DE1264619C2 - Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, insbesondere aus Silizium, einer Silizium-Germanium-Legierung oder aus Siliziumkarbid - Google Patents
Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, insbesondere aus Silizium, einer Silizium-Germanium-Legierung oder aus SiliziumkarbidInfo
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Description
ί 264 öiy ÜÜ3
3 4
dotierende Element durch die SiO£-MasMerung zu- dienende Testfeoster S, das den Ober@ächenteil B des
rückgehalten wird, so daß ein Eiindißundieren in den Halbleiters freigibt, auf keinen FaO sieh auf die etek-
an der Stelle des Fensters 3, möglich ist, Herstellung störend auswirken darf. Das Testfeaster 9
Durch den bei diesem Diffusiossproeeß frei wer- ist a!so so weh entfernt von der Basiszone an der
denden Sauerstoff (das Behandlungsgas enthält ge- Halbleiteroberfläche anzuordnen, daß durch dieses
wohnlich keinen freien oder nur sehr wenig freien Fenster eingedrungenes Störstelfenmaterial nicht
Sauerstoff; an der Halbleiteroberfläche wird jedoch io stört und gegebenenfalls durch Wegschneiden des
die dotierende Verbindung unter Entstehung von Teiles mit dem Testfeaster 9 entfernt weiden kann,
freiem Sauerstoff umgesetzt) wird an der Stelle des Ein Teil !1 tier durch das Testfenster frei gelassenen
Fensters3 erneut eine SiO?-Schkht5 gebildet, wc- Halbleiteroberfläche/* wird mit einer gegen Oxydurch jedoch bekanntlich die Entstehung der Dotie- dation schützenden Maskierung !0 bedeckt
rung für die Basiszone nicht unterbunden wird. Der 15 Nach dem ersten Arbeitsschritt und nach dem Aufbeschriebene Vorgang ist als Arbeitsschritt 1 im Sinn bringen der maskierenden Schicht ίβ an der Oberder Erfindung aufzufassen. Man erhält durch ihn den fläche des Halbleiters an der Stclie B erhält man dk
in Fi g. 1 dargesteiften Zustand. in der F i g. 3 von oben und in der F i g. 4 im Schnitt
Den zweiten Arbeitsschritt bildet die Herstellung dargestellten Verhältnisse. Nach dem zweiten Arbeitsdes Emitters. Zu diesem Zweck wird, wie in der Pia- 30 schritt und der Entfernung der Schutzschicht 10 folgt
na.technik üblich, an der Oberfläche der Basiszone 4 die in der F i g. 5 dargestellte Situation, die ein wicttin der Oxydschicht 5 ein — im Vergleich zum Fen- tiges TcJlzicJ des yoriifLvndcn Verfahrens darsiellf.
stcr 3 kleineres — Fenster 6 eingeätzt, durch welches Wesentlich ist, daß die an den Oberfläcbcnteiien A
der Oberflächenteil A freigelegt und die Lage der und 8 aufgewachsenen SK
>,-Schichten exakt dieselbe • Emitterzone bestimmt wird. Durch dieses Fenstern as Dicke aufweisen und diese Dicke auch bis zu dem
wird ein den Leitungsryp des Grundmaterials erzeu- der Kontaktierung des Fmitiers dienenden Abtragendes Dotierungsmaterial eindiffundiert, wobei das gungsvorgang unverändert beibehalten.
Dotierungsmaterial wiederum in Form eines Oxydes Statt des bisher beschriebenen Verfahrens Ear Herangewendet und derart ausgewählt wird, daß es von stellung der in Fig. 5 dargestellten Situation kann
der SiOg-Maskierung zurückgehalten wild. Die Folge 3c man auch in Abänderung des bisher beschriebenen
dieses Diffusionsprozesses ist die Emitterzone 7, die Verfahrens folgendermaßen vorgehen:
wiederum mit einer neuen Oxydschicht 8 bedeckt ist. Statt wie in Fi g. 3 eine gegen die Oxydation des
Dieser Zustand ist in Fig. 2 dargestellt. Oberflachenteiles.il schürende Maskierung !0 auf-
taktieren. Es muß also in der Oxydschicht erneut ein 35 die schwierig zu erhaltende Maskierung IO entfällt) -»-
schicht S eingeätzt werden, wobei die eingangs be- Weise wie den Oberflächenteil A dem nut dem zwei»
schriebenen Probleme auftreten. ten Arbeitsgang verbundenen Oxydationsprozeß
reichen, wendet man üblicherweise in der Halbleiter- 40 sem Fall den gesamten Oberflächenteü B bedeckende
technik Atzmasken aus Photolack an, die durch Oxydschicht oberhalb des Teiles 12 eine Ätzmaske,
definiertes Belichten und Entwickeln eine? aus Photo- z. B. aus Photolack, aufgebracht und die Oxydschicht
lack bestehenden, auf die zu ätzende Oberfläche auf- oberhalb des Teiles 11 bis zum Halbleitermaterial und
gebrachten Photolackschicht entstehen (Photoütho- gegebeneofalls in dieses hinein weggeätzt. Nach Ent-
graphic). Diese Masken haften an der Unterlage fest 45 terming der Photolackmaske durch bekannte geeig-
und sind gegen die in der Halbleitertechnik üblichen nete Lösungsmittel ixt. wiederum genau die in Fig. 5
unterliegende Oberfläche gegen den Atzangriff zu besieht eine Abwandlung des vorliegenden Verfah-
schützcn. Dieser beschränkt sich deshalb auf dtejeni- rens zur Herstellung einer Halbleiteranordnung aus
gen Teile der zu behandelnden Fläche, an welcher die so Silizium oder Siliziumkatbid, bei dem infolge von
wicklung wieder entfernt wurde. Die Anwendung der ersten und während eines zweiten Arbeitsschrittes an
wcndung wird jedoch um so schwieriger, je kleiner Schicht gebildet und ein Teil α der während des zwei-
dic auszuätzenden Fenster sind. Bei der Pianartech- 55 ten Arbeitsschrittes unmittelbar auf einem nicht mit
nik, der Herstellung von Halbleiteranordnungen für SiO, bedeckten Oberflächaateil A des Halbleiters auf-
besundcrs hohe Frequenzen und daher besonders käei- gewachsenen SiOt~Schicht bis zu dem darunterliegen-
ncn Diffusionsfenstern, treten derartige Sehwierigkei- den Halbleitermaterial wieder abgetragen wird, darin,
ten bei der Kontaktierung der Emitter in besonderem daß cm weiterer, nach dem ersten Arbeiteschritt in
dung ein. Ak erste dieser Maßnahmen wird gleich- Schicht bedeckten Bereich getrennter Teil B der
zeitig mit dem Fenster 6 ein weiteres — im allgemei- Halbleiteroberfläche dem wählend des zweiten Ar-
nen größeres — Fenster in die SiOt-Schicht nach dem beitsschrittee stattfindenden Oxydßtionsvorgaag unter
ersten Arbeitsschritt ■— also im Beispielsfall nach es den gleichen Bedingungen wie der OberflächenteiM
dem Eindiffundieren der Basiszone — eingeätzt, das unterworfen und ein Teil der auf dem Obcfflaeben-
bis zum Halbleitermaterial durchgeht. Dieses Fenster teil B erzeugten Oxydschicht ohne jede Vennüide-
ist in den Zeichnungen mit 9 bezeichnet Seine Ab- rung der Dicke der übrigen auf de» Oberfläcbentei·
U U
«en A und B aufgewachsenen Oxydschichten mindestens
bis sue Halbleiteroberfläche abgeätzt wird und
daß schließlich der zur Entfernung des Teilesa der
dsn Oberflächenteil A bedeckenden SiO2-Schichi dienende
Abtragungsvorgang im Augenblick des Verschwindens des optischen Unterschiedes der beiden
dem gleichen Abtragungävorgang unterworfenen Teile des Oberrlächenteiles S abgebrochen wird.
Der im Anschluß an die in der Fig. 5 dargestellten
Verhältnisse erfolgende Abtragungsvorgang durch Einwirkung eines an sich bekannten Ätzmittels zur
Entfernung des die Emitteroberfläche an der Stelle A bedeckenden Teiles α des Oxydes (die beim zweiten
Arbeitsgang entstandene Oxidschicht 8) und die auf dem Oberflächenteil Il aufgewachsenen Teilt dieser
Oxydschicht 8 wird gleichseitig an beiden Stellen A
und B in genau der gleichen Weise durchgeführt. Da
die Teiie der Oxydschicht 8 an tlen Oberflächenteilen
A und B genau die gleiche Stärke aufweisen, werden
zur vollständigen Abtragung tier beiden Teile der Oxidschicht 8 auch genau die gleichen Zeiten benötigt.
Der Augenblick ties erfolgten Abtrageus der SiOj-Schicli! 8 läßt sich aber an dem Testfenster 9
im V rglcich mit der nicht mit SKX1 bedeckten Oberflächciistclle
11 wesentlich leichter und genauer beobachten, als dies an der Obcrfiächenstelle A möglich
ist. Man erhalt die in Fig. 6 dargestellten endgültig
angestrebten Verhältnisse. Zur Kontaktierung der F.snilterzone wird ein K.ontaktierungsmetall 13 entweder
selektiv auf die freigelegte Oberfläche Λ oder ganzflächig aufgedampft. Im weiteren Fall muß dann
J?s überschüssige Metall, ι. B. Aluminium, wieder
entfernt werden. Das geschieht zweckmäßig wieder mittels Verwendung einer Photolackrnaske, wobei
genau die geometrischen Verhältnisse, wie sie beim Ausätzen des Emitterfenstcrs 6 vorlagen, Anwendung
finden können. Im Gegensatz zum Ausätzen des l-'mittcrfensters muß jedoch nunmehr der Photolack
oberhalb der Emitterkontuktierung 13 erhalten bleibet!,
während er an tien übrigen Stellen zu entfernen
ist. Uazu verwendet man ein Atzmittel, welches zwar
das überschüssige Kontaktierungsmetal! löst, aber das
SiO1 der Maskierung sowie den Photolack möglichst
wenig angreift. Für Aluminium als Kontakticrungsmciall
haben sich wäßrige Lösungen von Alkalikarbonat, z. B. Na8CO1 oder (NH4J2CO., oder stark verdünnte
Alkalilauge bewährt, weiche das SiO1, im Gegensatz zu dem Aluminium nur wenig angreifen.
Natürlich müssen bei einem solchen Verfahren die den Emitter bedeckenden Teile der aufgedampften
Metallschicht vor dem Atzvorgang geschützt werden, so daß eine genaue Justierung des Photolacks bzw.
dessen Belichtung erforderlich ist. Die hierzu dienlichen Mittel sind allgemein bekannt.
Die Beobachtung des Verschwindens des optischen
Unterschiedes zwischen den beiden Teilen des Testfensters 9 erfolgt dementsprechend zweckmäßig an
der Grenze, zwischen dem mit dem SiO8 bedeckten (8)
und dem oxydfreien Teil 11 im Testfenster 9. Da das vorliegende Verfahren zweckmäßig von der Möglichkeit
durch die Verwendung genügend großer Testfenster von einer erleichterten Möglichkeit der optischen
Beobachtung Gebrauch macht, können die Beobachtungen mit schwachen, d. h. eine größere
Entfernung zwischen dem Beobachtungsobjekt und dem Objektiv erlaubenden Mikroskopen vorgenommen
werden. Damit ergibt sich die Möglichkeit, den Abtragungsvorgang der Oxidschicht 8 an der Steile B
unmittelbar während des Ätzvorganges zu beobachten, ohne das Werkstück aus dem Atzbad herausnehmen
zu müssen.
Als ausgezeichneter Indikator kann der Helligkeitsunterschied zwischen dem mit Oxyd bedeckten Teil 12 und dem oxydfreien Teil 11 am Grund des Testfensters 9 (dem Oberflächenteii B des Halbleiters) herangezogeo werden, Eine weitere Möglichkeit bietet gegebenenfalls das Verschwinden von Interferenzfarben an dem mit Oxyd bedeckten Teil, das sich gegen den keine Interffirenzfarben aufweisenden, nicht mit SiO, bedeckten Teil der Oberfläche/? deutlich abhebt. '
Als ausgezeichneter Indikator kann der Helligkeitsunterschied zwischen dem mit Oxyd bedeckten Teil 12 und dem oxydfreien Teil 11 am Grund des Testfensters 9 (dem Oberflächenteii B des Halbleiters) herangezogeo werden, Eine weitere Möglichkeit bietet gegebenenfalls das Verschwinden von Interferenzfarben an dem mit Oxyd bedeckten Teil, das sich gegen den keine Interffirenzfarben aufweisenden, nicht mit SiO, bedeckten Teil der Oberfläche/? deutlich abhebt. '
Durch das vorliegende Verfahren wird erreicht, daß genau der während des zweiten Arbt itsschriöc«;
aufgewachsene Teil der SiO.,-Schicht abgeätzt wird, ohne daß vorher entstandene Oxydschichien oder
Halbleitermaterial entfernt werden. Bei dem beschriebenen.
Hei spiel erhält man eine dnwaiK'li-Ί reprodu-
2»-zierhare Kontaktfläche des ümitters, nlm-. daß der
pn■ Ol'crgang /wischen Fmtttcr urul Haμ - des SiO;-ScIiul/.es
bcraubi wird. Diibci i->i i:s Tür Δ'κ weile Variante
des vorliegenden Verfahrens wescn»iith. daß im
Teilgebiet B der Halbleiteroberfläche /wischen den
beiden Teilen Il und 12 keine Stute entsteht, was die
Genauigkeit der Kontrolle erhöht.
Für den Fall, daß das vorliegende VeMahrcn auf
die Ti.:d3!iik der gleichmäßigen Herstellung einer Vielzahl
von Halbleiterbauelementen auf einer einzigen Halbleiterscheibe angewendet wird, kann gegebenenfalls
ein Testfenster genügen.
Claims (5)
1. Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung,
insbesondere aus Silizium, einer Silizium-Germanium-Legierung oder aus Siliziumkarbid,
bei dem infolge von Oxydation der Halbleiteroberfläche während eines ersten und während
eines zweiten Arbeitsschrittes an tier Halbleiteroberfläche
eine festhaftende SiO.-Schicht gebildet
und ein Teil (α), der während des zweiten Arbeitsschrittes unmittelbar auf einem nicht mit
SiO2 bedeckten Oberflächenteii (A) des Halbleiters
aufgewachsenen SiO^-Schichi bis zu dem darunterliegenden Halbleitermaterial wieder ab
getragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilgebiet eines weiteren, nach
dem ersten Arbeitsschritt ebenfalls in SiO2-freiem
Zustand vorliegenden, von dem Oberflächenteil (A) durch einen mit einer verbleibenden SiO3-Schicht
bedeckten Bereich getrennten Teil (B) der Halbleiteroberfläche dem während des zweiten
Arbeitsschritr.es stattfindenden Oxydationsproztß
unter gleichen Bedingungen wie der Oberflächenteii 04) unterworfen wird, während der Rest des
Oberflächenteiles (B) diesem Oxydationsprozeß nicht ausgesetzt ist, und dann der zur Entfernung
des Teiles (α) der den Oberflächenteil (A) bedekkenden SiOt-Schicht dienende Abtragungsvorgang
im Augenblick des Verschwindens des optischen Unterschiedes der beiden dem gleichen Abtragungsvorgang
unterworfenen Teilgebiete des Oberiiächenteiles (S) abgebrochen wird.
2. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung aus Silizium, Süizium—Germanium
oder Siliziumkarbid, bei dem infolge von Oxyds-
Ji
tion der Halbleiteroberfläche wahrend eines ersten
und während eines zweiten Arbeitsschrittes an der Halbleiteroberfläche eine festhaftende SiO2-Schicht
gebildet und ein Teil (a) der während des zweiten Arbeitsschrittes unmittelbar auf einem S
nicht mi? SiO2 bedeckten Oberflächenteil {A) des
Halbleiters aufgewachsenen SiO,-Schicht bis zu
dem darunterliegenden Halbleitermaterial wieder abgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß
ein weiterer, nach dem ersten Arbeitsscheu eben- ;o falls in SiO2-freieni Zustand vorliegender, von
dem Oberfiüchenteil [A) durch einen mit einer
verbleibenden SiOj-Schicht bedeckten Bereich gc^
trenntcr Teil (B) der Halbleiteroberfläche dem während des zweiten Arbeitsschrittes stattfindenden
Oxydationsprozeß unter gleichen Bedingungen wie der OberfiächenteiiM) unterworfen und
ein Teil der auf dem Oberflächenteil (B) erzeugten Oxydschicht ohne jede Verminderung der Dicke
der den übrigen Obernächenieii (B) bedeckender. *o
Oxydschicht mindestens bis zur Halbleiteroberfläche abgetragen wird, und dann schließlich der
zur Entfernung des Teiles («). der den Oberflächenteil
(A) bedeckendes SiOj-Schichi dienende
Abtragungsvorgang im Augenblick des Verschwin- »5
dcns des optischen Unterschiedes der beiden dem gleichen Abtragungsvorgang Teilgebiete des Oberfl'achcnteiles
(B) abgebrochen wird.
3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, gekennzeichnet durch seine Anwendung beim Kontaktieren
der Emitterzone eines PUnartran&iUors.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als erster Arbcitsschritt
und als zweiter Arbeilsschritt je ein mit
einem oxydierend wirkenden gasförmigen Dotierungsmittel
durchgeführten Dfffusionsprozeß zur Erzeugung von Zonen unterschiedlichen Leitungstyp angewendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
dadurch gekennzeichnet, daß zum selektiven Abitzen der SüOt-Schicht ein photolithographische 1
Prozeß verwendet wird.
υ. Verfahren üeCu eisest def Ansprüche ! bis. 5
dadurch gekennzeichnet, daß der durch ein Test fenster in der SiO.-Schicht freigelegte, zum Teil
mit der unverminderten, beim zwehen Arbcits
schritt aufgewachsenen SiOt-Sch:cht bedeckte
zum anderen Teil in SiOj-freiem Zustand vorlic
gcmie Oberflächenteil [B) während des Atzvor
ganges auf das Verschwinden des Heiügkeits unterschiede seiner beiden Teile (It, 12) bzw
auf das Verschwinden des oxydierten Teiles ge prüft wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patemschriften Nr. 3 025 589, 3184 657.
USA.-Patemschriften Nr. 3 025 589, 3184 657.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
3.66
i Berlin
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1965S0097677 DE1264619C2 (de) | 1965-06-18 | 1965-06-18 | Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, insbesondere aus Silizium, einer Silizium-Germanium-Legierung oder aus Siliziumkarbid |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1264619B DE1264619B (de) | 1968-03-28 |
DE1264619C2 true DE1264619C2 (de) | 1968-10-10 |
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ID=7520900
Family Applications (1)
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DE1965S0097677 Expired DE1264619C2 (de) | 1965-06-18 | 1965-06-18 | Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, insbesondere aus Silizium, einer Silizium-Germanium-Legierung oder aus Siliziumkarbid |
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DE (1) | DE1264619C2 (de) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3025589A (en) * | 1955-11-04 | 1962-03-20 | Fairchild Camera Instr Co | Method of manufacturing semiconductor devices |
US3184657A (en) * | 1962-01-05 | 1965-05-18 | Fairchild Camera Instr Co | Nested region transistor configuration |
-
1965
- 1965-06-18 DE DE1965S0097677 patent/DE1264619C2/de not_active Expired
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3025589A (en) * | 1955-11-04 | 1962-03-20 | Fairchild Camera Instr Co | Method of manufacturing semiconductor devices |
US3184657A (en) * | 1962-01-05 | 1965-05-18 | Fairchild Camera Instr Co | Nested region transistor configuration |
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Publication number | Publication date |
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DE1264619B (de) | 1968-03-28 |
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