte Zone

  Diffusions-

  temperatur, ° C ..... 1300 1300

  Diffusionszeit, Minuten 65 65

  Sich ergebende Ober-

  flächenkonzentration

  der Verunreinigung,

  Atome/cm3 . . . . . . . . . 3-1015 2-1016

  Sich ergebende Tiefe des

  des Überganges, R, ... 10 10

  Für gewisse Anwendungen sind eingelassene Zonen vom gleichen Leitfähigkeitstyp, jedoch mit höherer Konzentration erforderlich. Beispielsweise wird oft die Herstellung von in n-leitendem (n-) Material mit niedriger Verunreinigungskonzentration eingelassenen n-leitenden (n+) Zonen mit hoher Verunreinigungskonzentration oder in Material von niedriger Verunreinigungskonzentration (p-) eingelassenen p-leitenden Zonen mit hoher Verunreinigungskonzentration (p+) verlangt. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist auf die Herstellung derartiger Zonen anwendbar.
• In F i g. 3 werden die Arbeitsgänge zum Herstellen einer in n--Material eingelassenen n+-Zone veranschaulicht. Die Arbeitsgänge zum Herstellen einer in p--Material eingelassenen p+-Zone sind die gleichen. Auf die obere Oberfläche einer n--Platte (F i g. 3 A) wurde gemäß F i g. 3 B eine n+ -Schicht epitaktisch aufgewachsen. Darauf wurde gemäß F i g. 3 C die Platte durch Herstellen von schützenden Inseln maskiert. Danach wurde die Platte zum Entfernen der freiliegenden epitaktischen Schicht geätzt, wobei epitaktisch gewachsene n+-Inseln gemäß F i g. 3 D zurückbleiben.
• Der nächste Arbeitsgang ist die Diffusion der Verunreinigungen in die Platte zum Herstellen der eingelassenen n+-Zonen gemäß F i g. 3 E.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Verfahren zum Herstellen von eindiffundierten Zonen von Verunreinigungen in einem plattenförmigen Halbleiterkörper, bei dem eine die Verunreinigungen enthaltende Halbleiterschicht aus der Dampfphase auf den Halbleiterkörper aufgebracht und der Halbleiterkörper danach auf eine zur Diffusion der Verunreinigungen aus der Halbleiterschicht in den Halbleiterkörper erforderliche Temperatur erhitzt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die die Verunreinigungen enthaltende Halbleiterschicht in an sich bekannter Weise einkristallin auf dem Halbleiterkörper durch epitaktisches Aufwachsen aufgebracht wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 865160; deutsche Auslegeschrift Nr.1087 425.