"Verfahren zum Dotieren eines Halbleiterkörpers durch Diffusion"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Dotieren eines Halbleiterkörpers durch
Diffusion, bei dem die Oberfläche des Halbleiterkörpers mit einer diffusionshemmenden
Schicht bedeckt wird und nur derjenige Bereich der Halbleiteroberfläche unbedeckt
bleibt, in den die Diffusion erfolgen soll. "Method for doping a semiconductor body by diffusion"
The invention relates to a method for doping a semiconductor body
Diffusion, in which the surface of the semiconductor body with a diffusion-inhibiting
Layer is covered and only that area of the semiconductor surface is uncovered
remains in which the diffusion is to take place.
Ein solches Planarverfahren findet bekanntlich in der Planartechnik
Anwendung. Als diffusionshemmende Schicht werden beispielsweise Siliziumdioxyd oder
Siliziumnitrid verwendet. Das bekannte Planarverfahren hat jedoch den Nachteil,
daß eine bestimmte Diffusionszeit nicht überschritten werden darf oder die diffusionshemmende
Schicht eine bestimmte Dicke aufweisen muß. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
ein Diffusionsverfahren anzugeben, welches die Möglichkeit bietet, daß länger als
bei bekannten
Verfahren diffundiert oder eine dünnere diffusionshemmende
Schicht verwendet werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren
der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung vorgeschlagen, daß sowohl der von
der diffusionshemmenden Schicht nicht bedeckte Teil der Halbleiteroberfläche als
auch die diffusionshemmende Schicht mit einer Reduktionsmittelschicht bedeckt wird,
die entweder den vorgesehenen Dotierungsstoff in elementarer Fogm enthält oder die
aus der Gasatmosphäre ankommende Dotierstoffverbindung zum Element reduziert und
an den Halbleiterkörper abgibt. Es ist also zu unterscheiden zwischen einer Gasdiffusion
aus einer Gasatmosphäre und einer Festkörper-Festkörper-Diffusion, die auch Solid
to Solid-Diffusion genannt wird. Bei der Gasdiffusion gelangt der Dotierungsstoff
in Form einer Verbindung, beispielsweise einer Oxydverbindung zur Reduktionsmittelschicht,
während bei der Festkörper-Festkörper-Diffusion der Dotierungsstoff in elementarer
Form in der Reduktionsmittelschicht vorhanden ist.Such a planar method is known to be found in planar technology
Use. As a diffusion-inhibiting layer, for example, silicon dioxide or
Silicon nitride used. However, the known planar method has the disadvantage
that a certain diffusion time must not be exceeded or the diffusion-inhibiting
Layer must have a certain thickness. The invention is based on the object
to specify a diffusion process, which offers the possibility that longer than
at acquaintances
Method diffuses or a thinner diffusion-inhibiting
Layer can be used. To solve this problem, one method
proposed of the type mentioned according to the invention that both of
the diffusion-inhibiting layer not covered part of the semiconductor surface than
the diffusion-inhibiting layer is also covered with a reducing agent layer,
which either contains the intended dopant in elemental fogm or which
Dopant compound arriving from the gas atmosphere is reduced to the element and
releases to the semiconductor body. A distinction must therefore be made between gas diffusion
from a gas atmosphere and a solid-solid diffusion, which is also solid
to solid diffusion is called. The dopant arrives during gas diffusion
in the form of a compound, for example an oxide compound to the reducing agent layer,
while in solid-solid diffusion the dopant is more elementary
Form is present in the reducing agent layer.
Das Reduktionsmittel besteht beispielsweise aus einem Metall oder
aus einem Halbleiter. Die Erfindung findet beispielsweise bei einem Halbleiter aus
Silizium Anwendung.The reducing agent consists for example of a metal or
from a semiconductor. The invention is found in a semiconductor, for example
Silicon application.
Die Erfindung wird im folgendem an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment
explained.
Zur Herstellung einer begrenzten Halbleiterzone 1 in einem Halbleiterkörper
2 wird gemäß der Erfindung nach der Figur auf die eine Oberflächenseite des Halbleiterkörpers
2 eine diffusionshemmende Schicht 3 aufgebracht und diese Schicht mit einem Diffusionsfenster
4 versehen. Die diffusionshemmende Schicht 3 besteht beispielsweise aus Siliziumdioxyd
oder aus Siliziumnitrid. Anschließend wird auf die gesamte eine Oberfläc#henseite,
die bei scheibenförmigen Halbleiterkörpern -auch als die eine Hauptfläche bezeichnet
wird, gemäß der Figur eine Reduktionsmittelschicht 5 aufgebracht, die den Dotierungsstoff
in elementarer Form enthält. Die Reduktionsmittelschicht 5 besteht beispielsweise
aus Silizium oder aus Titan oder Zirkon.For the production of a limited semiconductor zone 1 in a semiconductor body
2 is according to the invention according to the figure on the one surface side of the semiconductor body
2 applied a diffusion-inhibiting layer 3 and this layer with a diffusion window
4 provided. The diffusion-inhibiting layer 3 consists for example of silicon dioxide
or made of silicon nitride. Then on the entire one surface side,
which, in the case of disk-shaped semiconductor bodies, is also referred to as the one main surface
a reducing agent layer 5 is applied, according to the figure, the dopant
contains in elementary form. The reducing agent layer 5 consists for example
made of silicon or titanium or zirconium.
Wird der Halbleiterkörper beispielsweise in einer Atmosphäre erhitzt,
so erfogt eine Diffusion aus der dotierten Reduktionsmittelschicht in den Halbleiterkörper,
jedoch nur in demjenigen Bereich, in dem die Halbliteroberfläche nicht mit der diffusionshemmenden
Schicht 3 bedeckt ist. Bei Anwendung einer Reduktionsmittelschicht, die den Dötierungsstoff
nicht in elementarer Form enthält, und bei Anwendung einer Gasdiffusion in einer
Diffusionsatmosphäre, die den Dotierungsstoff
in Gestalt einer
Verbindung, beispielsweise in Gestalt einer Oxydverbindung des Dotierungsstoffs,
enthält, erfolgt in der Reduktionsmittelschicht 5 die Reduktion des Dotierungsstoffes
zum Element Durch Diffusion des durch Reduktion gewonnenen elementaren Dotierungsstoffes
in den Halbleiterkörper 2 ergibt sich die Diffusionszone 20 Die Reduktionsmittelschicht
kann beispielsweise durch Aufdampfen, durch Aufsputtern oder durch chemische Abscheidung
hergestellt werden. Bei entsprechender Strukturierung kann die Reduktionsmittelschicht
später als Kontak.t- und Leitbahnmaterial verwendet werden.For example, if the semiconductor body is heated in an atmosphere,
diffusion from the doped reducing agent layer into the semiconductor body takes place,
but only in the area in which the half-liter surface does not interfere with the diffusion-inhibiting
Layer 3 is covered. When applying a reducing agent layer that contains the dopant
does not contain in elemental form, and when using gas diffusion in one
Diffusion atmosphere containing the dopant
in the form of a
Compound, for example in the form of an oxide compound of the dopant,
contains, the reduction of the dopant takes place in the reducing agent layer 5
to the element By diffusion of the elemental dopant obtained by reduction
The diffusion zone 20, the reducing agent layer, results in the semiconductor body 2
can for example by vapor deposition, by sputtering or by chemical deposition
getting produced. With appropriate structuring, the reducing agent layer can
can later be used as contact and interconnect material.