DE1264619C2

DE1264619C2 - Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, insbesondere aus Silizium, einer Silizium-Germanium-Legierung oder aus Siliziumkarbid

Info

Publication number: DE1264619C2
Application number: DE1965S0097677
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Helmut Gueckel
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1965-06-18
Filing date: 1965-06-18
Publication date: 1968-10-10
Also published as: DE1264619B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

HOIl

DEUTSCHES

PATENTAMT

Deutsche Kl: 21g-11/62

001
006

PATENTSCHRIFT

Nummer.

Anmeldet ag: Austegetag: Ausgabetag:

1264019

S97677VlDc/21g 18. Jum 1965 28.Mäizl?68 10. Oktober 196S

Patentschrift stimmt mit der Ausieeesc'nrift überein

Die zur Herstellung von Planartransistoren und ähnlichen Halbleiteranordnungen bekannte Technik besteht bekanntlich darin, daß man einen scheibenförmigen Siliziuineirtkristall mindestens zwei aufeinanderfolgenden, mit unterschiedlich wirkenden Dotie- rungsir.aterialien vorzunehmenden Diffusionsprozessen unterwirft. Dabei werden maskierende Schichten aus SiO₂ an der Halbleiteroberfläche verwendet. Die in diesen Schichten vorgesehenen, bis zur Halbleiteroberfläche durchgehenden Dirfuskmsfenster werden jedoch bei Verwendung von bekannten, in Oxydform dargebotenen dampfförmigen Dotierungsmaterialien infolge einer Neubildung einer Oxydschicht während des Diffusionsprozesses wieder geschlossen. Bei der Herstellung normaler Dreizonenplanartransistoren z. B. findet dieser Vorgang sowohl während der Herstellung der Basiszone als auch während der Herstellung der Emitterzone statt, so daß die Oxydschicht vor der Herstellung der Emitterzone und vor der Kontaktierung der Emitterzone im Bereich des Emit- »1 ters wieder entfernt werden muß. Insbesondere bei der Kontaktierung des Emitters muß dabei berücksichtigt werden, daß der zur lokalen Entfernung der Gxydschicm dienende Ätzprozeß kein Halbleitermaterial abträgt, weil sich sonst die Sperreigenschaf- ten des Emitters erheblich verschlechtern würden Andererseits würden an der Kontaktfläche vorhandene Oxydreste die Kontaktierung des Emitters wesentlich erschweren bzw. die Güte des Kontaktes beeinträchtigen.

Die Erfindung bezieht sich auf die Verbesserung eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, insbesondere aus Silizium einet Süizium-Gcrmanium-Legierung oder aus Siliziumkarbid, bei dem infolge von Oxydation der Halbleiteroberfläche während eines ersten und während eines zweiten Arbeitsschrittes an der Halbleiteroberfläche eine festhaftende SiOjj-Schicht gebildet und ein Teilö der während des zweiten Arbeitsschrittes unmittelbar auf einem nicht mit SiO₂ bedeckten Oberfiächentcü / des Halbleiters aufgewachsenen SiO₂-Schicht bis zu dem darunterliegenden Halbleitermaterial wieder abgetragen wird. Gemäß der Erfindung wird dabei ei« Teilgebiet eines weiteren, nach dem ersten Arbeitsschritt ebenfalls in SiO^-freiem Zustand vorliegenden, von dem Oberfiächenteil A durch einen mit. einer verbleibenden SiO^-Schicht bedeckten Bereich getrennten Teiles B der Halbleiteroberfläche dem während des zweiten Arbeitsschrities stattfindenden Oxydationsprozeß unter den gleichen Bedingungen wie der Oberflächenteil A unterworfen, während der Rest des Oberflächcntcües ß diesem Oxydationspro Verfahren ram Herstellen einer Halbleiteranordnung, insbesondere aus Silizium, einer Silizium-Gercnanium-Legierunj: oder aus Siliziumkarbid

Patentiert für Siemens Aktiengesellschaft Berlin und München.

8000 München 2, Wittelsbachcrplatz 2

Als Eifinder benannt: Dipl.-Phys. Helmut Gucke!. 8(HK) Mimchen

xeß nicht ausgesetzt ist und dann der zur Entfernung des Teiles α der den Oberflichecteil A bedeckenden SiOg-Schicht dienende Abtragungsvorgang im Augenblick des Verschwinden* des optischen Unterschiedes der beiden dem gleichen Abt ragurgs Vorgang unterworfenen Teile des Qberfiächenteiks B abgebrochen.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird da« Beispiel der Herstellung eines aus drei Zonen von abwechselnd unterschiedlichem Leitungstyp bestehenden Planartransistors au» Silizium herangezogen, obwohl das votliegende Verfahren auch bei der Herstellung komplizierterer Halbleiterbauelemente nach dem PlanarverfahnMi ebenso wie bei der Herstellung von Anordnungen, welche Siliziumkarbid als Halbleitermaterial benutsen. mit Erfolg herangezogen werden kann.

In den Zeichnungen bedeutet 1 einen aus Silizium bestehenden Halbieitereinknstall von n- oder y leitung, der zunächst durch einen Oxydationsptozeü mit einer maskierenden SiO.-Schicht 2 überzogen wird. Das während der folgenden Diflusionsprozcssc unbeeinflußt bleibende Halbleitermaterial wird gewöhnlich als Kollektorzone des späteren Transistors verwendet. Zur Herstellung der Basiszone wird in der SiO₁-Schicht 2 durch Atzen ein bis zum Halbleitermaterial durchgehendes Fenster 3 erzeugt, welches die Lage der Basiszone im Kristall bestimmt Der Ditfusionsprozeß zur Erzeugung der Basiszone 4 erfolgt in bekannter Weise unter Veswcndung eines Oxydes eines dotierenden Elementes, welche« den dem des Grundmaterials entgegengesetzten Leitungstyp hervorruft. Üblich zur Erzeugung von n-Leiuing ist P₈O_-1 oder P.O₄, zur Erzeugung, von p-Lsitung B₁O₁,. Der Dotieniiigsstoff wird in gasförmigem Zustand mit der festen, jedoch hoch erhiizten Halbleiteroberfläche in

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, insbesondere aus Silizium, einer Silizium-Germanium-Legierung oder aus Siliziumkarbid, bei dem infolge von Oxydation der Halbleiteroberfläche während eines ersten und während eines zweiten Arbeitsschrittes an tier Halbleiteroberfläche eine festhaftende SiO.-Schicht gebildet und ein Teil (α), der während des zweiten Arbeitsschrittes unmittelbar auf einem nicht mit SiO₂ bedeckten Oberflächenteii (A) des Halbleiters aufgewachsenen SiO^-Schichi bis zu dem darunterliegenden Halbleitermaterial wieder ab getragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilgebiet eines weiteren, nach dem ersten Arbeitsschritt ebenfalls in SiO₂-freiem Zustand vorliegenden, von dem Oberflächenteil (A) durch einen mit einer verbleibenden SiO₃-Schicht bedeckten Bereich getrennten Teil (B) der Halbleiteroberfläche dem während des zweiten Arbeitsschritr.es stattfindenden Oxydationsproztß unter gleichen Bedingungen wie der Oberflächenteii 04) unterworfen wird, während der Rest des Oberflächenteiles (B) diesem Oxydationsprozeß nicht ausgesetzt ist, und dann der zur Entfernung des Teiles (α) der den Oberflächenteil (A) bedekkenden SiO_t-Schicht dienende Abtragungsvorgang im Augenblick des Verschwindens des optischen Unterschiedes der beiden dem gleichen Abtragungsvorgang unterworfenen Teilgebiete des Oberiiächenteiles (S) abgebrochen wird.

2. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung aus Silizium, Süizium—Germanium oder Siliziumkarbid, bei dem infolge von Oxyds-

Ji

tion der Halbleiteroberfläche wahrend eines ersten und während eines zweiten Arbeitsschrittes an der Halbleiteroberfläche eine festhaftende SiO₂-Schicht gebildet und ein Teil (a) der während des zweiten Arbeitsschrittes unmittelbar auf einem S nicht mi? SiO₂ bedeckten Oberflächenteil {A) des Halbleiters aufgewachsenen SiO,-Schicht bis zu dem darunterliegenden Halbleitermaterial wieder abgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer, nach dem ersten Arbeitsscheu eben- ;o falls in SiO₂-freieni Zustand vorliegender, von dem Oberfiüchenteil [A) durch einen mit einer verbleibenden SiOj-Schicht bedeckten Bereich gc^ trenntcr Teil (B) der Halbleiteroberfläche dem während des zweiten Arbeitsschrittes stattfindenden Oxydationsprozeß unter gleichen Bedingungen wie der OberfiächenteiiM) unterworfen und ein Teil der auf dem Oberflächenteil (B) erzeugten Oxydschicht ohne jede Verminderung der Dicke der den übrigen Obernächenieii (B) bedeckender. *o Oxydschicht mindestens bis zur Halbleiteroberfläche abgetragen wird, und dann schließlich der zur Entfernung des Teiles («). der den Oberflächenteil (A) bedeckendes SiOj-Schichi dienende Abtragungsvorgang im Augenblick des Verschwin- »5 dcns des optischen Unterschiedes der beiden dem gleichen Abtragungsvorgang Teilgebiete des Oberfl'achcnteiles (B) abgebrochen wird.

3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, gekennzeichnet durch seine Anwendung beim Kontaktieren der Emitterzone eines PUnartran&iUors.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als erster Arbcitsschritt und als zweiter Arbeilsschritt je ein mit einem oxydierend wirkenden gasförmigen Dotierungsmittel durchgeführten Dfffusionsprozeß zur Erzeugung von Zonen unterschiedlichen Leitungstyp angewendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß zum selektiven Abitzen der SüO_t-Schicht ein photolithographische 1 Prozeß verwendet wird.

υ. Verfahren üeCu eisest def Ansprüche ! bis. 5 dadurch gekennzeichnet, daß der durch ein Test fenster in der SiO.-Schicht freigelegte, zum Teil mit der unverminderten, beim zwehen Arbcits schritt aufgewachsenen SiO_t-Sch:cht bedeckte zum anderen Teil in SiOj-freiem Zustand vorlic gcmie Oberflächenteil [B) während des Atzvor ganges auf das Verschwinden des Heiügkeits unterschiede seiner beiden Teile (It, 12) bzw auf das Verschwinden des oxydierten Teiles ge prüft wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patemschriften Nr. 3 025 589, 3184 657.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

3.66

i Berlin