DE1764372C3

DE1764372C3 - Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung

Info

Publication number: DE1764372C3
Application number: DE19681764372
Authority: DE
Inventors: John Anthony Kerr; Eric Wadham
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1967-05-26
Filing date: 1968-05-27
Publication date: 1975-01-16
Also published as: FR1573306A; NL6807438A; GB1228754A; SE352196B; DE1764372A1; DE1764372B2; CH474158A; NL151558B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung mit einem Transistor mit Emitter-, Basis- und Kollektorzonen, wobei die Basiszone und/oder die Emitterzone durch Ionenimplantation gebildet werden. Die Erfindung bezieht sich insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit einem Planar-Transistor für hohe Frequenzen. Unter einem Planar-Transistor wird in diesem Zusammenhang ein Halbleiterkörper oner ein Teil desselben mit einer Kollektorzone des einen Leitungstyps, einer Basiszone des entgegengesetzten Leitungstyps und einer Emitterzone des einen Leitungstyps verstanden, wobei der Basis-Kollektor-Übergang den Emitter-Basis-Übergang innerhalb des Halbleiterkörpers oder eines Teils desselben umgibt und beide genannten Übergänge an ein und derselben Oberfläche, beispielsweise einer flachen Oberfläche des Halbleiterkörpers oder eines Teils desselben unter schützendem Isoliermaterial auf dieser Oberfläche enden.

Ir der Halbleitertechnik wird die Ionenimplantation bei der Herstellung von Solarbatterien und Strahlungsdetektoren aus Silizium angewandt. Ionenimplantation umfaßt einen Beschüß von Halbleitermaterial mit Strahlen energiereicher Dotierungsionen zur Bildung von Zonen unterschiedlicher Leitfähigkeit und/oder eines unterschiedlichen Leitungstyps. Es wurde bereits vorgeschlagen, die Ionenimplantation bei der Herstellung von Transistoren für hohe Frequenzen anzuwenden, da durch dieses Verfahren eine genaue Einstellung der Übergangstiefen und die für derartige Transistoren erforderlichen genauen Abmessungen erreicht werden können. Durch Ionenimplantation kann, im Gegensatz zu Diffusion, als Verfahren zur Erzeugung der Basiszonen eines Transistors eine größere Dotierungskonzentration und ein verbesserter Dotierungskonzentrationsgradient in der Basiszone erreicht werden. Dies führt zu einer Ver-

³ 4

_bpSSCrung ^%,S^tS!SSSS S"^{1 da}- ^sqw°^hl ™ npn-Siliziumtransistoren als auch von

durch w omm niedrigeren Rauschwert. Der ver- pnp-Siliziumtransistoren angewandt wird, obscbon in

besserte Konzentrat.onegrad.ent der^ Dotierung be- den letztgenannten BauXironten S, germgejem

Srkt ebenfalls ein verbessertes eingebautes Driftfeld. Maße. DiL Erscheinung erobwert die Kdlun™

_Per vorliegenden Erfindung s.nd mehrere Ver- « der Breite der Basiszone, und wenn %£ BnSX suche vorangegangen, um unter Anwendung e.nes „ung in beträchtlichem Maße auftritt, führt dies zu implantat.onsverfahrens Siliziumtransistoren herzu- der Bildung von Transistoren mit einer schlechten stellen. Be. der konventionellen Herstellung von Frequenzkurve. Dieselben Ergebnisse lassen sich er-Plwwr-Trensistorei. durch einen Doppeldiffusion* warten bei einem Verfahren? bei dem eine Basisprozeß wurde die Basiszone durch Diffusion eines « ionenimplantation vor der Emitterionenimplantation den Leitungstyp bestimmenden Dotierungselementes, durchgeführt wird, da die Temperung bei hoher kennzeichnend fur den entgegengesetzten Leitungs- Temperatur nach der Emitterionenimplantation noch typ, in einem beschrankten Oberflachenteil eines immer ihren Einfluß geltend macht
Halbleiterkörpers oder eine*,Teils desselben des Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein einen Leitungstyps und danach durch Diffusion eines ₁₅ Verfahren zu schaffen, bei dem die obengenannten, den Leitungstyp bestimmenden Dotierungselementes, den beschriebenen Verfahren anhaftenden Nachteile kennzeichnend fur den einen Leitungstyp, in einem vermieden oder wenigstens beträchtlich verringert anderen beschrankten Oberflachenteil des Halbleiter- werden und bei dem unter anderem die erwähnte, körpers oder eines leils desselben derart gebildet, durch das Tempern verursachte »Eriitter-Basis-Verdaß die erhaltene Emitterzone innerhalb der zuvor ao drängung« vermieden werden kann.
gebildeten Basiszone lag. Bei einem der obengenann- Diese Aufgabe wird bei dem eingang·· genannten ten Versuche ist die oben beschriebene Heistwlung Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in durch die Bildung des Emitters durch Ionenimpian- einem Halbleiterkörper oder einem Teil desselben tation geändert worden, was als ein hybrider Basis- vom einen Leitungstyp zunächst zur Bildung der diffusions- und Emittenonenimplantationsprozeß be- _a5 Emitter/on», ein denselben Leitungstyp bestimmendes zeichnet werden kann. Isolierungselement eingebracht wird und daß danach

Der Prozeß der Ionenimplantation bringt eine Be- die Basiszone und der Emitter-Basis-Übergang Schädigung der kristallinen Struktur des Halbleiter- gleichzeitig mit dem Kollektor-Basis-Übergang durch materials mit sich, so daß zur Wiederherstellung der Implantation von Ionen eines den entgegengesetzten kristallinen Form nach dem Beschüß mit energie- _3O Leitungstyp bestimmenden Dotierungselementes gereichen Dotierungsionen eine Temperung durchge- bildet werden, wobei die implantierte Zone die zuvor führt werden muß. gebildete Emitterzone umschließt. Die verwendete

Zum Erreichen eines nahezu einheitlichen Dotie- Formulierung: »Implantation von Ionen eines den rungspegels in einer implantierten Emitterzone wird entgegengesetzten Leitungstyp bestimmenden Dotiedie Implantation schrittweise mit zunehmender 35 rungselementes« umfaßt selbstverständlich, insofern Energie durchgeführt. Außerdem zeigt es sich in der angewandt, eine Temperung nach der Implantation, Theorie, daß es ebenfalls notwendig ist, zum Er- wobei es einleuchten dürfte, daß die schlußend'iche reichen dieses ι -nheitlichen Pegels die Implantation Bildung der genannten Übergänge in bestimmten schrittweise mit zunehmender Dosis durchzuführen. FäHp.p erst durch eine derartige Temperung erfolgt. Eine weitere wichtige Erwägung ist, die Abhängig- 40 Aus der deutschen Auslegeschrift 1 232 269 ist es des Prozentsatzes an implantierten Ionen, die durch bekannt, zuerst die Emitterzone und dann die Basis-Substitution in das Kristallgitter aufgenommen sind zone anzubringen. Diese Veröffentlichung betrifft und auf diese Weise zu den Leitungsmechanisinen aber im Gegensatz zu der Erfindung niu Transistoren der Temperunq; nach der Implantation beitragen mit diffundierter Emitter- und Basiszone, wobei die können. Bei sehr hoher Konzentration, beispielsweise 45 obenerwähnten Probleme nicht auftreten.
10²⁰ Dotierungsatome pro cm³ und mehr, die für Aus »Semiconductor Products«, September 1966, einen Emitter mit einem hohen Injektionswirkungs- S. 48 bis 52, und »Solid State Electronics«, 1964, grad notwendig sind, muß eine Temperatur in der S. 487, ist die Anwendung der Ionenimplantation zur Größenordnung von 900° C angewendet werden. Bei Herstellung von Halb'eiterzonen an sich bekannt. Auf den obengenannten Versuchen wird diese Temperung 50 die Herstellung eines Transistors, entsprechend dem in einem spaten Stadium der Herstellung durchge- Ver'ah*en nach der Erfindung, und die damit erreichführt, und zwar nach der Implantation der den Emit- baren Vorteile ist in dieser Entgegenhaltung aber ter bestimmenden Ionen. Es hat sich herausgestellt, nicht eingegangen.

daß sich eine genaue Einstellung der Emitterkonzen- Die Vorteile eines derartigen Verfahrens werden trationen und Übergangstiefe schwer verwirklitnen 55 im folgenden beschrieben, insbesondere in bezug auf läßt, da während der genannten Temperung bei hoher zwei bevorzugte P'irchführungsformen des Verfah-Temperatur eine Wiedereinteilung der den Emitter rer.E, aber, wie im vorstehenden beschrieben worden bestimmenden implantierten Ionen erfolgt, und die ist, weist die Anwendung eines Ionenimplantatiuns-Diffusion oder Basisdotierung unter der Emitterzone prozcsses zur Bestimmung der Basiszone im allgemeiörtlich verstärkt wird, so daß der Basis-Kollektor- 60 nen die Vorteile auf, daß ein niedrigerer Basis-Übergang unter den Emitter örtlich hervorgestoßen Reihenwiderstand und ein verbessertes eingebautes wird. Letztere Erscheinung tritt normalerweise bei Basis-Driftfeld erhalten werden. Weiter tritt durch der Herstellung doppeldiffundierter Silizium-npn- die Reihenfolge der wissentlichen Stufen des Verfah-Transistoren auf und wird als »Emitter~Basis-Ver- rens, nach dem die Ionenimplantation der Basisdotiedrängung« (»emitter dip effect« oder »base pushout 65 rung nach der Herstellung der Emitterzonenkonzeneffcct«) bezeichnet. Es wurde gefunden, daß diese tration durchgeführt wird, die »Emitter-Basis-VerErscheinung beim obengenannten Verfahren auftritt, drängung« nicht auf. Dies hat zur Folge, daß das wenn eine Emitterionenimplantation bei der Bildung Dotierungskonzentrationsprofil und die Stärke der

Basiszone besser beherrschbar ist und keine Basisbreiten auf eine reproduzierbare Weise erhaltbar sind.

In einer bevorzugten Durchführung des Verfahrens wird die Emitterzonenkonzentration durch Implantation von Ionen des den einen Leitungstyp bestimmen- s den Elementes in der genannten Oberfläche hergestellt, und danach wird der Halbleiterkörper oder der Teil desselben vor der Implantation von Ionen des den entgegengesetzten Leitungstyp bestimmenden Elementes zur Bildung der Basiszone einer Temperung unterworfen. Diese bevorzugte Durchführung zur Bildung eines Transistors durch einen doppelten Ionenimplantationsprozeß bringt keine Erscheinungen wie »Emitter-Basis-Verdrängung« mit sich, da die nach der Emitterionenimplantation notwendige Temperung bei verhältnismäßig hoher Temperatur jetzt vor der Basisionenimplantation durchgefühlt wird, der eine Temperung bei verhäItnism?Rig niedriger Temperatur folgen kann.

Das Verfahren ist bei der Herstellung von Halb- ao leiteranordnungen mit einem Planar-Transistor anwendbar, aber ist nicht darauf beschränkt, da es ziemlich gut möglich ist, mit Hilfe dieses Verfahrens Mesa-Transistoren herzustellen.

In der genannten bevorzugten Durchführung des as Verfahrens, bei dem die Emitterzonenkonzentration durch Ionenimplantation hergestellt wird, kann die genannte Emitterionenimplantation in Gegenwart einer Isolierschicht, beispielsweise aus Siliziumoxid, auf der Oberfläche durchgeführt werden, und das Impiantationsgebiet wird durch das Vorhandensein einer metallenen Maskienmgsschicht, beispielsweise aus Aluminium, auf der Isolierschicht auf ein beschränktes Oberflächengebiet des Halbleiterkörpers oder des Teils desselben beschränkt. Durch diese Technik wird nach der Basisionenimplantation ein Emitter-Basis-Ubergang erhalten, der an der genannten Oberfläche endet; sie läßt sich beispielsweise bei der Herstellung eines Halbleiterbauelementes mit einem Planar-Transistor anwenden.

In einer anderen bevorzugten Durchführung des Verfahrens wird die Emitterzonenkonzentration durch Diffusion des den einen Leitungstyp bestimmendes Elementes in der Oberfläche des Halbleiterkörpers oder des Teils desselben hergestellt. Dieses Verfahren, das ein gemischter Diffusions- und Ionenimplantationsprozeß ist, verursacht ebensowenig »Emitter-Basis-Verdrängung«, da die Temperung nach der Basisimplantation bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur durchgeführt wird. 5»

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit einem Planar-Transistor kann weiter die Basisioneonnplantation des den entgegengesetzten Leitnngstyp bestimmendes Elementes ebenfalls in Anwesenheit einer Isolierschicht, beispielsweise ausSflizhnnoxkL auf der Oberfläche erfolgen, and das Implantationsgebiet wird auf einen beschränkten Oberflächentefl des Kalbleiterkörpers oder der Teile desselben durch die Anwesenheit einer Maskii issclt, beispielsweise ans Aluminium, auf der Isolierschicht begrenzt.

In der genannten bevorzugten Durchführung des Verfahrens, bei dem die nenkonzentration durch Diffusion des den einen Leitnngstyp bestimmenden Elementes erfolgt, kamt die genannte Diffu- sion über einen Teil der Oberfläche, der durch eine Öffnung in der Isolierschicht anf der Oberfläche frei wird, erfolgen and die darauffolgende Implantation von Ionen des den entgegengesetzten Leitungstyp bestimmenden Elementes kann durch einen Teil der genannten Isolierschicht erfolgen.

Bei diesem Verfahren nach der Implantation von den entgegengesetzten Leitungstyp bestimmenden Ionen kann eine metallische Emitterkontaktschicht angebracht werden, und zwar in einer aufs neue hergestellten Öffnung in der Isolierschicht, die der anfangs gebildeten öffnung in der Isolierschicht nahezu entspricht, welche letztere öffnung bei der Diffusion des den einen Leitfähigkeitstyp kennzeichnenden Elementes hergestellt wurde.

Es lassen sich mehrere Techniken anwenden, um die genannte öffnung aufs neue herzustellen. Wenn es jedoch erwünscht ist, einen für sehr hohe Frequenzen geeigneten Transistor herzustellen, ist es in vielen Fällen erwünscht, die Emitterdiffusionsöffnung so klein wie möglich zu machen, wie dies mit den heutigen verfügbaren photographischen Prozessen und Atztechniken erreicht werden kann. Daher ist zum Anbringen des Emitterkontaktes die genaue abermalige Herstellung einer derartigen öffnung in einer späteren Stufe der Bearbeitung wesentlich und führt zu bestimmten Schwierigkeiten, die ebenso wie Fehler beim Ausrichten der Maske unzulässig sind.

Deswegen wird in einer bevorzugten Durchführung des Verfahrens, bei dem die öffnung aufs neue hergestellt tttfd, in der anfangs gebildeten öffnung ein gläserner Isolierschichtteil gebildet, und zwar während der Diffusion des den einen Leitungstyp bestimmenden Elementes und nacn der implantation der Ionen des den entgegengesetzten Leitungstyp bestimmenden Elementes und vor dem Anbringen der metallischen Emitterkontaktschicht die öffnung durch selektives Atzen des gläsernen Isolierschichtteils aufs neue hergestellt, wobei die angrenzenden Teile der Isolierschicht praktisch unberührt bleiben.

Bei diesem Verfahren erfolgt die Implantation von den entgegengesetzten Leitungstyp bestimmenden Ionen teilweise durch den gläsernen Isolierschichtteil und teilweise durch die angrenzenden Teile der Isolierschicht hindurch. Im allgemeinen kann der gläserne Isolierschichtteil eine Stärke aufweisen, die geringer ist als die der angrenzenden Teile der Isolierschicht Dies kann dazu führen, daß die Ionen tiefer in denjenigen Teil des Halbleiterkörpers eindringen, der unmittelbar unter der Glasschicht liegt, was dazu führen kann, daß sich der Kollektor-Basis-Übergang etwas tiefer in diesem Teil des Körpers erstreckt

Als Lösung für dieses Problem kann nach der Diffusion des den einen Leitungstyp bestimmenden Elementes und vor der Implantation der Ionen des den entgegengesetzten Leitungstyp bestimmenden Elementes eine anodische Oxydationsbehandlung durchgeführt werden, damit die Stärke des gläsernen Isolierschichtteiles selektiv vergrößert wird, bis die Stärke des dadurch entstehenden Isolierschichtteiles der Stärke der angrenzenden TeOe der Isolierschicht nahezu entspricht. Es stellt sich heraus, daß in einer späteren Stufe der Bearbeitung ein derartiges durch eine anodische Oxidationsbehandlung angebrachtes Oxid zusammen mit dem gSsernen Isolierschichtteil selektiv geätzt werden kann, wobei die angrenzenden TeQe der Isolierschicht praktiscii unberührt bleiben.

Das Verfahren läßt sich bei der Herstellung von Halbiertorungen mit Sflizrumtransistorer« mit einer npn-oder pnp-Koigtion anwenden. Ob-

schon das Verfahren weiter unten insbesondere in bezug auf die Herstellung von Siiiziumlransistoren beschrieben wird, wird die Anwendung desselben bei der Herstellung von Transistoren aus anderen Halbleitermaterialien, beispielsweise Germanium und Galliumarsenid, klar sein.

Ausiührungsbcispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1, 2 und 3 einen senkrechten Schnitt durch einen Halbleiterkörper in den unterschiedlichen Siufen einer ersten Durchfühningform des Verfahrens zur Herstellung eines epitaxialen planarer* npn-Siliziumtransistors,

F i g. 4 eine Draufsicht der Oberfläche des in F i g. 3 dargestellten Halbleiterkörpers,

F i g. 5, 6 und 7 senkrechte Schnitte durch einen Halbleiterkörper in den unterschiedlichen Stufen einer zweiten Durchführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines epitaxialen planaren npn-Siliziumtransistors,

F i g. 8 eine Draufsicht der Oberfläche des Halbleiterkörper des in F i g. 7 dargestellten I ransistors.

Fig.*) bis 12 senkrechte Schnitte durch einen Halbleiterkörper in den unterschiedlichen Stufen einer dritten Durchführungsform des Verfahrens zur Hc !teilung eines epitaxialen planaren npn-S.liziumtransistors,

Fig. 13 eine Draufsicht der Oberfläche des Halbleiterkörper eines durch die dritte Durchführungsform des Verfahrens hergestellten T-cnsiviors.

Fig. 14 und 15 senkrechte Schnitte durch einen Halbleiterkörper während zwei Zwischenstufen einer vierten Durchführungsform des Verfahrens, das eine Abänderung der dritten Durchführungsform ist.

Die Vorrichtung für Ionenimplantation, die zum Gebrauch bei den nun beschriebenen Durchführungsformen geeignet ist, wobei Bor- oder Phosphorionen in Silizium implantiert werden, enthält eine hochfrequente Ionenquelle, die mit Borchlorid uder Phosphortrichloridgas gespeist wird. Der beschleunigte Ionenstrahl enthält außer Bor und Phosphor eine Anzahl Ionenarten, und deswegen ist es notwendig, den Strahl, bevor er in die Zielkammer mit dem Siliziumkörper eintritt, magnetisch zu analysieren. Es ist dafür gesorgt worden, daß die Menge der von den Pumpen herrührenden organischen Gase durch Anordnung einer Vorrichtung zum Auffangen dieser Gase an den Verbindungsleitungen und durch den Gebrauch von Diffusionspumpen mit einer aus flüssigem Stickstoff bestehenden Kühlung für die Beschieunigungsdriftröhre auf ein Minimum beschränkt wird.

In der nun folgenden Beschreibung der ersten Durchfdhrungsform in bezug auf die F i g. 1 bis 4 ist das Ausgangsmaterial eine Stlizhimscheibe (Halbleiterkörper mit einem Durchmesser von etwa 2,5 cm; diese besteht aus einem n⁺-leitenden Substrat mit einem spezifischen Widerstand von 0,008 Ohm · cm und einer Stärke von 200 μΐη, mit einer n-leitenden epitaxialen Schicht mit einem spezifischen Widerstand von 0,5 Ohm - cm und einer Stärke von etwa 3 μΐη darauf. Die Hauptflächen der Scheibe liegen in der (111)-Richtung. Die Bildung eines einzigen Bauelementes auf der Scheibe wird mm beschrieben, wobei bemerkt wird, daß, wo auf Bearbeitungen, wie photographische Prozesse, Diffusion und Ionenamolantation. verwiesen wird, diese Bearbeitungen je auf einer Anzahl Stellen auf der Scheibe gleichzeitig durchgeführt werden können, so daß eine Anzahl separater Bauelemente auf der Scheibe gebildet werden, die durch Aufteilung der Scheibe in einer späteren Phase der Herstellung getrennt werden.

Eine Siliziumoxidschicht mit einer Starke von 3000 A läßt man dadurch auf der Oberfläche der Epitaxialschicht aufwachsen, daß der Halbleiterkörper 45 Min. lang bei 1000 C in einem Strom feuchten Sauerstoffs gehalten wird. Durch einen photographischen Prozeß i'iid eine ^t behandlung wird eine öffnung von 3 μηι a 20 um in de; SUiziiiniovidschicht hergestellt, um die darunterliegende n-ieiiende Epitaxialschicht freizulegen.

Der Halbleiterkörper wird dann in einen Diffusionsofen gestellt, und 10 Min. lang bei ^l>50 C in einem phosphorhaltigen Gasstrom gehalten, der son Phosphin (PH.,) hergeleitet wird. Dies ergibt die F.indilTundicrung von Phosphor in den frei gemachten

ao Teil der Schicht und die Bildung einer an die Oberfläche gren/eiutcn η -leitenden Zone, wo die eindilTutulierte Phosphorkon/entration etwa 1 bis 5 · I0-" At cm¹ betraut Während der DiKusioiixbeiT-beitung winl eine l'hosphorsilikatschicht auf den frei gemachten Oberlliiehenteil des Sih/iuim und aiii dei Oberfläche der Sili/iumo\idschicht gebildet.

Fig. 1 zeigt den llalblciterkoipei nach der PbosphordilTusionsbciirbcitun» mit iU-m 11 -Umk-ikL:i SubsrtatH. das die η leitende epil.ixüU· Schi», lit 22 trägt, wobei die Hache Oberfläche Z^ dei Schicht 22 die Siliziumoxidschicht 24 trägt und wobei Mch d-c-Phospho;s'.likaischicht 25 über der Sviuclu 24 iLs zuvor frei gemachten Oberfliichenteik der n-V-.k-n den Schicht 22 erstreckt. Das durch l'hosphoulitUision gebildete η -leitende Gebiet 27 ist mit dem hinausragenden Teil der durch die gestrichelte Linie 28 angedeuteten Diffusionsfront dargestellt.

Nach Entfernung des Halbleiterkörper aus dem Diffusionsofen werden die Siliziumoxidschicht und die Glasschicht durch einen weiteren photographischen Prozeß und eine Ätzbearbeitung in denjenigen Gebieten auf der Scheibe, die von den Basiszonen der Transistoren beansprucht werden, von der Oberfläche der Scheibe entfernt. Der Halbleiterkörper

wird dann zur Durchführung einer Silanbearbeitung in einen Ofen gestellt, wobei Tetraethoxysilan (TEOS) verwendet wird, wobei der Halbleiterkörper zum Niederschlagen einer Siliziumoxidschicht mit einer Stärke von 1000 A auf eine Temperatur von 450^c C in der TEOS-Atmosphäre erhitzt wird. Eine Verdichtung der Siliziumoxidschicht wird dann durch eine zeitweilige Erhitzung bis zu 850° C erreicht.

Der Halbleiterkörper wird aus dem Ofen entfern und in eine Aufdampfvorrichtung gestellt, in der siel· eine Aluminiumschicht mit einer Stärke von 1,0 μη auf der Oberfläche der Siliziumoxidschicht nieder schlägt.

Bei einem weiteren photographischen Prozeß un<

einer Ätzbearbeitung wird eine öffnung von 25 · 30 μη in der Aluminiumschicht gebildet, wobei das zuvo gebildete n⁺-leitende Gebiet 27 zentral in dieser öff nung liegt.

Der Siliziumkörper wird dann in die Zielkamme

eines Gerätes tür Ionenimplantation hinein gebrach und die Implantation von Borionen im Körper ei folgt in dem durch die Öffnung in der Aluminiurr schicht frei gemachten Gebiet. Die Borionenquell

besteht aus Bortrichlorid. Die Implantation wird schrittweise mit zunehmender oder abnehmender Energie im Bereich von IO KeV bis 130 KeV durchgeführt. Die Dosis beträgt 10¹⁴ Al/cm-, und die Lagt· des Körpers ist derart, daß die Achse des Ionen-Strahls und die (111)-Richtung einen Winkel von 7 bilden. Die Implantation von Boiioncn erfolgt durch die Siliziumoxidschicht 24 und die zuvor eindiffundierte Phosphorkonzentration in dem η' -leitenden Gebiet 27 hindurch. Während einer Temperung bei niedriger Temperatur wcrder. die Stellen eines Emiiler-Basis-Überganges und eines Kollcfctor-Basis-Überganges gleichzeitig bestimmt.

Fig. 2 zeigt den Halbleiterkörper nach der Borionenimplantation gerade vor der Temperung. Die mit Silan niedergeschlagene Siliziumoxidschicht 29 trägt die aus Aluminium bestehende Maskierungsschicht 30, in der sich eine Öffnung befindet, durch welche die Borionenimplantation zur Erhaltung eine. p-leitenden Basiszonenkonzcntralion 31, einer η -Id- zo lenden Emitterzonenkonzentration 32, eines Basis Kollektor-Überganges 33 und eines Eniitter-Basis-Überganges 34 stattgefunden hat, wobei die Übergänge in F i g. 2 mit einer gestrichelten Linie angedeutet sind, da es einleuchten dürfte, daß ihre endgültige Lage durch die darauffolgende Temperiing bestimmt wird.

Nach der Borionenimplantation wird die restliche •us Aluminium bestehende Maskierungsschicht 30 •ntfernt und der Siliziumkörper 30 Min. lang in Irocknem Stickstoff einer Temperung bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur von 600 bis 100 C unterworfen.

Nach der Temperung beträgt die Bor-OiKrrfläclienkonzentration in der Basiszone 31 etwa 10'" At cm¹. Der Emitter-Basis-Ubergang 34 liegt in einer Tiefe von der Oberfläche 23 von 0,25 um, und der KoI-Icktor-Basis-Cbergang 33 liegt in einer Tiefe von der Oberfläche 23 von 0,4 bis 0,5 [im. was eine Basis lonentiefe von 0,15 bis 0,25 um ergibt. _4ü

Bei einer weiteren photographischen Behandlung und Ätzbearbeitung wc/den Öffnungen in der SiIiliumoxidschicht 29 gebildet, um die Emitterzone 32 and die Basiszone 31 an denjenigen Stellen frei zu machen, wo diese Zonen an die Oberfläche treten. Die Öffnung für die Emitterzone 32 beträgt etwa 1,5 · 16 um, und die zwei Öffnungen, durch welche die Basiszone 31 frei gemacht worden ist, sind etwa 3 · 20 μπι groß. Eine Aluminiumschicht mit einer Stärke von 0.5 um wird danach auf der ganzen Oberfläche niedergeschlagen. Die Aluminiumschicht wird dann separat durch einen weiteren photographischen Vorgang und eine Ätzbearbeitung entfernt, so daß eine Emitterkontaktschicht, wie in den F i g. 3 und 4 in Form eines Fingers 36 mit einer Breite von 3 μπι zurückbleibt, der sich weiter über die Siliziumoxidschicht 29 erstreckt und in einer Kontaktschicht 37 auf der Siliziumoxidschicht über der Kollektorzone endet, und eine Basiskontaktschicht in Form von zwei Fingern 38 nut einer Breite von je 3 um, die sich weiter über die Siliziumoxidschicht 29 erstrecken und in einer Kontaktschicht 39 auf der Siliziumoxidschicht über der Kollektorzone enden.

Die Siliziumscheibe wird danach in eine Anzahl Transistoreinheiten von 350 · 350 μπι unterteilt, die S5 danach einzeln auf einem Träger angeordnet werden, wobei die Verbindungen mit den Emitter- und den Basiskontaktschichten durch Anordnung von Dräh-

TlO

ten und durch Einkapselung hergestellt werden, was auf eine bei ^r Herstellung von Planar-Transistoren übliche Weise erfolgt.

In der zweiten Ausführungsform, die jetzt in bezug auf die Fig. 5 bis 8 beschrieben wird, ist der Halbleiterkörper derselbe, und zwar eine Silmumsehcibe, die aus einem η'-leitenden Substrat mit einer daraufliegenden η-leitenden epitaxialcn Schicht bestellt. Die Siliziumoxidschicht mit einer Stärke von 3000 A Hißt man dadurch auf der Oberfläche der epitaxial«! Schicht aufwachsen, daß der Körper 45 Min. lang in einem Strom feuchten Sauerstoffs bei einer Temperatur von 1000 C gehalten wird. Durch einen photographischen Prozeß und eine Λΐ/beaibeitung wird eine Öffnung von 25 ■ 30 inn in der thermisch aufgewachsenen Siliziumoxidschicht gebildet. Eine dünnere Sili/iumoxidschicht mit einer Stärke von KKH)A läßt man nun dadurch auf dem frei gemachten Feil des Siliziumkörpers aufwachsen, daß der Korper 15 Mm. lang in einem Strom feuchten Sauerstoffs bei einer Temperatur von «J50 C cehalten wird. Die Stärke der zurückgebliebenen Teile des anfangs angeordneten 3000 Λ dicken Sili/iumoxicK wird also wahrend dieser Bearbeitung vergrößert.

Eine Aluminiumschicht mit einer Stärke von Ι,Ομίη danach auf die ganze Oberfläche der Siliziumoxidschichten aufgedampft. Durch einen photographischen Pro/cß und eine Ätzbearbeitung wird eine ültriung von 3 · 20 μπι in der Aluminiumsdiidit gebildet, damit der darunterliegende dünne Teil der JHliziumoxidschicht frei gemacht wird. Diese Öffnung liegt zentral in dem durch den 25-30 um dünnen ^iliziumoxidschichtteil beanspruchten Gebiet. Der Halbleiterkörper wird danach in die Z.ielkammer einer Vorrichtung für Ionenimplantation gestellt, und me Implantation von Phosphorionen in den Körper ertolgt in dem durch die öffnung in der Aluminiumscnicnt frei gemachten Gebiet. Die Phosphorionenquelle besteht aus Phosphortrichlond. Die Implan-

mwA^SCner?^IC ^*™⁸' ^{80 KeV}· ^{dic Dosis etwa} '" ^^tcmi. und die Lage des Körpers ist derart.

aau die Achse des Ionenstrahls und die (111 )-Richtung einen Winkel von 7 bilden. Die Implantation von Phosphononen erfolgt durch die dünne Siliziumoxidschicht hindurch, weiche durch die Öffnung in aer aus Aluminium bestehenden Maskierunasschicht frei gemacht worden ist.

Fig. 5 zeigt den Halbleiterkörper nach der Phos-Phononenimplantation mit dem η -leitenden Substrat VnZ a « ^d'^{e n}"^leitcnde Epitaxieschicht 42 liegt, wobei die flache Oberfläche 43 der Schicht 42 eine ans anem dicken Teil 44 und einem dünnen Teil 45 nh?m ilⁿ u ^ll2Iumo*'dschicht trägt. Die aus Alumi-ST^oS? ^Maskienm_gsschicht 46 befindet sich _t ^Oberfl!ä^{e der} SUiziumoxidschicht 44, 45 ^em? ^mma* ^{47 auf}· ^D* durch die Phoslantation gebildete _n ♦-leitende Zone48 !""* ^eine gestrichelte Linie 49 darge^horionenP^enetration dargestellt.
46w>H? ^¹""¹¹""¹¹¹¹ bestehende Maskierungsschicht ST ^ ^{mt Und der} Siliziumkörper 30 Min. lang

! !? ^{trocknem Stickstoff bei 90}°^C Ting beträgt die Phos-

ta der implantierten twa 10*· At/cm»

^{3US A!un}"nium bestehende iviaskie-IrS^l ™ emer Stärke von 1,0 μπ, wird dadurch Aufdampfen auf der Oberfläche der Si-

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liziumoxidschicht 44, 45 angebracht. Durch einen schicht in Form von zwei Fingern 58 mit einer Preite

photographischen Prozeß und eine Ätzbearbeitung von je 3 (im, die sich weiter über die Siliztumoxid-

wird eine Öffnung von 25 · 30 (im im Aluminium schichtteile 45 und 44 erstrecken und in einer großen

gebildet, welche Öffnung den dünnen Siliziumschicht- Kontaktschicht 59 auf der Siliziumoxidschicht 44

teil 45 von 25 · 30 μπι freigibt, und damit, was die 5 über der Kollektorzone enden.

Lage anbelangt, übereinstimmt. Die Siliziumscheibe wird danach in eine Anzahl

Der Halbleiterkörper wird danach in die Ziel- Transistoreinheiten von 350- 350 μΐπ unterteilt, die kammer einer Vorrichtung für Ionenimplantation danach einzeln auf einem Träger angeordnet werden, gestellt, und die Implantation von Borionen in den wobei Verbindungen mit den Emitter- und den Basis-Körper erfolgt in dem durch die öffnung in der aus io kontaktschichten durch Anordnung von Drähten und Aluminium bestehenden Maskierungsschicht frei ge- einer Einkapselung auf die bei der Herstellung von machten Gebiet. Die Borionenquelle und die Be- Planar-'! ransistoren übliche Weise angebracht werschußverhältnisse sind dieselben wie die. welche hei den.

der ersten Ausführungsform beschrieben worden Eine dritte Ausführungsform wird nun in bezug sind. Implantation von Borionen erfolgt durch die 15 auf die Fig. 9 bis 13 beschrieben, wobei der HaIb-Siliziumoxidschicht 45 und durch die zuvor implan- leiterkörper, von dem ausgegangen wird, derselbe ist. tiertc Phosphorkonzentration in der η -leitenden wie in den im obenstehenden beschriebenen Ausfüh-Zone 48. Während der Temperung bei einer ver- rungen, und zwar eine Siliziumscheibc, die aus einem hältnismäßig niedrigen Temperatur werden eine η -leitenden Substrat mit einer n-lcitenden epiBasiszone und die Stellen eines Emittcr-Basis-Über- 20 taxialen Schicht besteht. Eine Siliziumoxidschicht mit ganges und eines Kollektor-Basis-Überganges gleich- einer Stärke von 3000 A läßt man dadurch auf der zeitig bestimmt. Epitaxialschicht aufwachsen, daß der Körper 45 Min.

Fig. 6 zeigt den Halbleiterkörper nach der Bor- lang bei 1000 C in einem Strom feuchten Sauerstoffs

ionenimplantation, gerade vor der Temperung. Der gehalten wird. Durch einen photographischen Prozeß

dickere Teil 44 der Siliziumoxidschicht trägt die aus 25 und eine Ätzbearbeitung wird eine Öffnung von

Aluminium bestehende Maskierungsschicht 50 mit 25 · 30 iim in der Siliziumoxidschichl gebildet, um

einer Öffnung darin, durch welche die Borimplanta- die darunterliegende η-leitende Epitaxialschicht frei-

tion erfolgt, zum F.rzeugen einer p-leitenden Basis- zulegen.

zonenkonzentration 51, einer η'-leitenden Emitter- Fine weitere Oxydationsbearbeitung wird dadurch

Zonenkonzentration 52 eines Basis-Kollektor-Ubcr- 30 ausgeführt, daß der Körper 15 Min. lang bei einer

ganges 53 und eines Emittcr-Basis-Überganges 54, Temperatur von 950' C in einem Strom feuchten

wobei die Übergänge durch gestrichelte Linien an- Sauerstoffs gehalten wird. Dies führt zur Bildung

gegeben sind, da es einleuchten dürfte, daß ihre einer dünnen Siliziumoxidschicht mit einer Stärke

endgültige I age durch die darauffolgendeTemperung \on etwa 1200 A auf dem Oberflächenteil, der durch

bestimmt wird. 35 den vorhergehenden photographischen Pro/.cß und

Nach der Borionenimplantation wird die zurück- die Ätzbearbeitung freigelegt worden ist. Die zurückgebliebene, aus Aluminium bestehende Maskierungs- bleibenden Teile der anfangs gebildeten dickeren schicht 50 entfernt und der Siliziumkörper 30 Min. Siliziumoxidschicht werden während der letzten Oxylang einer Temperung bei einer verhältnismäßig nied- dationsbehandiung etwas dicker gemacht. Eine Öffrigen Temperatur von 600 bis 800 C in trocknen! 40 nung von 3 · 20 um wird in der dünnen Silizium-Stickstoff unterworfen. oxidschicht gebildet, um die darunterliegende n-lei-

Nach der Temperung beträgt die Boroberflächen- tende Epitaxialschicht freizulegen. Diese Öffnung

konzentration in der Basiszone 51 etwa 10^H At/cnv¹. liegt zentral in der zuvor gebildeten Öffnung von

Der Emitter-Basis-Übergang 54 liegt in einer Tiefe 25 · 30 um, auf der die dünne Siliziumoxidschicht

von der Oberfläche 43 von 0.25 um. und der KoI- 45 vorhanden ist.

lektor-Basis-Übergang 53 liegt in einer Tiefe von der F i g. 9 zeigt den Halbleiterkörper nach dieser

Oberfläche 43 von 0.4 bis 0,5 um, was eine Basis- Bearbeitung mit dem η * -leitenden Substrat 61, das

zonenbreite von 0,15 bis 0,25 um ergibt. die η-leitende Epitaxialschicht 62 trägt, wobei eine

Bei einem weiteren photographischen Prozeß und flache Oberfläche 63 der Schicht, die anfangs gi. ileiner Ätzbearbeitung werden Öffnungen im Silizium- 50 dete dickere Siliziumoxidschicht 64, die danach geoxidschichtteil 45 gebildet, um die Emitterzone 52 bildete dünne Siliziumoxidschicht 65 auf dem Teil und die Basiszone 51, an den Stellen, an denen sich der Oberfläche innerhalb der 25 - 30 μπι großen diese Zonen bis zur Oberfläche erstrecken, freizu- Öffnung in der dicken Schicht 64 und die 3 · 30 μΐη legen. Die Öffnung, durch welche die Emitterzone 52 große Öffnung 66 in der dünnen Schicht 65 trägt,
freigelegt wird, ist etwa 1,5- 16 μπι groß, und die 55 Der Halbleiterkörper wird in einen Diffusionsofen zwei Öffnungen, durch welche die Basiszone 51 frei- gestellt und 15 Min. lang bei einer Temperatur von gelegt wird, sind etwa 3 · 20 μΐη groß. Eine Alumi- 900 C in einem Gasstrom gehalten, der Phosphor niumschicht mit einer Stärke von 0.5 μπι wird da- enthält, das von Phosphin (PH₉) hergeleitet ist Dies nach auf der ganzen Oberfläche niedergeschlagen führt zur Diffusion von Phosphor in denjenigen Teil. Die Aluminiumschicht wird dann einzeln durch einen 60 der n-Ieitenden Epitaxialschicht, der durch die öffweiteren photographischen Prozeß und eine Ätz- nung 66 frei gemacht ist, und zur Bildung einer bearbeitung entfernt, um eine Emitterkontaktschicht. η -leitenden Emitterzonenkonzentration, die an die wie in Fig. 7 and 8 dargestellt ist, in Form eines Fin- Oberfläche grenzt, wo die eindiffundierte Phosphorgers 56 mit einer Breite von 3 μπι zurückzulassen, konzentration 1 bis 5 · 10²⁰ At/cm³ beträgt. Während welcher Finger sich weiter über die Siliziumoxid- 65 der Diffusionsbehandlung wird auf dem freigelegten schichtteile 45 und 44 erstreckt und in einer Kontakt- Teil des Siliziums und in geringerem Maße auf der schicht 57 auf einem Siliziumoxidschichtteil 44 über Oberfläche der Isolierschichtteile eine Phosphorder Kollektorzone endet, und eine Basiskontakt- silikatglasschicht gebildet

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Fig. 10 zeigt den Halbleiterkörper nach der Phosphordiffusionsbehandlung mit der n⁺-leitenden EmitterzonenkonzentraJlon 67. Die Lage der Diffusionsfront wird durch die gestrichelte Linie 68 angedeutet. Die Phosphorsilikatschicht 69 hat eine Stärke von etwa 500 A.

Der Körper wird aus dem Diffusionsofen entfernt, und auf der Oberfläche der Isolierschichtteile 64, 65 und 69 wird eine Aluminiumschicht mit einer Stärke von 1,0 (im niedergeschlagen.

Bei einem weiteren photographischen Prozeß und einer Ätzbehandlung wird eine öffnung von 25 · 30 μΐη in der Aluminiumschicht gebildet, wobei die genannte Öffnung in ihrer Lage der Lage des Außenumfanges der dünnen Schicht 64 nahezu entspricht.

Der Siüziumkörpcr wird danach in die Ziclkammer einer Vorrichtung für Ionenimplantation gestellt, und die Implantation von Borionen in den Körper erfolgt in dem durch die öffnung in der Aiumiciumfreigelegten Gebiet. Die Borionenquellc besteht aus Bortrichlorid. Die Implantation wird schrittweise mit entweder zunehmender oder abnehmender Energie in der Größenordnung von 10 KeV bis 130 KeV mit einvr Dosis von etwa 10"At/cm² durchgeführt, und die Richtung des Körpers ist derart, daß die Achse des loncnstrahles und die (H 1)-Richtung einen Winkel von 7" bilden. Die Implantation der Borionen erfolgt durch den Siliziumoxidschichtteil 65, durch die Phosphorsilikatglasschicht 69 und durch die zuvor eindiffundierte Phosphorkonzentration in der η+ -leitenden Zone 67. Während einer Temperung bei 600 bis 800 ' C mit einer Dauer von 30 Min. werden eine Basiszone und die Stellen eines Emitter-Basis-Überganges und eines Kollektor-Basis-Uberganges gleichzeitig bestimmt.

Fig. Il zeigt den Halbleiterkörper nach der implantation von Borionen gerade vor der Temperung. Der Isolierschichtteil 64 aus Siliziumoxid trägt die aus Aluminium bestehende Maskieriingsschichl mit einer Öffnung 71, welche die Isolierschichtteile 65 und 69 freilegt, durch welche die Borionenimplantation zum Herstellen eine p-lcitcnden Basiszonenkonzentration 72, einer n ⁺ -leitenden Emittcrzonenkonzentration 73, eines Basis-Kollcktor-Überganges 74 und eines Emitter-Basis-Überganges 75 durchgeführt wird, wobei die Übergänge mit gestrichelter Linie angegeben sind, da es einleuchten dürfte, daß ihre endgültige Lage durch die nachfolgende Temperung bestimmt wird. Weiter zeigt die Figur den Teil des Kollcktor-Basis-Überganges 74, der unter der Glasschicht 69 liegt und sich in einem etwas größeren Abstand von der Oberfläche 63 erstreckt als der angrenzende Teil des Überganges 74. Der Grund dazu ist, daß die durch die verhältnismäßig dünne Glasschicht 69 implantierten Borionen eine Penetration aufweisen, die etwas tiefer ist als die der Borionen, weiche durch die Siliziumoxidschicht 65 implantiert worden sind.

Nach der Borimplantation wird die zurückgcbliebene, aus Aluminium bestehende Maskierungsschicht 70 entfernt, und eine Temperung, wie diese im obenstchenden beschrieben worden ist, wird durchgeführt. Nach der Temperung beträgt die Boroberflächenkonzentration in der Basiszone 72 etwa 10^IÄAt/em^:i. Der Teil des Kollektor-Basis-Überganges 74 unter der Glasschicht 69 liegt in einer Tiefe von der Ober fläche 63 von 0,4 bis 0,5 um. und der Emitter-Basis-Übergang Hegt in einer Tiefe von der Oberfläche 63 von 0,25 (im, was eine Basiszonenbreite von 0,15 bis 0,25 μπι gibt. Die Glasschicht 69 wird danach dadurch entfernt, daß sie 5 Sekunden lang in eine sehr schwache HF-Lösung eingetaucht wird. Bei einem weiteren photographischen Prozeß und einer Älzbehandlung werden öffnungen von etwa 3 · 20 μπι in der Siliziumoxidschicht 65 gebildet, damit die Basiszone 72 an der Stelle, wo diese sich bis zur Oberfläche 63 erstreckt, freigelegt wird. Eine Aluminiumschicht mit einer Stärke von 0,5 μηι wird danach auf der ganzen Oberfläche niedergeschlagen. Die Aluminiumschicht wird selektiv durch einen weiteren photographischen Prozeß und eine Ätzbehandlung entfernt, damit eine metallene Emitterkontaktschicht und eine metallene Basiskontaktschicht, wie diese in Fig. 12 und 13 dargestellt ist, eines Fingers 76 mit einer Breite von 5 μιη, der in zurückbleibt. Die Emitterkonlaktschicht hat die Form der Öffnung liegt, die zuvor durch eine Glasschicht 69 beansprucht wurde, welche sich über die Siliziumoxidschicht 65 auf beiden Seiten der genannten Öffnung erstreckt und in einer Kontaktschicht 77 auf der Siliziumoxidschicht 64 über der Koilektorzonc endet. Die Basiskontaktschicht hat die Form von zwei Finccrn 78 mit einer Breite von je 3 μιη, die sich weiter über die Siliziumoxidschicht 65 erstrecken und in einer Kontaktschicht 79 auf der Siliziumoxidschicht 64 über der Kollektorzonc enden.

Danach wird die Siliziumscheibe in eine Anzahl Transistorcinhciten von 350 · 350 um unterteilt, die danach einzeln auf einem Träger angeordnet werden. Die Verbindungen mit den Emitter- und Basiskontaktschichtcn werden durch die Anordnung von Drähten durchgeführt und danach auf die übliche Weise eingekapselt.

In einer vierten Ausführungsform, die jetzt insbesondere mit Hilfe der Fig. 14 und 15 beschrieben wird, entspricht die Herstellung den Stufen der im vorstehenden beschriebenen dritten Ausführungsform bis einschließlich der PhosphordifTusionsstufc (Fig. 10). Entsprechende Teile des Halbleiterkörper und der darauf befindlichen Schichten sind in F i g. mit denselben Bezugsziffern wie in den F i g. 9 und 10 bezeichnet. Nach der Phosphordiffusion wird cmc anodischc Oxydationsbehandlung in einer Äthylc-nglykolkaliunmitritlösung (5 Gewichtsprozent) durchgeführt, und zwar zur Bildung eines anodischen Oxidschichtteils 81, der auf dem zwischen dem Silizium und der Phosphorsilikatglasschicht 69 aufwächst, wobei die Stärke des Isolicrschichttcils 69, 81 der Stärke des angrenzenden Isolicrschichttcils nahezu entspricht. Danach entspricht das Verfahren dem im dritten Ausführungsbeispiel beschriebenen Verfahren, wobei die aus Aluminium bestehende Maskierungsschicht 70 angeordnet und die Borimplantation durchgeführt wird. Zur Erhaltung einer ihitlichen Stärke der Isolierschichtteile durch

implantation durchgeführt wird. Zur Eg einheitlichen Stärke der Isolierschichtteile, durch welche die Borionen implantiert werden, ragt der Kollektor-Basis-Übergang 74 bis unter den Emitter. Dies zeigt Fig. 15, die übrigens der Fig. 12 entspricht. Die zusammengestellte Schicht 69, 81 wird danach dadurch gelöst, daß die Schicht 5 Sek. lang in eine sehr schwache HF-Lösung eingetaucht wird. Danach entspricht die Behandlung den entsprechenden Behandlungen der dritten Ausführungsform. Abänderungen des in den obenstchcnden Ausführungsformen beschriebenen Verfahrens sind möglich.

/ft

So kann es beispielsweise bei der zweiten Ausführungsform, bei der die Emitterzonenkonzentration durch Implantation von Phosphorionen erfolgt, unter bestimmten Umständen erwünscht sein, den Teil des Siliziiimkörpers, der von den implantierten Phosphor· ionen beansprucht wird, zuvor einem BesehuÜ mit Ionen auszusetzen, welche die Leitfähigkeit des Siliziums nahezu nicht beeintlussen, damit der genannte Teil des Halbleiterkörper für Phosphorimplantation amorph gehalten wird. Es stellte sich heraus, daß eine derartige Behandlung als eine v.u-

sätzliche Maßnahme wirkt, um Kanalbildung der implantierten Phosphorionen zu beschränken. Weiter kann in einer geänderten Form der dritten und der vierten Ausfülltungsfurm, bei der die metallische Emitterkontaktschicht in einer Öffnung in der Isolierschicht liegt, welche der r.nfaiigs gebildeten ÜtTnung, die für die Phosphordiffusion verwendet wurde, nahezu entspricht, mit Vorteil ein metallenes Multisehichtkontaktsystem verwendet werden, insbesondere da, wo es auf nicht tiefliegende Übergänge ankommt.

Hierzu 4 Platt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen einer Halbleiterenordnung mit einem Transistor mit Emitter-, Basis- und Kollektorzonen, wobei die Basiszone und/oder die Emitterzone durch Ionenimplantation erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Halbleiterkörper oder einem Teil desselben vom einen Leitungstyp zunächst zur Bildung der Emitterzone ein denselben Leitungstyp bestimmendes Dotierungselement eingebracht wird und daß danach die Basiszone und der Emitter-Basis-Übergang gleichzeitig mit dem Kollektor-Basis-Übergang durch Implantation von Ionen eines den entgegengesetzten Leitungstyp bestimmenden Dotierungselementes gebildet werden, wobei die implantierte Zone die zuvor gebildete Emitterzone umschließt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitterzone durch Implantation von Ionen des den einen Leitungstyp bestimmenden Dotierungselementes gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper oder der Teil desselben nach der Implantation der Emitterzone und vor Bildung der Basiszone getempert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Implantation der Ionen des den einen Leitungstyp bestimmenden Dotierungslementes durch eine Isolierschicht auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers hindurch erfolgt lind das Implantationsgebiet dieocr Ionen durch eine metallische Maskierun^sschic'it auf der Isolierschicht begrenzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitterzone durch Diffusion des den einen Leitungstyp bestimmenden Dotierungselementes in den Halbleiterkörper oder einen Teil desselben gebildet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 Ibis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Implantation der Ionen des den entgegengesetzten Leitungstyp bestimmenden Dotierungselementes durch eine Isolierschicht auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers hindurch erfolgt und das Implantationsgebiet dieser Ionen durch eine metallische Maskierungsschicht auf der Isolierschicht begrenzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusion des den einen Leitungstyp bestimmenden Dotierungselementes in den Teil der Oberfläche erfolgt, der durch eine Öffnung in der Isolierschicht bestimmt wird, und daß die darauffolgende Implantation der Ionen des den entgegengesetzten Leitungstyp bestimmenden Dotierungselementes durch einen Teil der genannten Isolierschicht erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Implantation der den entgegengesetzten Leitungstyp bestimmenden Ionen eine metallische Emitterkontaktschicht in einer aufs neue hergestellten öffnung in der Isolierschicht angeordnet wird, die der anfangs gebildeten öffnung in der Isolierschicht, die bei der Diffusion des den einen Leitungstyp bestimmenden Dotierungselementes verwendet wurde, nahezu entspricht.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wahrend der Diffusion des den einen Leitungstyp bestimmenden Dotierungselementes in der anfangs gebildeten öffnung eine glasige Isolierschicht gebildet wird und daß die Öffnung nach der Implantation der Ionen des den entgegengesetzten Leitungstyp bestimmenden Dotierungslementes und vor dem Aufbringen der metallischen Emitterkontaktschicht durch einen selektiven Ätzvorgang der glasigen Isolierschicht aufs neue hergestellt wird, wobei die angrenzenden Teile der Isolierschicht unberührt bleiben.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß nuch der Diffusion des den einen Leitungstyp bestimmenden Doüerungselementes und vor der Implantation der Ionen des den entgegengesetzten Leitungstyp bestimmenden Dotierungselementes eine anodtsche Oxydationsbehandlung durchgeführt wird, um die Stärke der glasigen Isolierschicht in der ursprünglichen Öffnung bis auf die Stärke des angrenzenden Teiles der Isolierschicht zu vergrößern.