DE1564860A1

DE1564860A1 - Verfahren zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen

Info

Publication number: DE1564860A1
Application number: DE19661564860
Authority: DE
Inventors: Cunningham James A Richardson
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1965-06-30
Filing date: 1966-06-25
Publication date: 1969-10-16
Also published as: GB1153052A; GB1153051A; JPS503627B1

Description

Verfahren zur Herstellung von Halbleitervorriohtungen

Die Erfindung betrifft integrierte Schaltungen und insbesondere miniaturisierte elektronische Schaltungen, bei welchen alle, erforderlichen Schaltkomponenten auf einem gemeinsamen Substrat vereinigt sind, jedoch voneinander elektrisch isoliert gehalten werden.

Die starke Zunahme des Interesses an der Mikrominiaturisierung und insbesondere auf dem Gebiet der Elektronik, welche allgemein als¹ Mikroelektronik bezeichnet wird, spiegelt sich bei den Halbleitern in der raschen Entwicklung integrierter Schaltungen wider. Unter integrierter Schaltung ist die Bildung einzelner aktiver und/oder passiver Schaltkomponenten für eine elektronische Schaltung auf einem einzigen Stück aus Halbleiter-

Dr.Ha/Ma

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material,

material, vorzugsweise aus einem Einkristall, zu verstehen, wobei die einzelnen Komponenten unter Bildung der gewünschten SohaLtfunktion miteinander verbunden sind. Wenn indessen eine Anzahl von Transistoren und Widerständen in einem einzigen Substrat gebildet werden soll, wobei das Substrat die Kollektorzone jedes Transistors bildet, müssen für viele Schaltzwecke die Transistoren voneinander isoliert gehalten werdea, um zu vermeiden, dass die Kollektoren zusammengeschaltet sind; auch müssen die Transistoren von den Widern fänden Isoliert sein. Die Erzielung einer ausreichenden Isolierung zwischen diesen Komponenten bildete eine der Hauptaufgaben in der Entwicklung integrierter schaltungen.

Zur Lösung dieses Problems wurden viele Methoden entwickelt, die jedoch alle gev/isse Nachteile besitzen. Bei einem solchen Verfahren, welches als P-N Übergangsisolierung bezeichnet wird, wird eine Reihe von Inseln aus einem HalbleitermateriaL von bestimmtem Leitfähigkeitstyp in einem Substrat aus einem Material von dem entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp gebildet und das Substrat wird in Bezug auf den Rest der Schaltung so vorgespannt, dass der die Inseln von dem Substrat trennende Übergang nie in Durchlassrichtung vorgespannt ist. Die Inseln bilden die Kollektorzonen, von Transistoren und

909842/0 855 anschliesgend

anschliessend werden in diese Inseln Diffusionen unter Bildung der Basis- und Emitterzonen vorgenommen. Das Hauptproblem bei dieser Methode besteht jedoch darin, dass die Eigenkapazität der Isolierungsübergänge bei hohen Frequenzen eine unerwünschte Kopplung erzeugt. Auch müssen die Schaltungen und die Vorspannungswerte so ausgelegt werden, dass mit Sicherheit die Isolierübergänge unter normalen Betriebsbedingungen nie in Durchlassrichtung vorgespannt sind. Selbst wenn die Übergänge in Sperrichtung vorgespannt sind, können durch Kriechströme und durch Ansammlung von Ladungsträgern an dem Isolierübergang unerwünschte Effekte auftreten.

Bei einer anderen zur Isolierung vorgeschlagenen Methode bestehen die Isolierinseln, in welche die Komponenten anschliessend eingebaut werden, aus dem ursprünglichen Plattchenmaterial. Die Isolierung erfolgt dann durch selektive Eindiffusion von Material vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp von jeder Seite des Plättchens aus und vollständig durch das Plättchen hindurch, so dass sich die Diffusionsfronten schneiden. Ein Nachteil bei diesem Verfahren besteht darin, dass die Diffusionen durch das Plättchen hindurch dünne Plättchen und lange Diffusionszeiten bei hohen Oberflächenkonzentrationen erfordern, was eine hohe Isolationskapazität ergibt.

909842/0855 Bei

Bei einer weiteren, in der USA-Patentschrift 3 158 788 beschriebenen Methode wird an der Seite des Halbleiterkörpers neben den Schaltelementen und Zwischenverbindungen ein Halter angebracht und zur Isolierung der Schaltelemente wird Halbleitermaterial entfernt. Bei einer solchen Anordnung sind die Zwischenverbindungen jedoch in der Regel den Anschlussdrähten nicht zugänglich, da sie von dem Halter überdeckt werden, und die Zuführungen müssen verhältnismässig dick sein, um an dem Halter vorbei zu verlaufen.

Unter Berücksichtigung dieser Schwierigkeiten betrifft die vorliegende Erfindung die Schaffung einer verbesserten Isoliermethode, wobei alle erforderlichen Schaltkomponenten einer integrierten Schaltung durch ein gemeinsames Substrat vereinigt und doch elektrisch isoliert voneinander sind. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer integrierten Schaltung, bei welcher die Schaltkomponenten durch das Substrat, auf welchem sie gebildet sind, elektrisch voneinander isoliert sind? die Isoliermittel besitzen dabei keine hohe Eigenkapazität, so dass die jeweilige integrierte Schaltung bei sehr hohen Frequenzen verwendet und sehr schnell geschaltet werden kann. Eine weitere Aufgabe ist die Schaffung einer Halbleitervorrichtung, bei welcher eine Einkristallzone oder sehr kleine Zonen in oder auf einem Halbleitersubstrat,

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.ledooh

jedoch isoliert davon, in einfacher Weise gebildet werden können; insbesondere betrifft die Erfindung die Herstellung einer solchen Vorrichtung, bei welcher leitende Zuführungen über die Oberfläche des Substrats in Form eines zusammenhängenden Films ausgebreitet werden können.

Zur Durchführung der Erfindung werden zunächst alle erforderlichen Schaltkomponenten in einem einkristallinen Halbleiterplättchen gebildet, welches auf einem isolierenden Substrat auf bekannte Weise montiert ist; danach werden zwischen den verschiedenen Schaltkomponenten unter Bildung der gewünschten Schaltfunktion Zuführungen und Zwischenverbindungen erzeugt, worauf man zwischen all den verschiedenen, miteinander verbundenen Schaltkomponenten Kanäle oder Wälle ätzt, um das Halbleitermaterial rund um und unterhalb der Zuführungen und Zwischenverbindungen bis herunter zu dem isolierenden Substrat zu entfernen. Infolgedessen sind alle einzelnen, miteinander verbundenen Komponenten durch die geätzten Wälle oder Kanäle und durch das isolierende Substrat voneinander isoliert. Obwohl diese Methode besonders bräuchbar zur Herstellung integrierter Schaltungen ist, eignet sie sich doch auch zur Herstellung einzelner Transistoren oder dergleichen, die bei sehr hohen Frequenzen betrieben werden können. 9098 42/08 5 5

Die

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Die Erfindung wird durch die folgende Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

fig. 1 bis 4- schaubildliche Schnittansichten eines Halbleiterplättchens in den ersten Stadien der erfindungsgemässen Herstellung einer integrierten Schaltung,

Fig. 5 eine schaubildliche Darstellung eines kleinen Ausschnitts aus dem Plättchen von Pig. 1 bis 4,

Fig. 6 und 7 Schnittansiehten eines Teils des Ausschnitts von Fig. 5 entlang der Linie 6-6, woraus spätere Stadien des erfindungsgemässen Verfahrens zu ersehen sind,

Fig. 8 eine sohaubildliche Barstellung der fertigen Vorrichtung von Fig. 1 bis 7 vor der elektrischen Isolierung der einzelnen, miteinander verbundenen Schaltkomponenten voneinander,

Fig. 9 eine schaubildliche Barstellung der fertigen Vorrichtung von Fig. 8 nach Burchführung der erfindungsgeraässen Isolierung,

909842/0855 ***■ ¹⁰

Fig» 10 eine Schnittansicht eines Teils der fertigen Schaltung von Fig. 9 entlang der Linie 10-10,

Fig. 1t ein Sehaltdiagramm der in dem in Fig. 8 gezeigten Ausschnitt enthaltenen integrierten Schaltung, und

Fig. 12 eine schaubildliche Darstellung im Schnitt, welche die erfindungsgemässe Herstellung eines einzigen Hochfrequenztransistors zeigt.

Fig. 1 erläutert die erste Stufe des erfindungsgemässen Verfahrens. Als Ausgangsmaterial dient ein Plättchen 10 aus einem einkristallinen N+ Halbleitermaterial mit geringem spezifischem Widerstand, z.B. Silicium, dessen Widerstand etwa 0,010 bis 0,025 Ohm.cm beträgt. Dieses Plättchen kann einen Durchmesser von etwa 25 mm und eine Dicke von etwa 0,25 mm besitzen. Die Ober- und Unterseite des Plättchens 10 sind mit Isolierüberzügen 11 bzw. 12, z.B. aus Siliciumoxyd, versehen; diese Überzüge sind auf übliche Weise erhalten und besitzen eine Dicke von vielleicht 10 000 Ä· Die Oxydüberzüge 11 und 12 können z.B. thermisch gewachsen sein, indem man das Plättchen 10 lange genug bei etwa 1200⁰C Wasserdampf aussetzte. Eine andere Methode zur Bildung der Oxydschichten 11 und 12 besteht in der

909842/0855 »oxydativen»

"oxydativen" Technik, wobei Sauerstoff und Tetraäthoxysilan in Dampfform bei 250 bis 500⁰C in Anwesenheit des Plättohens 10 miteinander umgesetzt werden. Die Reaktionsmisohung erhält man, indem man Sauerstoff bei Raumtemperatur durch flüssiges Tetraäthoxysilan perlen lässt, dann die Gasmisohung mit überschüssigem Sauerstoff vereinigt und in einen das Plättchen 10 enthaltenden Röhrenofen leitet, wo die Oxydation erfolgt. Das dabei gebildete Siliciumoxyd schlägt sich auf der Ober- und Unterseite des Plättchens 10 nieder. Der Vorteil dieses letzteren Verfahrens liegt in den verhältnismässig niedrigen Temperaturen, bei welchen gleichmässige Oxydüberzüge gebildet werden können.

Die nächste, in Pig. 2 dargestellte Stufe der Erfindung besteht darin, dass das mit Oxyd überzogene Plättchen 10 in einen epitaktischen Reaktor kommt, wo die oberste Schicht 13>erzeugt wird, welche gegebenenfalls später das Substrat bildet. In dem Reaktor wird eine Schicht 13 aus Halbleitermaterial auf die Oberseite des mit Oxyd überzogenen Plättchens 10 aus dem Dampfzustand niedergeschlagen. Die gebräuchlichste Methode zur Dampfniederschlagung ist die Wasserstoffreduktion von Silioiumtetrachlorid, welche dem Fachmann bekannt ist und keiner näheren Erläuterung bedarf. Die Schicht 13 kann K-leitend, P-leitend oder eigenleitend sein und die tatsächliche Kristallorien-

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tisrang

' tierung der Halbleiterschicht 13 ist nicht wichtig, da ihre primäre Punktion darin besteht, einen Träger oder eine Basia zu bilden, auf welcher die verschiedenen Komponenten der integrierten Schaltung gebildet werden. Da die Schicht 13 auf dem Oxydüberzug 11 niedergeschlagen wird, ist sie jedoch höchstwahrscheinlioh entweder polykristallin oder amorph und nicht einkristallin. Die Dicke der Schicht 13 soll zur Erleichterung der Handhabung ohne Bruch etwa 0,175 bis 0,2 mm betragen. Das Gebilde von Fig. 2 wird dann einer Iiäpp- und Polierbehandlung unterworfen, um die Oxydschioht 12 und fast das gesamte N+leitende Halbleitermaterial 10 mit geringem Widerstand mit Ausnahme eines dünnen, etwa 0,025 mm dicken Anteils zu entfernen. Das geläppte und polierte Gebilde wird dann um 180° gedreht} dieses Gebilde ist in Fig. 3 dargestellt, wobei die Schicht 13 jetzt das Substrat bildet und das Halbleitermaterial 10 mit geringem spezifischem Widerstand von diesem Substrat duroh die Oxydsohioht 11 getrennt ist.

Als nächste Verfahrensstufe wird das Gebilde von Fig. einer epitaktisohen Niederschlagung unterworfen, wobei, wie dies Fig. 4 zeigt, eine Schicht 14 aus N-leitendem Halbleitermaterial mit hohem spezifischem Widerstand auf der Sohioht 10 mit niedrigem spezifischem Widerstand niedergeschlagen wird. Die Sohioht 14 mit hohem Widerstand

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dient

dient jetzt als eine Zone, in welcher zur Herstellung verschiedener Komponenten einer integrierten Schaltung anschliessend Diffusionen vorgenommen werden oder auf weloher epitaktisohe Niederschlagungen gemacht werden können.

In diesem Zusammenhang wird auf Fig. 5 verwiesen, wo ein kleiner Ausschnitt aus dem in Pig. 4 dargestellten Plättchen mit 20 bezeichnet ist? dieser Ausschnitt oder dieses Plättchen 20 wird von einer integrierten Schaltung besetzt. Bas ursprüngliche Plättchen würde in ungeteilter Form dutzende oder sogar hunderte von Ausschnitten, wie der Ausschnitt 20, enthalten. Eine Oxydschioht 15, z.B. aus Silioiumoxyd, wird auf der Oberseite des Plättchenaussohnitts 20 gebildet, so dass sie vollständig die Schicht 14 mit hohem Widerstand deckt· Unter Anwendung photographisoher Maskierungs- und Ätztechniken, die dem Fachmann bekannt sind, werden bestimmte Teile der Oxydschicht 15 in Form der Muster 30 bis 34 (s· Fig· 5) entfernt, so dass entsprechende Teile der Schicht 14 mit hohem Widerstand unterhalb der Oxydschicht 15 freiliegen. Eine Querschnittsansioht durch einen Teil des Plättchens 20 ist in Fig. 6 gezeigt. Es sei bemerkt, dass die freigelegten Teile des Jubstrats 14 mit hohem Widerstand die Bereiohe bilden, in welche jetzt anschliesaende Diffusionen zur Erzeugung der verschiedenen Komponenten einer integrierten Sftha^ftinfc vorgenommen werden.

Jig. 7

Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht eines Teils einer fertigen integrierten Schaltung mit einem NPN-Transistor T-. und einem Widerstand H^, welche durch Diffusion in der N-leitenden Schicht gebildet wurden. Eine P-leitende, diffundierte Zone bildet die Basis des Transistors, während eine längliche P-leitende, gleichzeitig mit der Basis gebildete Zone den Widerstand R₁ bildet. Eine N-leitende, diffundierte Zone bildet die Emitterzone des Transistors T... Für die Diffusion wird eine Siliciumoxydmaskierung verwendet, so dass die Oxydsohicht 15 in der fertigen Vorrichtung eine abgestufte Form aufweist. Wo ein Anschluss erforderlich ist, werden in dem Oxyd Öffnungen angebracht, über dem Oxyd wird dann ein Metallfilm niedergeschlagen und unter Bildung der gewünschten Anschlüsse und Zwischenverbindungen selektiv entfernt. Die Zwischenverbindung 21 verbindet so die Basis des Transistors T.. mit einem Ende des Widerstands R- und die metallischen Bereiche 25 und 26 bilden den Emitterbzw. Kollektoranschluss. Zur Erzielung eines Kontakts mit geringem Widerstand mit der Kollektorzone des Transistors Τ., mag es zweckmässig sein, zuerst eine N+-Zone mit geringem Widerstand durch Diffusion an der Stelle

zu bilden, wo die Zuführung 26 einen Ohm'sehen Kontakt t

ergeben soll*

Die 9 0 984 2/08 5 5

Die Bildung von Zuführungen oder Zwischenverbindungen, beispielsweise 21, 25 und 26, kann auf übliche bekannte Weise, z.B. durch Vakuumaufdampfung, erfolgen und die Zuführungen selbst können aus jedem geeigneten Material bestehen. Gemäss einer bevorzugten Ausführung verwendet man jedoch für die Zuführungen oder Zwischenverbindungen ein Material, welches durch seine Anwesenheit die Halbleitervorrichtung nicht verschlechtert, sich in die anderen Behandlungen, denen die Vorrichtung unterworfen wird, gut einfügt und ein Arbeiten mit sehr kleinen geometrischen Abmessungen erlaubt. In dem spezifischen Fall von Siliciumhalbleitervorrichtungen müssen Kontakte und Zwischenverbindungen gefunden werden, welche gut an Silicium und den Siliciumoxydoberflachen haften, ohne jedoch damit ungünstig zu reagieren, welche mit den gebräuchlichen Photomaskierungsmaterialien und Ätzmethoden zusammen verwendet werden können, welche einen Ohm¹sehen elektrischen Anschluss mit geringem Widerstand mit Silicium ergeben, welche leicht durch Metallaufdampfung angebracht werden können, welche eine hohe Leitfähigkeit besitzen und mit Golddrähten verbunden werden können. Eine Metallkombination, welche in nahezu einzigartiger Weise alle vorstehenden Aufgaben erfüllt, ist Molybdän und Gold. Demgemäes wird zunächst ein dünner Molybdänfilm auf die ganze Oberfläche des Siliciumplättchens 20 mit dem Silioiumoxydüberzug 15 und den eingeätzten Kontaktstellen aufge-

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bracht.

• bracht. Dann wird das Molybdän mit einem dünnen Goldfilm bedeckt und anschliessend werden das Gold und das Molybdän an den unerwünschten Stellen weggeätzt, so dass das gewünschte Anschluss- und Verbindungsmuster 21, 25 und 26 auf der Siliciumoberfläohe und auf dem Oxyd zurückbleibt.

Fig. 8 zeigt eine Draufsioht auf das Plättchen 20 nach Bildung der einzelnen Schaltkomponenten und nach Niederschlagung der Zuführungen und Zwischenverbindungen an den gewünschten Stellen. In diesem Verfahrensstadium sind die einzelnen Schaltkomponenten in dem Plättchen 20 gebildet, Jedooh noch nicht voneinander elektrisch isoliert.

Die elektrische Isolierung jeder der Schaltkomponenten von der anderen erfolgt, indem man eine Reihe von Kanälen oder Wällen bildet, welche jede Komponente vollständig umgeben, wie dies fig. 9 zeigt. Die verschiedenen Zuführungen zwischen den Komponenten überqueren dann die Kanäle unter Bildung der gewünschten Zwischenverbindungen.

Die Bildung von Wällen oder Kanälen erfolgt nach der nachstehend in Bezug auf Pig. 10 beschriebenen photographisohen Maskierungs- und XtzmethodeV Pig. 10 stellt eine Teilsohnittansioht durch das Plättchen 20 durch die

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Kanäle

Kanäle 35 und 36 dar. Eine Schicht aus eine» JPhotöätzachutzmaterial der in den USA-Patentschriften 2 670 285, 2 670 286 und 2 670 287 beschriebenen Art oder der Art, wie es von der Eastman Kodak Company unter der Handelsbezeichnung "KMBR" oder "KTFR" beschrieben wird, wird auf die Oberseite des Plättchens 20 aufgebracht, wobei ¹¹KTFR" bevorzugt wird. Bann bringt man auf diee© lichtempfindliche Ätzschutzschicht eine Photomaskiersing auf, welche die Bereiche, wo die Kanäle oder Wälle gebildet werden sollen, abdeckt; die nicht-maskierten Teile der Photoätzschutzschicht werden dann belichtet und photographisoh entwickelt. Die Oberseite des Plättchens 20 behandelt man dann mit Ätzmitteln, welche selektiv die Oxydschioht 15 und die darunter befindlichen Silieium-3ohichten 14 und 10 in den maskierten Bereichen bis herab zu der Oxydschicht 11 entfernen, wobei die Zuführungen und Zwischenverbindungen intakt bleiben und wobei sich die z.B. in Fig. 10 gezeigten Kanäle 35 und 36 bilden.

Das jeweils verwendete Ätzmittel soll die Zuführungen und Zwisohenverbindungen nicht angreifen. So wurde beispielsweise eine integrierte Schaltung auf die beschriebene Weise mit aus Molybdän und Gold bestehenden Zuführungen oder Zwischenverbindungen hergestellt. JTaehd©« das Plättchen mit dem darin gebildeten Sohaltkomponenten mit der

909 8 42/0855 Photoätzsehutzachicht

Photoätzschutzschicht und der Maskierung auf die beschriebene Art überzogen worden war, wurde die Oberseite des Plättchens 20 mit einem aus saurem Ammoniumbifluorid (NR-HFp) bestehenden chemischen Ätzmittel behandelt, welches selektiv Teile der SiIiciumoxydschicht 15 unterhalb den Zuführungen 21 und 26 entfernte (das Ausmass der Entfernung ist durch die gestrichelte Linie 15A dargestellt), Jedoch das darunter befindliche Silicium im wesentlichen nicht angriff. Die maskierte Oberfläche des Plättchens wurde dann mit einem aus einer Mischung von Salpetersäure, Fluorwasserstoffsäure und Essigsäure bestehenden chemischen Ätzmittel behandelt, welches selektiv Teile der Silieiumschichten 14 und 10 unterhalb der gestrichelten Linien 15A entfernte, während der verbliebene Teil der Siliciumoxydschicht 15 und der Siliciumoxydschicht 11 nicht angegriffen wurde.

Das erhaltene Gebilde ist in Fig. 10 dargestellt, wo e.B. die Komponenten T₁ und R₁ voneinander durch den Wall oder Kanal 36 und die Oxydschicht elektrisch isoliert sind und die Zuführung oder Zwischenverbindung 21 den Spalt zwischen diesen Schaltkomponenten überbrückt. Bei Anwendung der üblichen Metallniederschlagungsmethoden wird die Zwischenverbindung 21 durch das Ätzen nicht angegriffen und bleibt sehr fest, obwohl sie den Kanal 36 überbrückt. Die brücken-

909842/085:5*· bildenden

- IO - ·

bildenden Zuführungen hielten auch die weitere Bearbeitung aus, z.B. das Besprühen des Gebildes mit Alkohol unter hohem Druck zur Entfernung des verwendeten Photoätzschutzmaterials, ohne dass die freitragenden oder brückenbildenden Teile brachen. Gegebenenfalls kann man die Stärke der freitragenden Zuführungen noöh dadurch vergrössern, dass man durch eine geeignete Maskierung, z.B. aus KMER, elektrolytisch Gold aufplattiert, wodurch die Festigkeit vergrössert wird. Fig. 9 eeigt als als Erzeugnis des vorstehend beschriebenen Verfahren» erhaltene fertige Vorrichtung, wobei die Transistoren T. und Tg und die Widerstände R₁, R₃ und Rt vollständig voneinander durch das Plättchen 20isoliert sind und die aus einem Metallfilm bestehenden Zwisohenverbindungen eine logische Schaltung ergeben, wie dies sohematisch in Fig. 11 dargestellt ist.

Obwohl die Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf eine spezifische Methode und Ausführungsform beschrieben wurde, ist sie natürlich nicht darauf beschränkt* Das Grundprinzip der Erfindung besteht in der Isolierung einzelner, durch Zwischenverbindungen verbundener Sohaltkomponenten durch das Substrat, in welchem diese Komponenten durch Wegätzen bestimmter Teile des Materials zwischen ihnen mit chemischen Ätzmitteln gebildet wurden,

909842/0855 welche

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welche die Zwisohenverbindungen nicht angreifsn> Jede Methods oder Jedes Ätzmittel, welches diese Aufgabe- erfüllt, fällt ausser den beschriebenen in den Rahmen der Erfindung.

Ausser zu der be schrieb en en Herstellung bestimmter integrierter Schaltungp$cann das erfindungsgemässe Verfahren natürlich auch zur Herstellung einer Vielzahl Ton Schaltelementen in einem einzigen Substrat Anwendung finden. Zum Beispiel können ausser Transistoren» Dioden und Widerständen andere Komponenten^ z.B. Metall csyclli&J.li-leitervorrichtungen, Feldeffekttransistoren und dielektrische Oxydkondensatoren erzeugt werden, welche unter Leistung der gewünschten Schaltfunktionen miteinander verbunden und dann gemäss der Erfindung vcaeinanäer elektrisch isoliert werden. Obwohl das als lusgangsmaterial dienende Plättchen in der beschriebene*! AusiuJirungsfcrm aus N+ Halbleitermaterial mit niedrigemspezifischen* Widerstand bestand, können doch auch P-Isitends Materialien und/oder solche mit hohem spezifischem Widerstand' Terwendet werden.

Obwohl sich das vorstehend beschriebene Verfahren 'besonders für integrierte Schaltungen als geeignet erwiesen hat, eignet es sich doch auch zur Herstellung von einzsl- neiL_t auf einem isolierenden Substrat angeordneten Vorrich-

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tunken.

tungen. In Bezug auf diese letztere AusfUhrungsform der Erfindung wird auf flg.12 verwiesen, welche einen SPH-Transistor 4-0 zeigt, der aus einer N-leitenden Kollektorsohioht 44, einer P-leitenden, diffundierten Basiszone 45 und einer N-leitenden diffundierten Smitterasone 46 'besteht. Der Transistor 40 ist auf dem Halbleitersubstrat 41 gebildet, von welohem er duroh die Oxydsohicht 42 in etwa der gleichen Weise getrennt ist, wie es vorstehend unter Bezug auf den Transistor 9?- von Pig. 1 bis 11 besohrieben wurde. Dieses Verfahren hinterlässt einen Oxydüberzug 57 auf der Oberseite des Plättchen©, welcher wegen der aufeinanderfolgenden Diffusionsbehandlungen allgestuft ist. Für Anwendungen bei hohen Frequenzen sind die geometrischen Abmessungen des aktiven Teils des Transistors 40 extrem klein; die Emitterzone 46 beträgt in einigen Fällen

nur einige Hundertstel mil .

Die Kollektor-, Basis- und BmitteransohlÜsse dieses Transistors werden durch Metallstreifen 51 bzw. 56 bzw. 48 gebildet, welche in in den Oxydüberzug 57 eingeätzte öffnungen ragan und mit den entsprechenden Zonen einen Ohm'sehen Kontakt ergeben. Die Streifen enden jeweils in verbreiterte Auflagen 52, 55 und 49·

Diese verbreiterte Kontaktanordnung ist für Hochfrequenzvorrichtungen wegen der vorstehend erwähnten extremen 909842/0855

Kleinheit

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Kleinheit der aktiven Zonen des Transistors 40 notwendig. Wenn die Kontakte nicht breiter sind als die aktiven Zonen, ist et$ nämlich unmöglich, diese Kontakte mit äusseren Zuführungsdrähten zu verbinden, weshalb die verbreiterten dünnen Streifen (welche mit den aktiven Zonen Kontakt haben) mit den verbreiterten Auflagen (welche die äuaseren Anschlüsse ergeben) erforderlich sind. Mit dieser verbreiterten Kontaktanordnung ist indessen ein kapazitiver Blindwiderstand verbunden, da die verbreiterten Kontakte über die Oxydschioht 57 verlaufen (welche als dielektrische Schicht wirkt); dieser kapazitive Blindwiderstand verursacht eine unerwünschte Kopplung bei hohen Frequenzen.

TJm diese kapazitiven Effekte zu verringern, wird der Kanal oder der Wall 47 vollständig rund um die aktiven Teile des Transistors 40 geätzt, wie dies Fig. 12 zeigt, wodurch diese aktiven Zonen von den verbreiterten Auflagen und von wesentlichen Teilen der länglichen Metallstreifen isoliert werden. Die Bildung des Kanals 47 erfolgt auf die gleiche Weise wie vorstehend in Bezug auf Fig. 9 und 10 beschrieben. Man erhält infolgedessen einen Hochfrequenztransistor 40 mit kleinen geometrischen Abmessungen, bei welchem dünne, filmförmige, fortlaufende metallische Zuführungen von verschiedenen aktiven Zonen zu den jeweiligen Verbindungsstellen verlaufen, während

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gleichzeitig

gleichzeitig der mit einer solchen Anordnung veiläiihdene kapazitive Blindwiderstand auf einem Minimum geh&Iten wird. Um jede Kopplungskapazität nooh weiter im verringern, können in gleicher Weise auch Kanäle oder Wälle gebildet werden, welche vollständig jede der di© Verbindungsoder Anschlussstellen bildenden Auflagen umgeben und diese so voneinander isolieren.

Die Erfindung kann weitgehende Abänderungen erfahren, ohne dass dadurch ihr Rahmen verlassen wird.

Patentansprüche

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mSPECTED

Claims

Pat entanaprüche

1) Verfahren zur Heratellung einer Halbleitervorrichtung mit mehreren P- und N-leitenden Zonen auf einer Oberfläche eines Halbleiterkörpers mit mindestens einem an dieser Oberfläche endenden PN-Übergang dazwischen, einem Isolator auf dieser Oberfläche mit mindestens einer Öffnung darin, durch welche die von dem PN-Übergang eingeschlossene Zone freigelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf der gegenüberliegenden Seite des Halbleiterkörpers ein bleibender Halter befestigt wird, dass die erste Oberfläche selektiv maskiert und Halbleitermaterial aus dem Halbleiterkörper entfernt wird.

2) Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Halbleitervorrichtung ein Halbleiterkreis mit mehreren Schaltelementen dicht an der einen Oberfläche des Halbleiterkörpers ist, welche durch das leitende Material auf dem Isolator elektrisch miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass Halbleitermaterial aus dem Halbleiterkörper zwischen bestimmten Schaltelementen entfernt wird, um diese Schaltelemente elektrisch voneinander zu isolieren.

Il

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' ORIGINAL !WSPECTEO

3) Verfahren naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeiohnet, dass der Halbleiterkörper zuerst auf dem bleibenden !rager befestigt wird, worauf man die Schaltelemente erzeugt und elektrisch miteinander verbindet.

4) Verfahren nach einem der vorhergehenden AnsprÜohe, dadurch gekennzeichnet, dass der bleibende Träger aus einer an den Halbleiterkörper angrenzenden Oxydschicht besteht.

5) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der bleibende Träger angrenzend an die Oxydschicht eine niedergeschlagene Halbleiterschicht enthält.

6) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüohe, dadurch gekennzeichnet, dass Halbleitermaterial mittels eines den Isolator, das leitende Material und den bleibenden Träger nicht angreifenden Ätzmittels entfernt wird.

7) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der unterhalb des leitenden Materials befindliche Teil des Halbleiter-

körpers 909842/0855

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körpers entfernt wird» während ein anderer Teil des Halbleiterkörpers, auf welchem das leitende Material endet, zurückbleibt*

909842/0855 „_

BNAt INSPECTED .

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