DE2506436A1 - Isolationsdiffusionsverfahren - Google Patents

Isolationsdiffusionsverfahren

Info

Publication number
DE2506436A1
DE2506436A1 DE19752506436 DE2506436A DE2506436A1 DE 2506436 A1 DE2506436 A1 DE 2506436A1 DE 19752506436 DE19752506436 DE 19752506436 DE 2506436 A DE2506436 A DE 2506436A DE 2506436 A1 DE2506436 A1 DE 2506436A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
aluminum
diffusion
insulation
layer
producing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19752506436
Other languages
English (en)
Other versions
DE2506436B2 (de
DE2506436C3 (de
Inventor
Ulrich Geisler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Micronas GmbH
Original Assignee
Deutsche ITT Industries GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche ITT Industries GmbH filed Critical Deutsche ITT Industries GmbH
Priority to DE2506436A priority Critical patent/DE2506436C3/de
Priority to FR7603823A priority patent/FR2301093A1/fr
Publication of DE2506436A1 publication Critical patent/DE2506436A1/de
Publication of DE2506436B2 publication Critical patent/DE2506436B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2506436C3 publication Critical patent/DE2506436C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W10/00—Isolation regions in semiconductor bodies between components of integrated devices
    • H10W10/01—Manufacture or treatment
    • H10W10/031—Manufacture or treatment of isolation regions comprising PN junctions
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P32/00—Diffusion of dopants within, into or out of wafers, substrates or parts of devices
    • H10P32/10—Diffusion of dopants within, into or out of semiconductor bodies or layers
    • H10P32/14—Diffusion of dopants within, into or out of semiconductor bodies or layers within a single semiconductor body or layer in a solid phase; between different semiconductor bodies or layers, both in a solid phase
    • H10P32/1404—Diffusion of dopants within, into or out of semiconductor bodies or layers within a single semiconductor body or layer in a solid phase; between different semiconductor bodies or layers, both in a solid phase using predeposition followed by drive-in of impurities into the semiconductor surface, e.g. predeposition from a gaseous phase
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P32/00—Diffusion of dopants within, into or out of wafers, substrates or parts of devices
    • H10P32/10—Diffusion of dopants within, into or out of semiconductor bodies or layers
    • H10P32/14—Diffusion of dopants within, into or out of semiconductor bodies or layers within a single semiconductor body or layer in a solid phase; between different semiconductor bodies or layers, both in a solid phase
    • H10P32/1408—Diffusion of dopants within, into or out of semiconductor bodies or layers within a single semiconductor body or layer in a solid phase; between different semiconductor bodies or layers, both in a solid phase from or through or into an external applied layer, e.g. photoresist or nitride layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P32/00—Diffusion of dopants within, into or out of wafers, substrates or parts of devices
    • H10P32/10—Diffusion of dopants within, into or out of semiconductor bodies or layers
    • H10P32/17—Diffusion of dopants within, into or out of semiconductor bodies or layers characterised by the semiconductor material
    • H10P32/171—Diffusion of dopants within, into or out of semiconductor bodies or layers characterised by the semiconductor material being group IV material
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W10/00—Isolation regions in semiconductor bodies between components of integrated devices
    • H10W10/30—Isolation regions comprising PN junctions

Landscapes

  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Element Separation (AREA)
  • Thyristors (AREA)

Description

Deutsehe ITT Industries GmbH U. Geisler - 5
78 Freiburg, Hans-Eunte-S'tr. 19 Dr.Rl/sp
13. Februar 19 75
DEUTSCFIS ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG
FREIBURG I. BR.
Isolationsdiffusionsverfahren
Die Erfindung betrifft ein Isolationsdiffusionsverfahren und insbesondere ein Alurniniumdif fusionsverfahren zu Isolationszwecken bei Halbleiterbauelementen.
Die Durchführung einer Isolationsdiffusion ist für eine Reihe von Halbleiterbauelementen erforderlich, die von p-Substraten mit η-Epitaxie ausgehen. Diese Isolationsdiffusionen sind Langzeitdiffusionen, denen hohe Oberflächenkonzentrationen zugrundeliegen. Derartige Diffusionen, die mit Bor ausgeführt werden, belasten die Oxidschichten stark und können mit längeren Diffusionszeiten zunehmend zu Sperrströmen und Instabilitäten führen.
609835/0857
Fl 840 U. Geisler - 5
Bei Planarthyristoren zum Beispiel, die n-Epitaxschicht-Dicken von 50 ,um und mehr besitzen, gehen bei der Isolationsdiffusion 30 bis 50 % der Dicke der Epitaxschicht durch Diffusion aus dem Substrat in sie hinein verloren.
Die beiden genannten Nachteile lassen sich durch die Verwendung von Aluminium als Dotierungsmittel vermeiden, da der Diffusionskoeffizient von Aluminium wesentlich größer ist als der von Bor und so die Diffusionszeiten verkürzt werden können. Da andererseits Aluminium sehr leicht oxydiert, arbeiten alle bislang bekanntgewordenen Aluminiumdiffusionsverfahren bei Plaharelementen deshalb in einer reduzierenden Wasserstoffatmosphäre oder im
Vakuum. Damit ergeben sich neue Nachteile, denn die Handhabung von Wasserstoff ist bekanntlich nicht unproblematisch, insbesondere bei höheren Temperaturen, und die Herstellung eines hinreichend zufriedenstellenden Vakuums, das keine Spuren von Luft enthält, ist ebenfalls nicht ganz leicht.
Die Schwierigkeiten, Aluminium in Halbleiter einzudiffundieren, werden in der DT-OS 2 131 144 erwähnt. Dort wird dieses Problem dadurch gelöst, daß man zunächst eine Aluminiumoxidschicht auf einem Halbleiter bildet und dann die Aluminiumoxidschicht in
einer wasserstoffhaltigen, also reduzierenden Atmosphäre auf
eine Temperatur von ca. 900 C bringt, wodurch das Aluminium
aus der Aluminiumoxidschicht in den Halbleiterkörper eindiffundiert.
Das Bestreben, bei der Dotierung von Halbleiterkörpern mit Aluminium eine Oxydation des Dotierstoffes zu vermeiden, schlägt
sich auch in der DT-AS 1 271 838 nieder, in der ein Verfahren
zur Dotierung von Halbleiterkörpern, insbesondere aus Silicium, mit Aluminium beschrieben wird, bei dem eine chemisch sauerstoff freie Aluminiumverbindung als Elektrolyt benutzt wird.
609835/0857 _ 3 _
Fl 840 U. Geisler - 5
Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, ein Verfahren zur Isolationsdiffusion zu schaffen, das die Nachteile vermeidet, die sowohl der Borisolationsdiffusion wie der bislang bekanntgewordenen Aluminiumisolationsdiffusion anhaften.
Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
Es hat sich demnach gezeigt, daß die Aluminiumdiffusion entgegen der in der genannten Literatur verbreiteten Meinung in der üblichen Schutzgasatmosphäre durchgeführt werden kann, wodurch sich die obengenannten Nachteile vermeiden lassen. Abgesehen von der Verwendung einer Schutzgasatmosphäre, die aus einem neutralen oder oxydierenden Gas besteht, weist das Verfahren nach der Erfindung noch weitere Vorteile auf. So läßt sich die Isolationsdiffusion und die Basisdiffusion der npn-Transistoren bei Planarthyristoren bzw. bei bipolaren IC's gleichzeitig durchführen. Die Isolationsdiffusionszeit für das Aluminium läßt sich auf ein Viertel der Bordiffusionszeit verringern, und eine Reduzierung der Dicke der Epitaxschicht ist ebenfalls möglich.
Das Verfahren wird nun anhand der Fig. 1 bis 7 in der Zeichnung beschrieben.
Auf dem Grundkörper 1 aus Silicium vom p-Typ befindet sich eine Epitaxschicht 2 aus Silicium vom η-Typ in der Stärke von ca. 50 .um (Fig. 1). Durch Oxydation wird auf der Epitaxschicht eine Schutzschicht 3 aus SiO2 erzeugt (Fig. 2). Dies geschieht in einer oxydierenden Atmosphäre bei einer Temperatur zwischen 1100 bis .1200 C solange, bis eine Schichtstärke von 0,6 bis 1,0 ,um erreicht ist. Als nächster Schritt schließt sich jetzt ein Photo-
60 983 5/0857
Fl 840 U. Geisler - 5
lithographieprozeß an, durch den in der SiO^-Schicht 3 die Isolations- und Basisdiffusionsfenster 4, 5 und 6 erzeugt werden (Fig. 3), wobei der Hauptanteil der Ätzmischung aus Flußsäure besteht. Im Anschluß daran wird bei ca. ! diffusionsfenstern aufgebracht (Fig. 4).
besteht. Im Anschluß daran wird bei ca. 96O°C Bor in den Basis-
Dann erfolgt die Bedampfung mit Aluminium. Dabei benutzt man eine Hochvakuumbedampfung, vorzugsweise ein Elektronenstrahlvakuum, um Verunreinigungen auszuschließen, die durch das Heizmittel (Heizwendel) verursacht werden könnten. Die Stärke der Aluminiumschicht 7 liegt unter 3 ,um, vorzugsweise bei 0,3 ,um (Fig. 5). .
Durch einen zweiten Photolxthographieprozeß wird jetzt bis auf den Bereich der Isolationsfenster das Aluminium weggeätzt, wobei die Photolithographiemaske so ausgebildet ist, daß sie in dem Bereich der Isolationsfenster 4 und 6 diese nicht bis zu dem jeweiligen Rand der SiO2-Schutzschicht 3 abdeckt. Dadurch erreicht man, daß nach dem Ätzen und Ablösen der Maske das verbleibende Aluminium keine Berührung mit den danebenliegenden SiO2-Schichtan hat (Fig. 6).
Als letzter Schritt folgt schließlich die gleichzeitige Isolations- und Basisdiffusion, die bei 1180 bis 123O°C vor sich geht. Die Schutzgasatmosphäre besteht dabei zunächst aus Stickstoff und wird im Verlauf der Diffusion auf Sauerstoff umgestellt, so daß am Ende gleichzeitig auch eine abschließende SiO2 enthaltende Schutzschicht 11 gebildet wird (Fig. 7).
3 Patentansprüche
1 Blatt Zeichnung mit 7 Figuren
609835/0857

Claims (1)

  1. Fl 840 U. Geisler - 5
    PATENTANSPRÜCHE
    Verfahren zum Herstellen einer aluminiumdotierten Isolationsschicht, bei dem auf einem Siliciumsubstrat eine Epitaxschicht aus Silicium aufgebracht wird und auf dieser eine SiO^-Schicht erzeugt wird, wobei nach Herstellen von Diffusionsfenstern mittels eines Photolithographieprozesses Bor zur Herstellung der Basis und Aluminium zur Herstellung der Isolation aufgedampft wird und in einem zweiten Photolithographieprozeß das Aluminium bis auf die durch eine Maske vorgegebenen Teile in den Isolationsfenstern weggeätzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsdiffusion des Aluminiums und die Basisdiffusion des Bors gleichzeitig bei ca. 1180 bis 123O°C in einer nichtreduzierenden bzw. oxydierenden Schutzgasatmosphäre erfolgt.
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzgasatmosphäre zunächst aus Stickstoff und danach aus Sauerstoff besteht.
    Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim zweiten Photolithographieprozeß die Maskenabmessungen so gewählt werden, daß nach dem Ätzen der Aluminiumschicht (7) zwischen dem verbleibenden Aluminium und dem Siliciumdioxid seitlich ein Abstand (8) verbleibt.
    609835/0857
    Le e rs e
    it
DE2506436A 1975-02-15 1975-02-15 Diffusionsverfahren zum Herstellen aluminiumdotierter Isolationszonen für Halbleiterbauelemente Expired DE2506436C3 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2506436A DE2506436C3 (de) 1975-02-15 1975-02-15 Diffusionsverfahren zum Herstellen aluminiumdotierter Isolationszonen für Halbleiterbauelemente
FR7603823A FR2301093A1 (fr) 1975-02-15 1976-02-12 Methode de diffusion de regions isolantes dans un substrat semi-conducteur

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2506436A DE2506436C3 (de) 1975-02-15 1975-02-15 Diffusionsverfahren zum Herstellen aluminiumdotierter Isolationszonen für Halbleiterbauelemente

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2506436A1 true DE2506436A1 (de) 1976-08-26
DE2506436B2 DE2506436B2 (de) 1979-08-30
DE2506436C3 DE2506436C3 (de) 1980-05-14

Family

ID=5938970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2506436A Expired DE2506436C3 (de) 1975-02-15 1975-02-15 Diffusionsverfahren zum Herstellen aluminiumdotierter Isolationszonen für Halbleiterbauelemente

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE2506436C3 (de)
FR (1) FR2301093A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2812658A1 (de) * 1977-03-25 1978-09-28 Hitachi Ltd Verfahren zum selektiven diffundieren von aluminium fuer die halbleiterherstellung

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1536545A (en) * 1975-03-26 1978-12-20 Mullard Ltd Semiconductor device manufacture
US4099997A (en) * 1976-06-21 1978-07-11 Rca Corporation Method of fabricating a semiconductor device
US4188245A (en) * 1978-09-18 1980-02-12 General Electric Company Selective open tube aluminum diffusion
NL8006668A (nl) * 1980-12-09 1982-07-01 Philips Nv Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting.
DE3137813A1 (de) * 1981-09-23 1983-03-31 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Verfahren zum herstellen einer halbleiteranordnung
EP0263270B1 (de) * 1986-09-30 1992-11-11 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Erzeugen eines p-dotierten Halbleitergebiets in einem n-leitenden Halbleiterkörper

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2812658A1 (de) * 1977-03-25 1978-09-28 Hitachi Ltd Verfahren zum selektiven diffundieren von aluminium fuer die halbleiterherstellung

Also Published As

Publication number Publication date
DE2506436B2 (de) 1979-08-30
FR2301093A1 (fr) 1976-09-10
DE2506436C3 (de) 1980-05-14
FR2301093B1 (de) 1982-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0813753B1 (de) Solarzelle mit back-surface-field und verfahren zur herstellung
CH623685A5 (de)
DE2808257B2 (de) Halbleitervorrichtung und verfahren zu ihrer herstellung
DE2449012C2 (de) Verfahren zur Herstellung von dielektrisch isolierten Halbleiterbereichen
DE2618445A1 (de) Verfahren zum herstellen einer halbleitervorrichtung
DE2509174A1 (de) Maskierungsschicht fuer silizium- halbleiterschichten
EP1068646A1 (de) Verfahren zur einseitigen dotierung eines halbleiterkörpers
EP0012220A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Schottky-Kontakts mit selbstjustierter Schutzringzone
DE1193169B (de) Verfahren zur Herstellung von Silizium-Halbleiteranordnungen
DE2549614C3 (de) Halbleiterschalter
DE1805826C3 (de) Verfahren zum Hersteilen von planaren Halbleiterbauelementen
DE2506436A1 (de) Isolationsdiffusionsverfahren
DE2211709B2 (de) Verfahren zum Dotieren von Halbleitermaterial
DE19908400A1 (de) Verfahren zur Herstellung hochdotierter Halbleiterbauelemente
DE1964837B2 (de) Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Halbleiterdiode
DE2900747C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung
DE1644028A1 (de) Verfahren zum Eindiffundieren von Stoerstellen in einen begrenzten Bereich eines Halbleiterkoerpers
DE1789204C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
DE2753533A1 (de) Verfahren zum selektiven eindiffundieren von aluminium
DE1764937C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Isolationsschichten zwischen mehrschichtig übereinander angeordneten metallischen Leitungsverbindungen für eine Halbleiteranordnung
DE1464921B2 (de) Verfahren zum herstellen einer halbleiteranordnung
DE2620814A1 (de) Verfahren zur herstellung einer mittels dielektrischer isolation unterteilter unterlage fuer integrierte halbleiterschaltungen
DE3545243A1 (de) Strukturierter halbleiterkoerper
DE2018517B2 (de) Erfahren zum herstellen eines halbleiterbauelements
DE2541225A1 (de) Optischer halbleitermodulator

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee