"Verfahren zur Herstellung eines Transistors" Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung eines Transistors und besteht darin, daß auf der einen
Oberflächenseite eines Halblei.terkörpers vom Leitungstyp der Kollektorzone auf
den späteren Oberflächenbereich der Emitterzone sowie aÜf einen daran angrenzenden
Oberflächenbereich eine Schicht mit einem StÖrstellenmaterfal aufgebracht wird,
welches im Halbleiterkörper die Basiszone erzeugt. D leses Störstellenmaterial
wird in den Halbleiterkörper zunächst bis zu einer Tiefe eindiffund:Lert, die geringer
ist als die Dicke der Basiszone. Nach dieser Diffusion wird von der aufgebrachten
Schicht der auf dem späteren Oberflächenbereich der Emitterzone befindliche Teil
entfernt und anschließend durch eine erneute Diffusion die Basiszone mit einem äußeren
Bereich hergestellt, der niederohmiger ist als ih.r mittlerer Bereich. Die Kontaktierung
der Bas:Lszon"e erfolgt nach dem Einbringen der EmItterzone im äußeren, niederohmigeren
Bereich.
Die Erfindung ermöglicht die Herstellung von Planartransistoren
mit einem niederohmigen Anschlußbereich fÜr die Basiszone, der bei den bisherigen
Planartransistoren nicht vorha-nden ist. Durch den niederohmigen Basisanschluß erhalten
die Transistoren nach der Erfindung einen niedrigen Basiswiderstand."Process for producing a transistor" The invention relates to a process for producing a transistor and consists in that on one surface side of a semiconductor body of the conductivity type of the collector zone on the later surface area of the emitter zone as well as on an adjacent surface area a layer with a disturbance point material is applied, which generates the base zone in the semiconductor body. D castleses impurity material is introduced into the semiconductor body first eindiffund to a depth: the lower Lert than the thickness of the base region. After this diffusion, the part located on the later surface area of the emitter zone is removed from the applied layer and the base zone with an outer area which has a lower resistance than its central area is then produced by a new diffusion. The contacting of the base zone takes place after the emitter zone has been introduced in the outer, lower-resistance area. The invention enables the production of planar transistors with a low-resistance connection area for the base zone, which is not present in the previous planar transistors. By the low-resistance base connection get the transistors according to the invention a low base resistance.
Die auf den Halbleiterkörper aufgebrachte Schicht kann aus dem StÖrstellenmaterial
für die Basiszone selbst bestehen oder dieses enthalten. Es empfiehlt sich, nach
der Erfindung auf die Störstellenschicht sowie auf die Halbleiteroberflä#he vor
der ersten Diffusion eine diffusionshemmende Schicht aufzubringen. Nach der ersten
Diffusion werden dann.die den späteren Oberflächenbereich der i-#mitterzone bedeckenden
Teile der diffusionshemmenden Schicht sowie der darunter befindlichen Schicht entfernt.
Vor der zweiten Diffusion kann gemäß der Erfindung auch wieder eine diffusionshemmende
Schicht auf den freigelegten Teil der Halbleiteroberfläche aufgebracht werden, die
im Anschluß an die Basisdiffusion zur Herstellung eines Emitter-Diffusionsfensters
wieder entfernt wird. Als diffusionshemmende Schicht eignet sich beispielsweise
eine Oxydschicht, die z.B. aus Siliziumdioxyd besteht.
bie Erfindung
wird ii.-i folgenden an einem Ausführungsbeispiel erläutert.The layer applied to the semiconductor body can be made from the disturbance point material
exist for the base zone itself or contain it. It is best to look after
of the invention on the impurity layer and on the semiconductor surface
to apply a diffusion-inhibiting layer to the first diffusion. After the first
Diffusion will then.the later surface area of the i- # mitterzone covering
Parts of the diffusion-inhibiting layer and the layer underneath were removed.
According to the invention, a diffusion-inhibiting one can also be used before the second diffusion
Layer can be applied to the exposed part of the semiconductor surface, the
following the base diffusion to produce an emitter diffusion window
is removed again. A suitable diffusion-inhibiting layer is, for example
an oxide layer made of silicon dioxide, for example.
the invention
ii.-i is explained below using an exemplary embodiment.
Zur Herstellung eines npn-Transistors wird nach der Figur
1
auf die Oberfläche eines n-leitenden Halbleiterkörpers 1
vom Leitungstyp
der Kollektorzone durch eine Metallmaske eine- Dorschicht 2 aufgedampft. Durch einen
nachfolgenden Silanprozeß werden der HalbleiterkÖrper 1 sowie die auf ihm
befindliche Borschicht 2 mit einer Siliziumdioxydschicht 3
bedeckt. lInschließend
erfolgt die erste Diffusion zur Herstellung der Basiszone vom p-Leitungstyp, die
sogenannte Vordiffusion, bei der die endgültige Basisweite jedoch noch nicht erreicht
wird. Bei dieser Vordiffusion wird das Halbleitersysten. für kurze Zeit auf eine
Temperatur von z.B. Iloo0C erhitzt, wobei Dor aus der Borschicht 2 in den Halbleiterkörper
eindiffundiert.-Dabei kommt es zur Ausbildung einer Boi'glasscliicht 4.For the manufacture of an npn transistor is vapor-deposited according to the figure 1 n-conductive on the surface of a semiconductor body 1 of the conductivity type of the collector region through a metal mask layer a- cod. 2 The semiconductor body 1 and the boron layer 2 located on it are covered with a silicon dioxide layer 3 by a subsequent silane process. This is followed by the first diffusion to produce the base zone of the p-conductivity type, the so-called prediffusion, in which the final base width is not yet reached, however. During this prediffusion, the semiconductor system becomes. heated for a short time to a temperature of, for example, Iloo0C, with Dor diffusing from the boron layer 2 into the semiconductor body.
X-ach der Vordiffusion werden Teile der Siliziumdioxydschicht
3
sowie der Borschicht 2 entfernt, und zwar diejenigen Teile, die denjenigen
Bereich der Halbleiteroberfläche bedecken, an den später die#Emitterzone grenzt.
Dabei entsteht nach Figur 2 ein Fenster 5 in der Siliziumdioxydschicht und
der Dorschicht. Um eine Diffusion des Bors aus dem HalbleiterkÖrper bei der
zweiten
Diffusion zu verhindern, wird beispielsweise durch .eine thermische Oxydation'oder
durch eine Gasentladungsoxydation eine weitere Siliziumdioxydschicht 6 hergestellt,
die die Halbleiteroberfläche im Fensterbereich 5 sowie die ursprüngliche
Siliziumdioxydschicht 3 bedeckt. Mit der Herstellung der Siliziumdioxydschicht
6 durch thermische Oxydation ist wegen der dazu erforderlichen Temperaturbehandlung
eine Diffusion, die zweite Basisdiffusion, verbunden, bei der die endgültige Basisweite
(Dicke der Basistone) eingestellt wird. Bei der zweiten Basisdiffusion kommt es
in der Basiazone in deren äußerem Bereich unter dem noch verbliebenen Teil der Borschicht
wegen der dort herrschenden höheren Borkonzentration zu einer stärkeren Diffunion
als im mittleren Bereich der Basiszone, über dem die Borschicht vor der zweiten
Diffunion entfernt worden ist. Wie die Fi, gur 2 zeigt, führt dies zu einer Baeiszone
7 mit einem weniger tiefen und weniger stark dotierten mittleren Bereich
(eigentliche Basiszone) und einem tieferen und stärker dotierten äußeren Bereich,
der die eigentliche Baeiszone niederohmig mit dem Basisanschluß verbindet. Eine
zu starke Dotierung der gesamten Basiszone ist deshalb nicht möglich, weil dadurch
der Emissionswirkungsgrad des Transistors beeinträchtigt werden würde.
Nach der Bas!Lsd:if:rus:Lon wird schließlich noch die EmItter-
zone hergestellt. Zu diesen Zweck wird nach Figur
3 In der
aur der HalbleIteroberfläche befindlich= OxydschIcht ein
F.mitteed:Lffus:Lonafenster 8 hergestellt und in diesem
durch
Verdammpfen von P N beispielsweise eine Phosphorschlcht
9
niedergeschlagen, die sich auch auf die OxydschIcht
er-
streckt. Eine solche PhosphorschIcht eignet sich beIspIels-
weise auch zur Herstellung einer Ban:Lazone vom n-Leftungs-
typ. Nach dera Aufbringen einer S:LI:i!rii-d:Loxydsch:Lcht
lo auf
die PhosphorschiLcht 9 wird nach Figur 4 Phosphor aus
der
PhosphorschIcht In die BasfLszone zur Herstellung der Eaalt-
terzone 11 vom ii-Le:itungstyp eindittund:Lert. Zur
KontaktLe-
rung der Failtter- und BasSLszone werden schließlich noch Kon-
takt:Lerungsfenster (12, 13) In die Oxydsch:icht geätzt,
in
die ein zum Kontakt:Leren geeignetes Metall" beispielsweise
durch Aufdampfen, eingebracht wird. Bei der Herstellung der
Kontakt:Lerungs:renster ist auch die PhosphorschIcht sowie
-die
auf ihr befIndlIche Oxydsch:icht entfernt vorden.
Der n:Lederohmige Basfsanschlußberelch hat den Vorteil, daß
der Bas:Lskontakt 14 bei dem Planartraus:Lstor der Figur 4
nicht
so nahe wie bei- den bekannten Flauartran Istoren an
den Finit-
terkontakt 15 herangebracht werden muß. Die Em:itterd:if:rus:ion
kann natürlich auch durch die bei. Planartr=sIstoren übliche
DIffus:Lon aus der Gasphase, hergestellt verden.
Während sIch die Figuren 1 bis Ji m&t der Berst
eines Planartvans:Lators mIt npa-Schichtenfolge befas-
sen, soll anhand der Figuren 5 bis 7 noch kurz
dIe
Herstellung einen Planartraus:Latorn mIt ymp-SchIchten-
folge erläutert werden.
Zur Herstellung elnes pnp-Transtators wIrd nach der
Figur 5 auf die Oberfläche einen p-le:Ltmulm
Halb-
lelterkärpers IL vom Leltungstyp der Koll «wzone e,
PhosphorschIcht 2 aufgebracht. In Anschluß daran wer-
den der Halblelterkörper 1 sowie die Phosphorschlcht
2
mit einer S:LI:izJu"loxydsch:Lcht 3 bedeckt. AnschlIes-
send erfolgt aus der Phospborscblcht 2 eine DiL:tfu-
sion zur Herstellung den Bereichen 4 wem Le£tungstyp
der Bas:Lamone. Danach wird wieder eln Teil der Dotie-
rungsschlcht 2 entfernt und der freigelegte Bereich der
Halbletteroberfläche nach Figur 6 mit "ner Oxydschlöht
bedeckt. Die Rasiszone 7 wird :Ln einen zwe:Lten tberwl-
scheu Prozeß durch Dj£:rus:Lon her-
gestellt.' Zur Herstellung der Emitterzone wird nach Figur
7
in der Oxydschicht 6 ein Emitterdiffus£onsfenster 8 hergestellt,
in das eine Borschicht 9 eingebracht wirdv die vor der Emitterdiffusion mit
einer Oxydschicht lo bedeckt wird. Die Fertigstellung des pnp-Transistors erfolgt
analog der Figur 4, die anstelle eines pnp-Transistors lediglich einen npn-Trannistor
zum Gegenstand hat.After the prediffusion, parts of the silicon dioxide layer 3 and of the boron layer 2 are removed, specifically those parts which cover that area of the semiconductor surface which is later to be adjoined by the emitter zone. According to FIG. 2, this creates a window 5 in the silicon dioxide layer and the dor layer. In order to prevent the boron from diffusing from the semiconductor body during the second diffusion, another silicon dioxide layer 6 is produced, for example by means of thermal oxidation or gas discharge oxidation, which covers the semiconductor surface in the window area 5 and the original silicon dioxide layer 3. With the production of the silicon dioxide layer 6 by thermal oxidation, a diffusion, the second base diffusion, is connected because of the temperature treatment required for this, in which the final base width (thickness of the base clays) is set. In the case of the second base diffusion, in the outer area of the basia zone under the remaining part of the boron layer, due to the higher boron concentration there, there is a stronger diffusion than in the central area of the base zone, above which the boron layer was removed before the second diffusion. As FIG. 2 shows, this leads to a base zone 7 with a less deep and less heavily doped central region (actual base zone) and a deeper and more heavily doped outer region which connects the actual base zone to the base terminal with low resistance. Too much doping of the entire base zone is not possible because this would impair the emission efficiency of the transistor. After the Bas! Lsd: if: rus: Lon will finally be the emitter
zone made. For this purpose, according to Figure 3 In the
located on the semiconductor surface = oxide layer
F.mitteed: Lffus: Lona window 8 made and in this through
Evaporation of P N for example a phosphorus layer 9
down, which also affects the oxide layer
stretches. Such a phosphor layer is suitable for example
also wise to make a ban: Lazone from the n-Leftungs-
typ. After the application of a S: LI: i! rii-d: Loxydsch: Lcht lo on
the phosphor layer 9 is made of phosphorus according to FIG
Phosphorus layer In the BasfLszone for the production of the Eaalt-
terzone 11 of ii-line type one-third and: Lert. To the contact
In the event that the failtter and BasSLs zones are
takt: Lerungsfenster (12, 13) In the Oxydsch: icht etched, in
the one for contact: Leren suitable metal "for example
by vapor deposition. In making the
Contact: Lerungs: Renster is also the phosphor layer and -the
The Oxydsch on it must not be removed.
The n: Lederohmige Basfsanschlussberelch has the advantage that
The base: Lcontact 14 in the planar roughness: Lstor of FIG. 4 is not
as close as examples the known Flauartran Istoren to the Finit-
Contact 15 must be brought up. The Em: itterd: if: rus: ion
can of course also through the at. Planartr = sIstoren usual
DIffus: Lon from the gas phase, produced verden.
While looking at Figures 1 to Ji m & t the burst
of a planar van: Lators with npa layer sequence
sen, should be briefly dIe with reference to Figures 5 to 7
Production of a planar pattern: Lators with ymp layers
explained below.
For the production of a pnp transtator, according to the
Figure 5 on the surface a p-le: Ltmulm half-
lelterkärpers IL from Leltungstyp the Koll "wzone e,
Phosphor layer 2 applied. In Subsequently advertising
that of the half-parent body 1 and the phosphorus layer 2
with an S: LI: izJu "loxydsch: Lcht 3 covered. Connection
send a DiL: tfu-
sion for the production of the areas 4 for whom cable type
the Bas: Lamone. After that, part of the doping
rungsschlcht 2 removed and the exposed area of the
Half-letter surface according to Figure 6 with "ner Oxydschlöht
covered. The grassroots zone 7 is: Ln a second:
shy trial by Dj £: rus: Lon her-
posed.' To produce the emitter zone, according to FIG. 7, an emitter diffusion window 8 is produced in the oxide layer 6 , into which a boron layer 9 is introduced, which is covered with an oxide layer 10 before the emitter diffusion. The completion of the pnp transistor takes place analogously to FIG. 4, which instead of a pnp transistor only has an npn transistor as its object.