CH493937A - Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zum Herstellern einer Halbleiteranordnung
Das Hauptpatent bezieht sich auf ein Verfahren   zum    Herstellen einer Hableiteranordnung mit einer inneren Zone   indes    einen Leitungstyps   und    zwei   diese    innere Zone beiderseits   begrenzenden    äusseren Zonen von entgegen   gesetztem    Leitungstyp, bei dem die mittlere Zone durch Eindiffundieren eines   den    Leitungstyp der mittleren Zone bestimmenden Aktivators in den Halbleiterbereich dieser mittleren Zone erzeugt wird,

   wobei   zunächst    der Leitungstyp   Ider      tdie    beiden äusseren Zonen bildenden   Haibleiterbereiche    festgelegt und erst dann der den Leitungstyp und die Leitfähigkeit der mittleren Zone bestimmende Aktivator ohne   Änderung    des Leitungstyps der beiden äusseren Zonen in den Halbleiterkristall eindiffundiert wird.



   Das der Erfindung   zugrundeliegende    Verfahren ist dadurch   Igekennzeichnet,    dass an der Oberfläche des Halbleitergrundkristalls des einen Leitungstyps mit homogener Dotierung durch maskierte Diffusion eine höher dotierte Zone   Ides    gleichen Leitungstyps erzeugt, und nach Entfernung der Maskierung der die Leitfähigkeit der mittleren Zone bestimmende Aktivator durch ganzflächige Diffusion   eindiffundiert    wird.



   Bei einer auf   dem    Erfindungsgedanken beruhenden Ausführungsform wind   lalls    Halbleitergrundkristall ein p-leitender, insbesondere mit Indium   Dotierter      Germa-    niumeinkristall verwendet. Zur Erzeugung der hochdotieren Zone wird Gallium, Bor   oder    Aluminium, vorzugsweise Gallium, in   die    Kristallscheibe eindiffundiert.



   Die   mittlere    Zone wird   durch    Eindiffusion von Arsen oder Antimon, vorzugsweise Antimon, hergestellt.



  Durch die Wahl zweier Komponenten mit sehr unterschiedlichen   Diffusionskoeffizienten    - beispielsweise werden für Germanium die Komponenten Gallium-Antimon verwendet - wird ein besonders günstiger Effekt erzielt: die Diffusionsfront der zweiten Diffusion bleibt unter ,der Emitterzone gegenüber der Umgebung zurück, während sich die Emitterdiffusionsfront kaum verschiebt. Solche Halbleiterbauelemente, bei denen die Emitterzone von einer tief eindiffundierten niederohmigen Zone im Vergleich zur aktiven Zone unter dem Emitter umgeben ist, haben den Vorteil günstiger Ver   stärkungsei'genschaften.   



   Das Wesentliche des   erfindungsgemässen      Vorfahren    ist darin zu sehen, Idass die   Herstellung    der beschriebenen   Dotierungsverhäftnisse    unter und neben dem Emitter in   einem    Diffusionsschritt lauch   dann    erfolgt, wenn die Emitterzone durch   maskiert      Diffusion    hergestellt worden war und   dadurch    keine teilweise Abätzung der Kristalloberfläche bis zum Grundmaterial   notwendig    ist.



   Nähere Einzelheiten gehen aus dem anhand der Figuren 1   und    2 beschriebenen   Ausführungsbeispiel    hervor.



   Als Ausgangsmaterial wird eine vorzugsweise mit Indium   dotierte    Germaniumeinkristallscheibe vom Leitungstyp mit einer Dicke von 150-200   verwendet.



  Dieser   Grundkristall    1 wird, wie in Figur 1 dargestellt, von einer Seite   her,    gegebenenfalls   unter    Verwendung entsprechender Maskierungen, mit einer SiO2-Schicht in einer Schichtstärke von 0,5-1   versehen. Die SiO2 Abscheidung auf der Oberfläche der Kristalls erfolgt zweckmässig durch Pyrolyse von organischen Siliciumverbindungen bei 400-500  C. In diese Siliciumdioxidschicht wird nach bekannten Verfahren der Phototechnik ein Fenster 3 geätzt, so dass die mit 2 bezeichneten Teile der   SiO2Schicht    auf der Oberfläche der Germaniumeinkristallscheibe 1 stehenbleiben. Durch das Fenster 3 wird durch eine   Bordiffusion    aus der Gasphase die mit 4 bezeichnete, zum Ausgangsmaterial 1 höher dotierte Zone von gleichem Leitungstyp hergestellt.

  Die auf der Oberfläche des Halbleitergrundkristalls 1 verbliebenen Teile der SiO2-Schicht 2 wenden dann mittels   Fiusssäureätzung    entfernt und das ,den Leitungstyp der mittleren Zone bestimmende   Dotierungsmaterial,    vorzugsweise   Antimon,    ganzflächig so   eindiffundiert,    dass   Ender    in   Filg.    2 mit 5   bezeichnete    Bereich entsteht, der den als Kollektor wirkenden Grundkristall 1 und die als   Emitterzone fungierende, hochdotierte Zone 4 voneinander trennt.



   Auf Grund der sehr unterschiedlichen   Diffusionsge-    schwindigkeiten von Bor   und    Antimon in Germanium entsteht so unter   dem    Emitter   die      erwünschte    inhomogene Basisdotierung. Durch die bei der Diffusion des Basismaterials durch die hochdotierte Emitterzone auftretende Diffusionshemmung wird erreicht, dass die Eindringtiefe der Basisdiffusion unter dem Emitterbereich gegenüber   ider    Umgebung zurückbleibt.



   Die nach dem   erfindungsgemässen    Verfahren hergestellten Transistoren zeichnen sich   Idurch    ihren für das Hochfrequenzverhalten besonders günstigen   Basisbahn-    widerstand   Rbb    aus, da sehr   niederohmige    Bahnen erzeugt werden, ohne dass dabei die hohe Emitterergiebigkeit beeinträchtigt wird.

 

   Das Verfahren beschränkt sich nicht nur auf die im oben angegebenen   Ausführungsbeispiel    genannten Dotierungssubstanzen. Es können ebenso für Germanium die Kombinationen Gallium-Antimon, Aluminium-Antimon, Aluminium-Phosphor und für Silicium die Kombinationen Aluminium-Arsen und Bor-Phosphor verwendet werden.



   Die Kontaktierung der   Idas    Halbleiterbauelement bildenden Zonen erfolgt nach   Iden    in der Halbleiter- technik üblichen Verfahren, beispielsweise durch Thermokompression der auf die Zonen aufgedampften Elektroden. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung nach Patentanspruch I des Hauptpatentes, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberfläche des Halbleitergrundkristalls des einen Leitungstyps mit homogener Dotierung durch maskierte Diffusion eine höher dotierte Zone des gleichen Leitungstyps erzeugt, und nach Entfernung der Maskierung der ,die Leitfähigkeit der mittlernen Zone bestimmende Aktivator durch ganzflächige Diffusion eindiffundiert wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Halbleitergrundkristall ein p-leitender, insbesondere mit Indium dotierter Germaniumeinkristall verwendet rwird und dass zur Erzeugung der hochdotierten Zone Gallium, Bor oder Aluminium, vorzugsweise -Gallium, eindiffundiert wind.

   2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung einer mittleren n-Zone Arsen oder Antimon, vorzugs -weise Antimon, verwendet wird.