DE2121863A1

DE2121863A1 - Method for diffusing zinc into a semiconductor substrate, in particular into a semiconductor substrate of an integrated circuit

Info

Publication number: DE2121863A1
Application number: DE19712121863
Authority: DE
Inventors: Joseph Adam Peekskill N.Y. Aboaf (V.StA.)
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1970-05-04
Filing date: 1971-05-04
Publication date: 1971-11-25
Also published as: US3719317A

Description

3. Mai 1971 Dr.Schie/EMay 3, 1971 Dr.Schie / E

Docket YO 969 097 U.S. Serial No. 34- 194Docket YO 969 097 U.S. Serial No. 34-194

Anmelderin: international Business Machines Corporation, Armonk, New York 10504, V«, St. A.Applicant: international Business Machines Corporation, Armonk, New York 10504, V ", St. A.

Vertreter: Patentanwalt Dr.-Ing. Rudolf Schiering, 703 Böblingen/Württ., Westerwaldweg 4-Representative: Patent attorney Dr.-Ing. Rudolf Schiering, 703 Böblingen / Württ., Westerwaldweg 4-

Verfahren zum Diffundieren von Zink in ein Halbleitersubstrat, insbesondere in ein Halbleitersubstrat einer integrierten Schaltung ■ Method for diffusing zinc into a semiconductor substrate, in particular into a semiconductor substrate of an integrated circuit

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein Verfahren, zum Diffundieren von Dotierungsstoffen in Halbleitersubstrate. Sie bezieht sich im besonderen mehr noch auf ein Verfahren für das Diffundieren von Zink aus einer Zinksilikat-Diffusionsquelle in ein Halbleitersubstrat,·_; wie zum Beispiel aus Galliumarsenid oder einer anderen Verbindung, die % aus Elementen der Gruppen III und V des Periodischen Systems gebildet ist. .-.■-.■■ The invention relates generally to a method for diffusing dopants in semiconductor substrates. More particularly, it relates to a method for diffusing zinc from a zinc silicate diffusion source into a semiconductor substrate _; such as gallium arsenide or another compound which is % formed from elements of groups III and V of the periodic table. .-. ■ -. ■■

Als Substratmaterial sind ternäre Verbindungen, wie zum Beispiel GaLlLumalumioiiimarsfmLd (Ga/Ls₁ Al.), geeirr^-i/.Ternary compounds, such as, for example, GaLlLumalumioiiimarsfmLd (Ga / Ls ₁ Al.), Geeirr ^ -i /.

Dieses Verfahren ist insbesondere für die integrierte uchaltung anwendbar, da es die Herstollung von Vorrichtungen, zum Beispiel Diodon-Reihon, ermöglicht, bei denen eine hohe Dichte vorliegt, and bei denen das FLügel- oder Seitenphänomen zu ; berüofcfü J ■ Ί ^n L.;t, ;'₍ This method is particularly applicable to the integrated circuit, since it enables the production of devices, for example Diodon series, which have a high density and which have the wing or side phenomenon; berüofcfü J ■ Ί ^ n L.; t,; ' ₍

DLe beim bc-kaanten Ulf und Leren von Störrsto ffen in EIaLb-DLe at the bc-kaanten Ulf and Leren of Störrsto ffen in EIaLb-

109ΠΑ8/1Π0?109ΠΑ8 / 1Π0?

leitersubstrate bei Verwendung dotierter Oxyde oder dotierter Halbleiter als Diffusionsquellen bestehenden Probleme sind zum Teil bereits erkannt worden. Man hatte erkannt, daß die Verdampfung des Dotierungsmittels unerwünscht ist, und hatte deshalb eine von Dotierungsstoffen freie Oxydschicht über die dargestellte Diffusionsquelle gebracht, um das Verdampfen zu verhindern.Conductor substrates when using doped oxides or doped semiconductors as diffusion sources existing problems have in part already been recognized. It was recognized that the evaporation of the dopant is undesirable, and had therefore brought an oxide layer free of dopants over the diffusion source shown prevent evaporation.

Diese Technik schließt die Notwendigkeit der Diffusionsfensterbildung aus. Bekannte Methoden arbeiten mit konventionellen Dotierungsstoffen wie Bor und Arsen und mit konventioneilen Halbleitersubstratmaterialien wie Germanium und Silicium.This technique eliminates the need for diffusion windowing the end. Known methods work with conventional dopants such as boron and arsenic and with conventional ones Semiconductor substrate materials such as germanium and silicon.

Bei Verwendung solcher und ähnlicher 3pffe nuß man in einem gewissen Umfange mit ■Jai'tea-iftgdif fusion oder mit seitlicher Diffusion des Dotierungsstoffes im Halbleitersubstrat rechnen und es gibt bisher nichts, was diese Seioendiffusion einschränken könnte.When using these and similar 3pffe one nut in one to a certain extent with ■ Jai'tea-iftgdif fusion or with lateral Calculate diffusion of the dopant in the semiconductor substrate and so far there is nothing that diffuses this silkiness could restrict.

Bei der Benutzung von Dotierungsstoffen wie Zink entsteht ein Problem, welches nicht dem bekannten Verfahren anzurechnen ist. Wenn man versucht, Zink aus einem Zinkdampf durch ein Diffusions fenster zu diffundieren, dann breitet sich das Zink längs der Ob fit* fluche, seitlich zwischen der Oxydmaske und dem HaLb. Lei c-r aus, und ebwas .'ink dringt sogar durch die Oxydmaskt , Di·.rj ergibt eiue .öex>endiffusion plor Flügsldiffusion, die= ii.n-ei.ii mehrfaches ";röL>;r ist als die normalerweise bei.konventionellen Dotierungsstoffen erwartete Seitendiffusion.When using dopants such as zinc, it arises a problem which cannot be included in the known method. When trying to get zinc from a zinc vapor Diffuse through a diffusion window, then spreads the zinc along the ob fit * curse, laterally between the Oxide Mask and the Halb. Lei c-r out, and ebwas .'ink penetrates Even through the oxide mask, Di · .rj results in a .öex> endiffusion plor wing diffusion, which = ii.n-ei.ii multiple "; röL>; r than normally expected with conventional dopants Side diffusion.

Versuche zur Kontrolle der Flügeldiffusion waren beim Si-. liciumdicxyd, wobei eine ZinkdiffusionsquelLe mit Siliciumdioxyd bedeckt wurde, unwirksam.Attempts to control wing diffusion were made with the Si-. silicon dioxide, being a zinc diffusion source with silicon dioxide was covered, ineffective.

1 0 Q 8 '♦ Π / 1 ß 8 21 0 Q 8 '♦ Π / 1 ß 8 2

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Andere Systeme mit Verwendung verschiedener Oxyde, Nitride und spezifischer Diffusionsquellen konnten die Flügeldiffusion nicht kontrollieren. Dies gelingt vielmehr erstmals durch die vorliegende Erfindung. Diese liefert Kombinationen einer spezifischen Maskierung mit einer Diffusionsquelle, womit das seitliche Diffundieren wesentlich eliminiert wird und womit das Herstellen von Reihen τοη Dioden mit derartigen Dichten ermöglicht wird, wie es bisher wegen der erforderlichen Fläche zur Berücksichtigung des Seitendiffusionsproblems nicht erreicht werden konnte.Other systems using different oxides, nitrides and specific diffusion sources could use wing diffusion not control. Rather, this is achieved for the first time by the present invention. This provides combinations a specific masking with a diffusion source, which substantially eliminates lateral diffusion and with what the production of series τοη diodes with such Sealing is made possible, as was previously possible because of the area required to take into account the side diffusion problem could not be reached.

Fiir ein Verfahren zum Diffundieren von Zink in ein Halblei- d tersubstrat besteht die Erfindung darin, daß zur Vermeidung übermäßiger Seitendiffusion eine Zinkdiffusionsquelle aus Zinksilikat auf einen Teil der Oberfläche eines Substrats aufgetragen wird, welcher aus Galliumarsenid oder aus einer anderen IH-V Verbindung besteht, daß auf den verbleibenden Teil des Substrats ein Maskenmaterial aus AIuminiumoxyd oder Siliciumnitrid aufgetragen wird und daß das Diffundieren von Zink aus der Zinksilikatdiffusionsquelle durch Erhitzen der Substratdiffusionsquelle und der Maske auf eine bestimmte, passende Temperatur durchgeführt wird.Fiir a method for diffusing zinc into a semiconductor, the invention d tersubstrat is that a zinc diffusion source of a substrate is to avoid excessive side diffusion of zinc silicate to a part of the surface applied, which consists of gallium arsenide or from another IH-V compound that a mask material of aluminum oxide or silicon nitride is applied to the remaining part of the substrate and that the diffusion of zinc from the zinc silicate diffusion source is carried out by heating the substrate diffusion source and the mask to a certain, suitable temperature.

Das Auftragen auf die Teile des Substrats kann vorteilhaftApplication to the parts of the substrate can be beneficial

auf zwei verschiedenen Wegen erfolgen: ftake place in two different ways: f

a.) Auftragen und Darstellen durch Atzen einer Diffusionsquelle, welche das aus der thermischen Zersetzung von Zinkpropionat und Tetraathylorthosilikat aus der Dampfphase herrührende Zinksilikat enthält. Die Darstellung der Diffusionsquelle wird durch photolithographisches Maskieren und Ätzen in der üblichen Weise erreicht. Nach der Darstellung wird eine Maske entweder aus Aluminiumoxyd oder aus Siliciumnitrid über die Diffusionsquelle uni die exponierte Ober-a.) Application and representation by etching a diffusion source, which results from the thermal decomposition of zinc propionate and tetraethyl orthosilicate from the vapor phase Contains zinc silicate. The diffusion source is represented by photolithographic masking and etching achieved in the usual way. According to the illustration, a mask is made of either aluminum oxide or silicon nitride via the diffusion source uni the exposed upper

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fläche des HalbleiterSubstrats aufgetragen. Durch Erhitzen von Aluminiumisopropoxyd in der Dampfphase im Stickstoff bei einer Temperatur, die ausreicht, um die thermische Zersetzung des Isopropoxyds herbeizuführen, wird Aluminiumoxyd gebildet. Die AlpO^-Schicht kann auch durch Aufsprühen aus einer Aluminiumkathode aufgetragen werden, wie es an sich in der Veröffentlichung "Argon Content of SiC>2 Films Deposited by EF Sputtering in Argon", vgl. IBM Journ. Ees. Develop., Band 14, Heft 1, Januarheft 1970, Seite 52, beschrieben ist. Das Siliciumnitrid wird durch die thermische Zersetzung von Siliciumbromid und Ammoniak in der Dampfphase gebildet.applied to the surface of the semiconductor substrate. By heating aluminum isopropoxide in the vapor phase in nitrogen at a temperature which is sufficient to bring about the thermal decomposition of the isopropoxide, aluminum oxide is formed. The AlpO ^ layer can also be applied by spraying on from an aluminum cathode, as is per se in the publication "Argon Content of SiC> 2 Films Deposited by EF Sputtering in Argon", cf. IBM Journ. Ees. Develop., Volume 14, Issue 1 , January 1970, page 52 . The silicon nitride is formed by the thermal decomposition of silicon bromide and ammonia in the vapor phase.

b.) Auftragen und Darstellen einer Maske aus Aluminiumoxyd oder Siliciumnitrid in der oben angezeigten Weise. Auftragen von Zinksilikat über die Maske und über die exponierte Oberfläche des Halbleitersubstrats in der oben beschriebenen Weise und Erhitzen.b.) Application and representation of a mask made of aluminum oxide or silicon nitride in the manner indicated above. Applying zinc silicate over the mask and over the exposed surface of the semiconductor substrate in the manner described above Way and heating.

Durch die beiden vorstehenden Annäherungen wird im Gebrauch eine übermäßige Seitendiffusion oder Flügeldiffusion von Zink eliminiert. Nach einer vorteilhaften Durchführungsmethode sollte die Zinksilikat (xZnO»ySiO₂)-Diffusionsquelle ZnO in Mengen von weniger als fünfzig Gewichtsprozenten enthalten. Wo diese Menge größer als fünfzig Prozent ist, ergibt sich eine Neigung des Zinks, unmittelbar durch die Maske zu dringen.The above two approaches eliminate excessive side or wing diffusion of zinc in use. According to an advantageous implementation method, the zinc silicate (xZnO »ySiO ₂ ) diffusion source should contain ZnO in amounts of less than fifty percent by weight. Where this amount is greater than fifty percent, there is a tendency for the zinc to permeate directly through the mask.

Nach Vorstehendem besteht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe in der Schaffung einer Methode zur Verhütung der übermäßigen Seitendiffusion des Zinks in Halbleitersubstraten. In the foregoing, the object underlying the invention is to provide a method for preventing the excessive side diffusion of zinc in semiconductor substrates.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Methode zur Kontrolle der Seitendiffusion von Zink, um beiAnother object of the invention is to provide a method of controlling the side diffusion of zinc in order to

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der Fabrikation von Dioden dichtere Dioden-Reihen zu ermöglichen als bisher.to enable the manufacture of diodes to have denser rows of diodes than before.

Die Erfindung enthält, um kurz zusammenzufassen folgendes: Eine Methode zur Diffusion von Zink in Galliumarsenid ohne Ausflüglen der Diffusion. Das Zinksilikat wird als Diffusionsquelle benutzt, während Siliciumnitrid und Aluminiumoxyd zum Maskieren ausgewählter Bereiche eines Galliumarsenidsubstrats gebraucht werden. Die diffundierten Bereiche sind präzis innerhalb des Substrats definiert. Die Verwendung dieser Materialien als Diffusionsquelle und für die Maske verhindert das Ausflügeln, d. h. das seitliche Aus- " breiten, des Diffusionsstoffes in der Grenzfläche zwischen dem Maskenmaterial und dem Galliumarsenidsubstrat.To summarize briefly, the invention includes the following: A method for diffusing zinc into gallium arsenide without Excursions in diffusion. The zinc silicate is used as a diffusion source, while silicon nitride and aluminum oxide used to mask selected areas of a gallium arsenide substrate. The diffused areas are precisely defined within the substrate. The use of these materials as a source of diffusion and for the Mask prevents winging, i. H. the lateral exit " width of the diffusion substance in the interface between the mask material and the gallium arsenide substrate.

Die Erfindung sei nachstehend an Hand der schematischen Zeichnungen für eine beispielsweise und besonders vorteilhafte Ausführungsform näher erläutert. In der nachstehenden Beschreibung sind auch Weiterbildungen des Erfindungsgedankens enthalten. Die nachfolgende Beschreibung enthält zudem Angaben über weitere detailliertere Aufgabenstellungen und über fortschrittliche Eigenschaften der Erfindung. -The invention is hereinafter based on the schematic drawings for an example and particularly advantageous Embodiment explained in more detail. In the following The description also includes further developments of the inventive concept. The following description also contains Information about further, more detailed tasks and about advanced properties of the invention. -

Durch die amerikanische Patentschrift 5 554 008 ist die |By the American patent 5 554 008 the |

Verwendung von dotiertem Siliciumdioxyd bekannt geworden, das im Einsatz durch eine Schicht aus Siliciumdioxyd bedeckt wird, um die Verunreinigung anderer Oberflächen zu verhindern·Use of doped silicon dioxide has become known, which is covered in use by a layer of silicon dioxide to prevent contamination of other surfaces

Durch die amerikanische Patentschrift 3 564 085 ist die Verwendung eines dotierten Halbleiters bekannt geworden, der mit Siliciumdioxyd beschichtet ist, um eine Verdampfung der Diffusionsubstanz zu verhindern. US Pat. No. 3,564,085 discloses the use of a doped semiconductor which is coated with silicon dioxide in order to prevent evaporation of the diffusion substance.

Die amerikanische Patentschrift 5 476 620 zeigt das Beschichten von Siliciumdioxyd bei einer Borsilikat-Diffusionsquelle·The American patent specification 5 476 620 shows the coating of silicon dioxide with a borosilicate diffusion source

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In all diesen drei Fällen geht es jedoch nicht um das Problem der Ausflügelung der Diffusion. Bei den dort erwähnten gewöhnlichen Diffusanten kommt eine übermäßige Seitendiffusion nicht vor. Das Dotieren mit Zink ist ein Sonderfall. Zink ist Dotierungsmittel für Galliumarsenid, nicht aber für Silicium oder Germanium.However, all of these three cases are not about that Problem of the winging out of diffusion. In the case of the common diffusers mentioned there, there is an excessive one Side diffusion does not exist. Doping with zinc is a special case. Zinc is a dopant for gallium arsenide, but not for silicon or germanium.

Fig. 1 der schematischen Zeichnungen ist eine Querschnittsdarstellung eines Halbleitersubstrates, das der Dampfdiffusion eines Dotierungsniittels für ein ausgewähltes Gebiet über eine Öffnung in einem Maskenmaterial ausgesetzt ist. Die Ausdehnung der normalerweise erwarteten Seitendiffusion ist in Fig. 1 mit nichtgestrichelten Linien, während die Ausdehnung der Seitendiffusion bei Zink als Diffusant im Falle der üblichen Methoden mit gestrichelten Linien gezeigt ist.Figure 1 of the schematic drawings is a cross-sectional view of a semiconductor substrate subject to vapor diffusion a dopant for a selected area via an opening in a mask material. The extent of the normally expected side diffusion is shown in Fig. 1 with non-dashed lines, while the Extension of the side diffusion with zinc as diffusant in the case of the usual methods shown with dashed lines is.

Fig. 2 enthält eine Querschnittsdarstellung eines Halbleitersubstrats mit Zinksilikat-Diffusionsquelle, die auf seiner Oberfläche angeordnet und durch einen maskierenden Materialbereich von drei Seiten eingeschlossen ist.2 contains a cross-sectional illustration of a semiconductor substrate with zinc silicate diffusion source arranged on its surface and through a masking area of material is enclosed on three sides.

Fig. 3 zeigt ein Halbleitersubstrat im Querschnitt, das aus seiner Oberfläche mit einem maskierenden Material versehen ist, welches von drei Seiten durch eine Zinksilikat-Diffusionsquelle eingeschlossen ist.Fig. 3 shows a semiconductor substrate in cross section, which is provided from its surface with a masking material which is enclosed on three sides by a zinc silicate diffusion source.

Fig. 4 enthält, zum Teil in Querschnittsdarstellung, eine schematische Zeichnung des zum Auftragen des Zinksilikats auf die Oberfläche eines HalbleiterSubstrats verwendeten Apparates.Fig. 4 contains, partly in cross-section, a schematic drawing of the one used to apply the zinc silicate to the surface of a semiconductor substrate Apparatus.

Fig. 5 enthält, zum Teil in Querschnittsdarstellung, eine schematische Zeichnung der zum Auftragen entweder desFig. 5 contains, partly in cross-section, a schematic drawing of the application for either the

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Aluminiumoxyds oder des Siliciumnitrids auf die Oberfläche des Halbleitersubstrats benutzten Apparatur.Aluminum oxide or silicon nitride on the surface of the semiconductor substrate used.

In Fig. 1 ist mit 1 das Halbleitersubstrat bezeichnet. Dieses ist mit einer gelochten Schicht 2 aus maskierendem Material bedeckt. Verwendet man gewöhnliche Dotierungsstoffe wie Bor, Arsen, Antimon etc., so wird durch Erhitzen des Substrats 1 auf eine passende Temperatur im Dampf des gewünschten Dotierungsstoffes eine diffundierte Zone 3 gebildet, die in der Zeichnung durch eine nichtgestrichelte Linie dargestellt ist. Der dargestellte Fall gehört zum Stande der Technik soweit die gelochte maskieren- " de Schicht 2 aus Siliciumdioxyd besteht. Es sei bemerkt, daß der diffundierte Bereich 3 sich seitlich genau so weit erstreckt wie er sich vertikal ausbreitet.In Fig. 1, 1 denotes the semiconductor substrate. This is with a perforated layer 2 of masking Material covered. If you use common doping substances such as boron, arsenic, antimony, etc., then by heating of the substrate 1 to a suitable temperature in the vapor of the desired dopant a diffused Zone 3 is formed, which is shown in the drawing by a non-dashed line. The illustrated case belongs to the state of the art insofar as the perforated masking layer 2 consists of silicon dioxide. It should be noted that that the diffused area 3 extends laterally just as far as it extends vertically.

Unter den selben Umständen ist, ausgenommen wenn das Zink Diffusant ist, der durch Diffusion gebildete Bereich durch die gestrichelte Linie 4 veranschaulicht. Die seitliche Ausdehnung der Diffusion ist hier viel größer als die vertikale Ausdehnung der Diffusion. Sie wird wegen ihres Auftretens als "Flügeln" charakterisiert·In the same circumstances, except when the zinc is diffusive, the area formed by diffusion is through the dashed line 4 illustrates. The lateral extent of the diffusion is here much larger than the vertical one Expansion of diffusion. It is characterized as "wings" because of its appearance ·

Nach Fig. 1 sollte es klar sein, daß der durch Diffusion ä gebildete pn-übergang wegen des Flügeins einen viel größeren projizierten Bereich auf der Oberfläche des Substrats 1 ergreift als im Falle des projezierten Oberflächendiffusionsbereiches 3. Die Eliminierung des Flügeins oder der übermäßigen Seitendiffusion ist daher ein bedeutender technischer Fortschritt im Hinblick auf ein Zusammenpacken der Vorrichtungsdichte in integrierten Schaltungsanordnungen. According to Fig. 1, it should be understood that the like by diffusion pn junction formed seizes because of Flügeins a much larger projected area on the surface of the substrate 1 than in the case of the projected surface diffusion region 3. The elimination of the Flügeins or excessive side diffusion hence a significant technical advance in device density packaging into integrated circuit assemblies.

Fig. 2 zeigt eine Annäherung, mit welcher das Flügeln in ien Fällen verhindert wird, wo Zink als Diffusant verlangtFig. 2 shows an approximation with which the winging in In many cases it is prevented where zinc is required as a diffuser

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wird, um leicht emittierende pn-Übergänge in Substraten herzustellen, die aus Galliumarsenid oder anderen Verbindungen aus der III-V-Gruppe oder aus entsprechenden Ternärverbindungen, wie Galliumaluminiumarsenid bestehen. Die Fig. 2 zeigt ein Substrat aus Halbleitermaterialsubstrat zum Beispiel aus Galliumarsenid mit einer Diffusionsquelle 5j die auf einen Teil seiner Oberfläche aufgetragen ist.is used to easily emit pn junctions in substrates to produce, which from gallium arsenide or other compounds from the III-V group or from corresponding ternary compounds, like gallium aluminum arsenide. 2 shows a substrate made of semiconductor material substrate for example of gallium arsenide with a diffusion source 5j applied to part of its surface.

Die Diffusionsquelle 5 besteht im Falle der Fig. 2 vorzugsweise aus Zinksilikat (xZnOySiC^) mit ZnO vorzugsweise in einer Menge von weniger als 50 Gewichtsprozent. Wenn diese Menge von ZnO erhöht wird, dann kann das Zink direkt durch das maskierende Material passieren.The diffusion source 5 preferably consists in the case of FIG. 2 from zinc silicate (xZnOySiC ^) with ZnO preferably in an amount less than 50 percent by weight. If those If the amount of ZnO is increased, the zinc can pass directly through the masking material.

Die Diffusionsquelle 5 aus Zinksilikat wird durch thermische Zersetzung von Zinkpropionat und Tetraäthylorthosilikat in der Dampfphase hergestellt. Das Substrat 1 wird in einer Niederschlagskammer beschichte't. Die passenden in der Dampfphase aufgenommenen Bestandteile werden thermisch zersetzt und Zinksilikat auf der Oberfläche des Substrats 1 gebildet. Eine eingehende Beschreibung hierfür wird noch an Hand der Fig. 4· an anderer Stelle gegeben.The diffusion source 5 made of zinc silicate is by thermal Decomposition of zinc propionate and tetraethyl orthosilicate produced in the vapor phase. The substrate 1 is coated in a precipitation chamber. The right ones in the vapor phase Ingested constituents are thermally decomposed and zinc silicate is formed on the surface of the substrate 1. A detailed description of this is given elsewhere on the basis of FIG.

Nach dem Niederschlagen einer Schicht aus Zinksilikat wird die Diffusionsquelle 5 durch Auftragen einer Photodeckschicht auf der Oberfläche und durch Bestrahlen über eine Maske gebildet. Solche Photodeckschichten stehen im Handel zur Verfugung und sind in der Halbleitertechnik bekannt. Nach dem Entwickeln der Photodeckschicht wird der nichtexponierte Bereich durch ein passendes Lösungsmittel entfernt.After a layer of zinc silicate has been deposited, the diffusion source 5 is provided by applying a photo cover layer formed on the surface and by irradiation through a mask. Such photo cover layers are commercially available available and are known in semiconductor technology. After developing the photo overlay, the unexposed one becomes Area removed by a suitable solvent.

Es wird eine Photodeckschichtmaske gebildet, welche gegen die meisten der konventionellen Ätzen widerstandsfähig ist. Für Zinksilikat ist verdünntes HF ein passendes Ätzmittel. Sämtliches Zinksilikat, das nicht mit PhotodeckschichtmaskeA photo overlay mask is formed which is resistant to most of the conventional etches. Diluted HF is a suitable etchant for zinc silicate. All zinc silicate that not with photo top layer mask

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bedeckt ist, wird entfernt, so daß eine Diffusionsquelle übrigbleibt, die auf einem Teil der Oberfläche des Substrates 1 niedergeschlagen ist. Danach wird die Photodeckschichtmaske durch ein passendes, abtrennendes Mittel entfernt.is removed, leaving a diffusion source remaining on part of the surface of the substrate 1 is down. Thereafter, the photo cover layer mask is removed by a suitable separating means.

In einer folgenden Verfahrensstufe wird eine Maske 6 entweder aus Aluminiumoxyd (AIpO,) oder aus Siliciumnitrid aufgetragen oder über der Diffusionsquelle 5 und auf dem exponierten Oberflächenteil des Substrats 1 gebildet, so daß die Quelle 5 durch die Maske 6 von drei Seiten eingeschlossen ist. ' ί In a subsequent process step, a mask 6 either made of aluminum oxide (AlpO,) or silicon nitride is applied or formed over the diffusion source 5 and on the exposed surface part of the substrate 1, so that the source 5 is enclosed by the mask 6 on three sides. ' ί

Das Aluminiumoxyd kann durch thermische Zersetzung von Aluminium!sopropoxyd in einem inerten oder nichtoxydierenden Gas gebildet werden. Eine ins Einzelne gehende Beschreibung der beim Auftragen des Aluminiumoxyds gebrauchten Methode und der dabei benutzten Apparatur folgt bei der Beschreibung der Fig. 5·The aluminum oxide can be produced by thermal decomposition of aluminum isopropoxide in an inert or non-oxidizing one Gas are formed. A detailed description of the ones used when applying the aluminum oxide The method and the apparatus used for it follow in the description of FIG.

Das Siliciumnitrid kann durch thermische Zersetzung von Siliciumbromid (SiBr^) und Ammoniak (HEU) in einem inerten oder nichtoxydierendem Gas aufgetragen werden. Eine ausführliche Beschreibung der beim Auftragen des Siliciumnitrides auf das Substrat 1 benutzen Methode und Apparatur wird eben- ' falls erst bei der Beschreibung der Fig. 5 nachstehend gegeben. The silicon nitride can by thermal decomposition of silicon bromide (SiBr ^) and ammonia (HEU) in an inert or non-oxidizing gas. A detailed description of the application of the silicon nitride The method and apparatus used on the substrate 1 will likewise only be given in the description of FIG. 5 below.

Wenn einmal die Diffusionsquelle 5 und die Maske 6 auf dem Substrat 1 gebildet sind, dann wird das Substrat 1 in einen Diffusionsofen gegeben und dort eine ausreichende Zeit bei einer passenden Temperatur erhitzt, um das Diffundieren von Zink in das Substrat 1 zu bewerkstelligen.Once the diffusion source 5 and the mask 6 on the Substrate 1 are formed, then the substrate 1 is placed in a diffusion furnace and there for a sufficient period of time heated to a suitable temperature to effect the diffusion of zinc into the substrate 1.

Im Falle der Fig. 2 ist als Diffusionsquelle 5 eine 2000 Angstroem dicke Zinksilikatschicht und als Maske 6 eineIn the case of FIG. 2, the diffusion source 5 is a 2000 Angstroem thick zinc silicate layer and as a mask 6 one

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2000 Angstroem dicke Siliciumnitridschieht benutzt. Die Heizdauer beträgt 45 Minuten bei 850°C· Dies führt zur Bildung einer diffundierten Zone, welche Zink enthält und eine Tiefe von 15.Mikron aufweist. Die Breite der Seitendiffusion ist nicht größer als die Tiefe der Vertikaldiffusion» 2000 Angstroem thick silicon nitride film used. The heating time is 45 minutes at 850 ° C. This leads to Formation of a diffused zone which contains zinc and has a depth of 15 microns. The width of the side diffusion is not greater than the depth of the vertical diffusion »

Die Menge an Zinkoxyd im Zinksilikat sollte vorzugsweise weniger als fünfzig von der Gesamtmenge betragen. Die tatsächlich verwendete Menge hängt jedoch zum Beispiel von den verlangten Eigenschaften der Dioden ab.The amount of zinc oxide in the zinc silicate should be preferred be less than fifty of the total. However, the actual amount used depends on, for example, the required properties of the diodes.

In Fig. 3 ist ein anderer Fall für das Eliminieren einer übermäßigen Seitendiffusion oder eines übermäßigen "Flügeln^ dargestellt. In dieser Figur ist das Substrat wieder mit bezeichnet. Es enthält eine Anzahl Maskengebiete 6 mit Diffusionsquelle 5· Die Diffusionsquelle 5 ist auf die Maskengebiete 6 und auf die exponierten Oberflächen des SubstratsIn Fig. 3, there is another case for eliminating one excessive side diffusion or excessive "wings" ^ shown. In this figure, the substrate is again denoted by. It contains a number of mask regions 6 with a diffusion source 5 · The diffusion source 5 is on the mask areas 6 and on the exposed surfaces of the substrate

1 aufgetragen.1 applied.

Die diffundierten Gebiete J werden durch Diffusion von Zink aus einer Zinksilikatdiffusionsquelle 5 gebildet. Die Maskengebiete 6 sind entweder aus Aluminiumoxid oder aus Siliciumnitrid,und die entsprechenden Bereiche werden in derselben Weise beaufschlagt wie sie kurz an Hand der Fig.The diffused areas J are by diffusion of Zinc formed from a zinc silicate diffusion source 5. The mask areas 6 are either made of aluminum oxide or of Silicon nitride, and the corresponding areas are shown in applied in the same way as briefly on the basis of Fig.

2 beschrieben wurde. Der Unterschied zwischen der Anordnung nach Fig. 5 und nach Fig. 2 besteht in der Ordnung des Auftragens und im Ätzen eines anderen Materials·2 has been described. The difference between the arrangement according to FIG. 5 and according to FIG. 2 is the order of applying and etching another material

Im Falle der Fig. 3 wird zuerst Aluminiumoxyd oder Siliciumnitrid aufgetragen, und die Maskenbereiche 6 werden mit Hilfe der an sich bekannten photolithographischen Methoden gebildet. Wenn die nichtexponierten Bereiche einer Photodeckschicht durch ein passendes Lösungsmittel einmal entfernt worden sind, dann wird ein Ätzmittel aufgebracht,In the case of Fig. 3, aluminum oxide or silicon nitride is used first applied, and the mask areas 6 with the aid of the known photolithographic methods educated. When the unexposed areas of a photo topcoat have been removed once by a suitable solvent, then an etchant is applied,

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welches das Aluminiumoxyd oder das Siliciumnitrid aus den unmaskierten Gebieten entfernt. Ein geeignetes Ätzmittel für Aluminiumoxyd ist verdünntes HF. Ein passendes Ätzmittel für Siliciumnitrid ist verdünntes HF. Wenn das Ätzen vollendet ist, wird das Auftragen der Zinksilikatdiffusionsquelle 5 durchgeführt.which the aluminum oxide or the silicon nitride from the unmasked areas removed. A suitable etchant for aluminum oxide is diluted HF. A suitable etchant for silicon nitride is dilute HF. When the etching is completed, the application of the zinc silicate diffusion source 5 is carried out.

Nach dem Auftragen wird das Substrat 1 in einen Diffusionsofen eingebracht, wo eine Erhitzung während einer ausreichenden Zeitdauer und bei einer ausreichenden Temperatur durchgeführt wird, so daß Zink bis zu einer gewünschten Tiefe in das Substrat 1 diffundiert, was zur Bildung der Diffu- I sionsgebiete 3 führt. Wie im Beispielsfalle der Fig. 2 so erstrecken sich- auch die diffundierten Gebiete 3 nach Fig. 3 seitlich nicht auf einen größeren Abstand als die Tiefe der Diffusion ausmacht.After application, the substrate 1 is placed in a diffusion furnace, where heating during a sufficient Time and at a temperature sufficient so that zinc is carried out to a desired depth diffuses into the substrate 1, which leads to the formation of the diffusion regions 3. As in the example of FIG. 2 The diffused areas 3 according to FIG. 3 also do not extend laterally to a greater distance than the depth of the Diffusion matters.

In Fig. 4 ist eine Apparatur dargestellt, die bevorzugt zum Auftragen von Zinksilikat durch thermisches Zersetzen von Zinkpropionat und Tetraäthylorthosilikat dient. Die erfindungsgemäße Methode wird weiter unten in Verbindung mit ei~ nem Galliumarsenid-Halbleitersubstrat, mit Stickstoff als Umgebungsgas und mit Tetraäthylorthosilikat (nachstehend auch kurz mit TEOS bezeichnet) als Quelle für Siliciumdioxyd λ und mit Zinkpropionat als Quelle für Zinkoxyd beschrieben werden.4 shows an apparatus which is preferably used for applying zinc silicate by thermal decomposition of zinc propionate and tetraethyl orthosilicate. The method according to the invention is (also designated briefly below TEOS) as the source of silicon dioxide and λ zinc propionate with zinc oxide as a source for further described below in connection with ei ~ nem gallium arsenide semiconductor substrate, with nitrogen as the ambient gas and tetraethyl orthosilicate.

In Fig. 4 ist mit 11 eine Quarzheizröhre bezeichnet, die in einem Röhrenofen 12 angeordnet ist. Die Röhre 11 enthält einen entfernbaren Substrathalter 13, der ein Halbleitersubstrat 1 aus Galliumarsenid innerhalb der Röhre 11 trägt.In FIG. 4, reference numeral 11 denotes a quartz heating tube which is arranged in a tube furnace 12. The tube 11 contains a removable substrate holder 13 which supports a semiconductor substrate 1 made of gallium arsenide within the tube 11.

Eir.e Quelle 15 für nichtoxydierendes Gas, vorzugsweise für Stickstoff, ist mit den Flußmessern 16, 17, 18 über eintellbare Ventile 19, 20 bzw. 21 verbunden. Eine Rohrlei-Eir.e source 15 for non-oxidizing gas, preferably for Nitrogen, is adjustable with the flow meters 16, 17, 18 via Valves 19, 20 and 21 respectively connected. A pipeline

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tung 22 erstreckt sich vom Flußmesser 16 zu einem Sprudelgerät 25 t das eⁱⁿ organisches Alkylat von Zink, vorzugsweise Zinkpropionat enthält. Das zuletzt genannte Material ist normalerweise bei Zimmertemperatur fest, es muß d_aher auf eine Temperatur erhitzt werden, bei der es flüssig wird. Für diesen Zweck ist das Konstanttemperaturbad 24- vorgesehen. Die Temperaturen hierfür liegen im Bereich von 118° - 27O⁰C. Als besonders geeignet hat sich eine Temperatur von 240°0 erwiesen.tung 22 extends from the flow meter 16 to a bubbler 25 t e ⁱⁿ organic alkylate of zinc preferably contains zinc propionate. The latter material is normally solid at room temperature, it must be heated to a forth d _a temperature at which it becomes liquid. The constant temperature bath 24- is provided for this purpose. The temperatures for this lie in the range of 118 ° - A temperature was 27O ⁰ C. proven particularly suitable of 240 ° 0th

Die benutzte organische Verbindung hat die Eigenschaft, sich beim Erhitzen bei einer passenden Temperatur zu zersetzen, so daß sich ein Niederschlag aus Metalloxyd, im Falle des Beispiels aus Zinkoxyd, bildet.The organic compound used has the property to decompose when heated at a suitable temperature, so that a precipitate of metal oxide, im Case of the example made of zinc oxide.

Das alleinige Kriterium in Bezug auf die Zersetzungstemperatur der organischen Metalloxydverbindung besteht darin, daß die Zersetzungstemperatur unt"er der Temperatur liegen muß, bei welcher die Elemente des Metalloxyds normalerweise in ein Halbleitersubstrat diffundieren.The sole criterion with regard to the decomposition temperature of the organic metal oxide compound is: that the decomposition temperature are below the temperature in which the elements of the metal oxide normally diffuse into a semiconductor substrate.

Für Zinkpropionat liegt eine geeignete Zersetzungstemperatur im Bereich von 250° bis 600⁰O, vorzugsweise bei 4-50⁰O.For zinc propionate, a suitable decomposition temperature ranging from 250 ° to 600 ⁰ is O, preferably at 4-50 ⁰ O.

Das Zinkpropionat wird in der Eöhre 11 durch strömenden Stickstoff aus der Quelle 15 eingeführt. Der Stickstoff fl~ie#fc^cLabei über die Rohrleitung 22 zum Sprudler 23, wo der Stickstoff ^fficsh~das_flüssiga_Zink^roj>ionat sprudelt, das als Dampf mischung mit dem Stickstoff über die Eohrlei— tung 25 in die Eöhre 11 gelangt·The zinc propionate is flowing in the tube 11 through Nitrogen introduced from source 15. The nitrogen fl ~ ie # fc ^ cLabei via the pipe 22 to the bubbler 23, where the nitrogen ^ fficsh ~ das_iquid_zink ^ roj> ionat bubbles, that as a vapor mixture with the nitrogen over the Eohrlei— device 25 enters the tube 11

Gleichzeitig mit der Einführung des Zinkpropionates in Dampfform in die Eöhre 11 fließt ein nichtoxydierendes Gas, nämlich Stickstoff, aus der Gasquelle 15 über das Ventil 21Simultaneously with the introduction of zinc propionate in vapor form into the tube 11, a non-oxidizing gas flows, namely nitrogen, from the gas source 15 via the valve 21

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und Flußmesser 18 sowie über die Rohrleitung 28 in den Sprudler 29, der ein organisches Hydrooxydsalz von Silicium, vorzugsweise TEOS enthalteand flow meter 18 and via the pipe 28 into the bubbler 29, which contains an organic hydroxide salt of silicon, preferably contain TEOS

Das Konstanttemperaturbad 30 hält das TEOS in flüssiger Form bei einer Temperatur im Bereiche von -20⁰O bis 50⁰C. Die Stickstoffsprudelung durch das TEOS trägt das verdampfte TEOS über die Rohrleitung 31 zur Röhre 11. In der Röhre 11 zersetzen sich Zinkpropionat und TEOS bei einer Temperatur im Bereiche von 250° bis 600°, vorzugsweise 450⁰O, im Bereiche des Substrats, wobei Zinksilikat auf das Sub- g strat 1 aufgetragen wird.The constant temperature bath 30 keeps the TEOS in liquid form at a temperature in the range from -20 ⁰ O to 50 ⁰ C. The nitrogen bubbling through the TEOS carries the vaporized TEOS via the pipe 31 to the tube 11. In the tube 11, zinc propionate and TEOS decompose is applied at a temperature in the range of 250 ° to 600 °, preferably 450 ⁰ O, in the regions of the substrate, wherein zinc silicate on the sub- strate g. 1

Bei auf gewünschte Durchfluß-Geschwindigkeiten eingestellten Ventilen 19, 21 werden Zinkpropionat und TEOS zur Röhre 11 getragen, wo sie gleichzeitig zu Zinksilikat auf dem Substrat 1 zersetzt werden. Weil der Bereich der Temperaturen, über dem es zu einer Zersetzung der gewählten organischen Verbindung kommt, ziemlich breit ist und weil ein enger Temperaturgradient nicht leicht im Bereich des Substrats 1 aufrechterhalten werden kann, wird ein getrennter Strom von Stickstoff oder Sauerstoff, wenn notwendig bei Erhöhung der Flußgeschwindigkeit in der Röhre 11 benutzt, um das Niederschlagen von Zinksilikat auf das Sub- * strat 1. sicherzustellen. Der Stickstoff aus der Quelle wird daher über das Ventil 20 und über den Flußmesser 17 sowie über die Rohrleitung 32 zur Röhre 11 in Überschußmenge bei einer gewünschten Plußrate 'eingespeist·When the valves 19, 21 are set to the desired flow rates, zinc propionate and TEOS become the Tube 11 carried, where they are simultaneously decomposed to zinc silicate on the substrate 1. Because the range of temperatures above which there is a decomposition of the selected organic compound, is rather broad and because a narrow temperature gradient cannot be easily maintained in the region of the substrate 1, becomes a separate one Flow of nitrogen or oxygen, if necessary, used in increasing the flow rate in tube 11, to ensure the precipitation of zinc silicate on the substrate. The nitrogen from the source is therefore via the valve 20 and via the flow meter 17 and via the pipeline 32 to the tube 11 in excess fed in at a desired plus rate '

Typische Flußgeschwindigkeiten sind 1 Liter pro Minute für den Stickstoff sowohl durch das Zinkpropionat als auch durch die TEOS-Sprudler 23 bzw. 29 und 8 Liter pro Minute für den Stickstoff oder Sauerstoff, die beide direkt über die Rohrleitung 32 zur Röhre 11 geführt werden. Durch das Einstellen der Flußgeschwindigkeit des Stickstoffs über das Zink-Typical flow rates are 1 liter per minute for the nitrogen through both the zinc propionate and through the TEOS bubbler 23 or 29 and 8 liters per minute for the nitrogen or oxygen, both directly via the pipeline 32 are led to the tube 11. By setting the flow rate of nitrogen over the zinc

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propionat kann die Proportion des Zinkoxyds zum Siliciumdioxyd kontrolliert werden. Als Anzeichen sollte Zinkoxyd in Mengen, von weniger als 50 Gewichtsprozent vorhanden sein.propionate can be the proportion of zinc oxide to silicon dioxide to be controlled. As a sign, zinc oxide should be present in amounts less than 50 percent by weight be.

Das Zinksilikat wird danach auf der Oberfläche des Substrats 1, wie in Pig. 2 gezeigt, mit Hilfe der Apparatur nach Fig_e 4· gebildet. Nach der Darstellung Zinksilikatdiffusionsqueile 5 wird das maskierende Material 6 entweder aus Aluminiumoxyd oder aus Siliciumnitrid unter Verwendung der in Fig. 5 dargestellten Apperatur gebildet.The zinc silicate is then on the surface of the substrate 1, as in Pig. 2, formed with the aid of the apparatus according to Fig 4 _e ·. According to the illustration of the zinc silicate diffusion source 5, the masking material 6 is formed either from aluminum oxide or from silicon nitride using the apparatus shown in FIG.

In Fig. 5 ist schematisch eine bevorzugte Apparatur gezeigt, in welcher das !Niederschlagen von Aluminiumoxyd oder Siliciumnitrid durch thermisches Zersetzen der das organische Metalloxyd enthaltenden Verbindungen und das thermische Zersetzen von Siliciumbromid bzw. "von Ammoniak bewerkstelligt wird. Das Zersetzen dieser Materialien wird unten im Zusammenhang mit dem Galliumarsenid-Halbleitersubstrat, mit Stickstoff als Umgebungsgas, mit Aluminiumisopropoxyd als Quelle für das Aluminiumoxyd und mit Siliciumbromid und Ammoniak als Quelle für das Siliciumnitrid beschrieben werden. A preferred apparatus is shown schematically in FIG. 5 in which the deposition of aluminum oxide or silicon nitride by thermal decomposition of the compounds containing the organic metal oxide and thermal decomposition accomplished by silicon bromide or "by ammonia will. The decomposition of these materials is discussed below in connection with the gallium arsenide semiconductor substrate Nitrogen as ambient gas, with aluminum isopropoxide as Source for the aluminum oxide and with silicon bromide and ammonia as the source for the silicon nitride.

In Fig. 5 ist mit 11 eine Heizröhre aus Quarz bezeichnet, die sich in einem Eohrofen 12 befindet. Die Röhre 11 hat einen entfernbaren Substrathalter 13, welcher ein Halbleitersubstrat 1 aus Galliumarsenid in der Eöhre 11 trägt.In Fig. 5, 11 denotes a heating tube made of quartz, which is located in an Eohrofen 12. The tube 11 has a removable substrate holder 13 which is a semiconductor substrate 1 made of gallium arsenide in the tube 11 carries.

Eine Quelle 15 für nichtoxydierendes Gas, vorzugsweise Stickstoff, steht in Verbindung mit den Flußmessern 16, 17 und 18 und mit den einstellbaren Ventilen 19 bzw. 20 bzw, 21· Die Rohrleitung 22 erstreckt sich vom Flußmesser 16 zu einem Sprudler 33» welcher ein organisches Alkylat von Aluminium, vorzugsweise Aluminiumisopropoxyd, enthält, ftas zuletzt ge-A source 15 of non-oxidizing gas, preferably Nitrogen, is in connection with the flow meters 16, 17 and 18 and with the adjustable valves 19 or 20 or 21 · The pipeline 22 extends from the flow meter 16 to a bubbler 33 »which is an organic alkylate of aluminum, preferably aluminum isopropoxide, contains, most recently

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nannte Material ist normalerweise bei Zimmertemperatur fest und muß auf eine Temperatur erwärmt werden, bei der es flüssig wird. Dazu dient das Konstanttemperaturbad 34. Als geeignete Temperaturen haben sich solche im Bereich von 118° bis 270⁰C ermitteln lassen. Eine besonders günstige Temperatur ist 125°C.The said material is normally solid at room temperature and must be heated to a temperature at which it becomes liquid. 34. serves the constant temperature Suitable temperatures have let those determined to 270 ⁰ C in the range of 118 °. A particularly favorable temperature is 125 ° C.

Die verwendete organische Verbindung zersetzt sich beim Erhitzen mit einer geeigneten Temperatur, um einen Niederschlag aus Aluminium zu bilden. Das alleinige Kriterium in Bezug auf die Zersetzungstemperatur der organischen Metalloxydverbindung ist, daß die Zersetzungstemperatur "The organic compound used decomposes when heated at a suitable temperature to form a precipitate Form from aluminum. The sole criterion related to the decomposition temperature of the organic Metal oxide compound is that the decomposition temperature "

unter der Temperatur liegt, bei welcher die Elemente dee Metalloxyds normalerweise in ein Halbleitersubstrat diffundieren. is below the temperature at which the elements dee Metal oxides normally diffuse into a semiconductor substrate.

Für Aluminiumisopropoxyd liegt die Zersetzungstemperatur im Bereich von 250 bis 600⁰G. Als besonders geeignet hat sich eine Zersetzungstemperatur von 420⁰C erwiesen·For Aluminiumisopropoxyd the decomposition temperature ranging from 250 to 600 is ⁰ G. particularly suitable decomposition temperature of 420 ⁰ C has proved ·

Das Aluminiumisopropoxyd wird in die Röhre 11 mit Hilfe des strömenden Stickstoffs aus der Quelle 15 über die Rohrleitung und Sprudler 33 eingeführt. Im Sprudler 33 sprudelt der Stickstoff durch das flüssige Aluminiumisopropoxyd· ä Dieses wird als Dampfmischung mit dem Stickstoff über die Rohrleitung 25 in die Röhre 11 getragen.The aluminum isopropoxide is introduced into the tube 11 with the aid of the flowing nitrogen from the source 15 via the pipeline and bubbler 33. In the bubbler 33, the nitrogen bubbles through the liquid Aluminiumisopropoxyd · ä This is worn as a vapor mixture with the nitrogen via the pipe 25 into the tube. 11

Das Substrat 1 wird durch den Ofen 12 auf die gewünschte Zersetzungstemperatur gebracht. Das Aluminiumisopropoxyd zersetzt sich sobald es in Kontakt mit der erhitzten Oberfläche des Substrats kommt und trägt eine Schicht aus Alumini umoxyd auf. Die restlichen Zersetzungsprodukte treten mit dem entlangstreichenden Stickstoff aus der Röhre 11 ü\er die Rohrleitung 26 und über den Ausströmsprudler 2? in ie Atmosphäre aus.The substrate 1 is through the furnace 12 to the desired Decomposition temperature brought. The aluminum isopropoxide decomposes as soon as it comes into contact with the heated surface of the substrate comes and applies a layer of aluminum oxide. The remaining decomposition products occur with the nitrogen sweeping along from the tube 11 over the pipeline 26 and over the outflow bubbler 2? in he atmosphere.

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In der vorstehend beschriebenen Weise wird Aluminiumoxyd auf die Diffusionsquelle 5 und auf den exponierten Oberflächenteil des Substrats 1, wie in Fig. 2 gezeigt, aufgetragen. Das Erhitzen für das Bewerkstelligen der Diffusion von Zink aus dem Zinksilikat kann in der Röhre 11 durch einfaches Erhitzen im Stickstoff durchgeführt werden,In the manner described above, alumina is applied to the diffusion source 5 and to the exposed surface part of the substrate 1, as shown in Fig. 2, applied. The heating to effect diffusion of zinc from the zinc silicate can be carried out in the tube 11 by simply heating in nitrogen,

TJm eine Maske aus Siliciumnitrid anstatt aus Aluminiumoxyd zu schaffen, wird Stickstoff aus der Gasquelle 15 über das Ventil 21, Flußmesser 18 und Rohrleitung 28 in den Sprudler 35 gegeben, welcher Siliciumbromid in flüssiger Form enthält. Das Konstanttemperaturbad 30 hält das Siliciumbromid auf einer Temperatur von 25°C. Der Stickstoff sprudelt durch das Siliciumbromid und trägt verdampftes Siliciumbromid über die Rohrleitung 31 zur Röhre 11.In order to create a mask from silicon nitride instead of aluminum oxide, nitrogen from the gas source 15 is used added via the valve 21, flow meter 18 and pipe 28 into the bubbler 35, which silicon bromide in liquid Contains shape. The constant temperature bath 30 holds that Silicon bromide at a temperature of 25 ° C. The nitrogen bubbles through the silicon bromide and carries vaporized Silicon bromide via pipe 31 to tube 11.

Zur selben Zeit strömt das Ammoniak aus der Ammoniakgasquelle 36 über das Ventil 37» über den Flußmesser 38 und über die Rohrleitung 39 direkt zur Röhre 11, wo sich bei einer Temperatur von 800 C bis 900 0 das Ammoniak und das Siliciumbromid zersetzen und so reagieren, daß eine Schicht aus Siliciumnitrid über dem exponierten Teil des Substrats 1 und über der Diffusionsquelle 5 aus Zinksilikat gebildet wird.At the same time, the ammonia flows from the ammonia gas source 36 via the valve 37 »via the flow meter 38 and Via the pipe 39 directly to the tube 11, where the ammonia and the Silicon bromide decompose and react to form a layer of silicon nitride over the exposed portion of the substrate 1 and is formed above the diffusion source 5 from zinc silicate.

Während dieser Reaktion ist das Ventil 19 geschlossen, um zu verhindern, daß Aluminiumisopropoxyd zur Röhre 11 gelangt. Zusätzlich zu dem Fluß aus Ammoniak und Siliciumbromid-Dampf wird in Röhre 11 überschüssiger Stickstoff aus der Gasquelle 15 über das Ventil 20, über den Flußmesser und über die Rohrleitung 32 eingeführt. Nach dem Niederschlagen des Siliciumnitrids wird erhitzt, damit die Diffusion von Zink in das Substrat 1 in der Röhre 11 nur im Stickstoff bewerkstelligt werden kann.During this reaction the valve 19 is closed in order to prevent aluminum isopropoxide from reaching the tube 11. In addition to the flow of ammonia and silicon bromide vapor, excess nitrogen is removed in tube 11 the gas source 15 via the valve 20, via the flow meter and via the pipe 32. After knocking down of the silicon nitride is heated so that the diffusion of zinc into the substrate 1 in the tube 11 only in the Nitrogen can be accomplished.

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Wo eine Konfiguration nach. Fig. J gewünscht wird, können Maskenteile 6 durch ein erstes Auftragen einer Schicht entweder aus Aluminiumoxyd oder aus Siliciumnitrid in derselben Weise wie im Falle der Fig. 5 beschrieben wurde geschaffen werden. Nach dem Darstellen von öffnungen kann die Diffusionsquelle 5 in derselben Weise aufgetragen werden, wie es im Falle der Fig. 4 beschrieben wurde. Das Erhitzen bewirkt dann die Diffusion von Zink in das Substrat 1·Where a configuration after. Fig. J is desired, can Mask parts 6 by a first application of a layer either of aluminum oxide or of silicon nitride in the same Manner as described in the case of Fig. 5 was created will. After opening openings, the diffusion source 5 can be applied in the same way, as described in the case of FIG. The heating then causes the diffusion of zinc into the substrate 1

Patent entitlements

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Claims

Pat corresponds to objections

1.) Method of diffusing zinc into a semiconductor substrate, in particular in a semiconductor substrate of an integrated circuit, characterized in that for Avoid excessive side diffusion using a zinc diffusion source of zinc silicate is applied to part of the surface of a substrate which is made of gallium arsenide or consists of another III-V compound, that on the other (part of the substrate a mask material made of aluminum oxide or silicon nitride is applied and that the diffusion of zinc from the zinc silicate diffusion source carried out by heating the substrate diffusion source and the mask to a certain, suitable temperature will.

2.) The method according to claim 1, characterized in that the semiconductor substrate consists of gallium aluminum arsenide.

3.) Process according to claims 1 and 2, characterized in that that the zinc silicate diffusion source contains less than 50 weight percent zinc silicate.

4.) Process according to claims 1 to 3, characterized by simultaneous E hitζen of zinc propionate and tetraethyl orthosilicate in the vapor phase to their decomposition temperatures to form a layer of zinc silicate by precipitation.

5.) Process according to claims 1 to 3, characterized in that that aluminum isopropoxide is heated in the vapor phase to the decomposition temperature, so that a Layer of aluminum oxide deposited on the substrate.

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6.) Process according to claims 1 to 3 »characterized in that that silicon bromide and ammonia are heated in the vapor phase up to their decomposition temperature, so that Elements from this react with one another and form a layer of silicon nitride as a deposit on the substrate.

7.) Process according to claims 1 to 6, characterized in that that diluted HF is used when etching zinc silicate.

8.) The method according to claim 5, characterized in that the thermal decomposition of aluminum isopropoxide in one inert or non-oxidizing gas is carried out.

9.) Method according to claim 6, characterized in that the thermal decomposition of silicon bromide (SiBr ^.) And ammonia (HH ₃₅ ) is carried out in an inert or non-oxidizing gas.

10.) Method according to claim 1 to 9 »characterized in that that the zinc silicate layer applied as the diffusion source (5) has a thickness of 2000 angstroms.

11.) Process according to claims 1 to 10, thereby gekenm. shows that the silicon nitride layer applied as a mask (6) has a thickness of 2000 angstroem.

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XoXo

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