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"Verfahren zur Herstellung von Planaranordnungen" Bei der Herstellung
von Planaranordnungen wird bekanntlich auf die Oberfläche eines Halbleiterkörpers
eine diffusionahemmende.Schicht aufgebracht, die anschließend mit Hilfe der Photolacktechnik
in einem bestimmten Bereich wieder geöffnet wird, damit die StÖrstellen nicht in
die gesamte Halbleiteroberfläche, sondern nur in dem freigelegten Bereich durch
die Öffnung in den Halbleiterkörper eindringen. Im Gegensatz dazu wird gemäß der
Erfindung die Öffnung mit einer zweiten diffusionshemmenden Sch'Icht wieder geschlossen,
die weniger diffusionshemmend wirkt als die erste diffusionshemmende Schicht und
die im Gegensatz zur ersten diffusionshemmenden Schicht Störstellen in den Halbleiterkörper
eindlffundieren läßt, deren Oberflächenkonzentration im Halbleiterkörper jedoch
geringer ist als bei einer unmittelbaren Diffusion in den Halbleiterkörper. Die
StÖrstellendiffuslon In den Halbleiterkörper erfolgt
dann durch
die in der Öffnung der ersten diffusionshemmenden Schicht befindliche zweite diffusionshemmende
Schicht.
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Die Erfindung hat den Vorteil, daß sich auch bei Anwendung der Scheibentechnik,
bei der also viele Bauelemente gleichzeitig auf einer einzigen Halbleiterscheibe
durch Diffusion hergestellt wwden, in den einzelnen Halbleitersystemen innerhalb
der Halbleiterscheibe Diffusionszonen herstellen lassen, deren StörsteUenverteilung
gleichmässiger ist als bei Diffusionszonen, die nach der üblichen Planartechnik
in die freie und nicht durch eine diffusionshemmende Schicht bedeckte Halbleiteroberfläche
in einen Halbleiterkörper eindiffundiert werden. Zur Erzielung von Diffusionszonen
mit möglichst gleichmäßiger Störstellenverteilung ist jedoch nach der Erfindung
das Störstellenangebot bei der Diffusion größer als das zur Erlangu.ng der FestkÖrperlöslichkeitsgrenze
erforderliche StÖrstellenangebot, d.h. es werden mehr Störstellen als in der üblichen
Planartechnik angeboten, und zwar mehr, als die diffusionshemmende Schicht bzw.
der HalbleiterkÖrper aufnehmen kann.
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Die zweite diffusionshemmende Schicht kann beispielsweise
aus
dein--gleichen- Material bestehen wie die erste -diffusionshemmende Schicht. In
diesem'Fall'muß jedoch diese Schicht dünner bemessen sein als die erste diffusionshemmende
Schicht. Während die erste diffusionshemmende Schicht -beispi-elsilleise eine -DIcke
von etwa 1/u hat-, ist die zweite diffusionshemmende Schicht beispielsweise- nur
5o bis- Zoo 2 dick. Die beiden diffusionshemmenden Schichten können jedoch
auch aus unterschiedlichem Material bestehen.# Für diediffugions'hemmenden Schlchten
eignet sich beispielsweise Siliziumdioxyd oder Siliziumnitrit. Bestehen beide diffusionshemmenden
Sc-hichten nicht aus dem gleichen Material,-so kann die erste diffusionshemmende
Schicht beispielsweise aus Siliziumdioxyd und die zweite diffusionshemmende-Schicht
aus Siliziumnitrit bestehen. Das Siliziumnitrit übt-im Sinne der Erfindung bei sehr
kleiner Schichidicke zwar-eine diffusio'nshemmende Wirkung aus, läßt jedoch Störstellen
im Gegensatz zur ersten Schicht in den Halbleiterkörper eindiffundieren.
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Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
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Die Figur 1 zeigt ein T 6 ilstück einer Halbleiterscheibe,
in
das eine Diffusionszone nach der Erfindung eingebracht worden soll. Auf dem Halbleiterkörper
1 befindet sich eine Siliziumdioxydschicht 2, die diffusionahemmend wirkt
und Störstellen in den Halbleiterkörper nicht eindiffun-' dieren läßt. In die Siliziumdioxydschicht
2 ist ein Diffusionsfenster 3 eingeätzt, so daß die Halbleiteroberfläche
im Bereich diesen Fenstern freigelegt ist.
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Der freigelegte Teil der Halbleiteroberfläche wird jedoch nach Figur
2 erneut mit einer diffunionahommenden Schicht bedeckt, die ebenfalls aus'Siliziumdioxyd
bestehen kann. Diese Schicht ist jedoch wesentlich dünner als die Schicht 2, so
daß Diffusionsatörstellen durch sie in den Halbleiterkörper eindringen können. Die
Schicht 4 übt auf die Diffunionnstörstellen lediglich eine diffunionahommende Wirkung
aus.
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Nach Figur 3 ist in den Halbleiterkörper 1 vom n-Leitungetyp
durch die diffusionahemende Schicht 4 eine Halbleiterzone 5 vom p-Leitungstyp
eindiffundiert, so daß im Halbleiterkörper ein pn-Übergang entsteht. Bei einem Transistor
wird auf diese Weise beispielsweise der Basis-Kollektor-pn-Übergang hergestellt.
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Die Erfindung macht sich mit Vorteil vor allem bei der
gleichzeitigen
Diffusion von mehreren Halbleiterscheiben bemerkbar, wie es beispielsweise die Figur
4 zeigt. Dort sind mehrere Halbleiterscheiben 6 mit einer Vielzahl von Einzelelementen
auf-einem Träger 7 in einem Diffusionsrohr 8 untergebracht. Bei der
bekannten Planardiffusion kann es nun vorkommen, daß das in Figur A von rechts einströmend*
Trägergas an Diffusionastürstellen während der Strömung durch das Diffusionsrohr
verarmt, so daß den rechte befindlichen Halbleiterscheiben mehr Störstellen angeboten
werden-als den links befindlichen Halbleiterscheiben. Auf diese Weis-a erhalten
die einzelnen Halbleiterscheiben Halbleiterzonen unterschiedlicher Stürstellenkonzentration*
Bei der bekannten Diffusionstechnik kann aber das Störstellenangebot auch
wehon bei einer einzigen Halbleiterscheibe verschieden seing so daß die einzelnen
Bauelemento einer einzigen Halbleiterschelbe unterschiedliehe Dittunionamonen erhalten.
Neben einer Verarmung an Dotierungsmaterial können auch die Strömungsverhältnisse
im Dittunionerohr eine Rolle spielen.
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Eins wesentlich gleichmäßigere Diffusion Uer die einzelnon Halbleiterschelben
wird dagegen erzielt, wenn die Ditfusion gemäß der Erfindung nicht unmittelbar
in die Halbletterobertläche,-sondern durch eine auf der Halbleitoroberfläcb« befindliche
diffunionahommende Schicht in
den HalbleiterkÖrper erfolgt und dabei
das Störstellenangebot so groß gewählt wird, daß Verarmungen an Dotierungsmaterial
und Strömungsverhältnisse keinen oder nur einen sehr geringen Einfluß ausüben können.