DE1769271A1 - Verfahren zum Herstellen einer Festkoerperschaltung - Google Patents

Verfahren zum Herstellen einer Festkoerperschaltung

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Description

Deutsche ITT Industries GmbH Vi. Kraft et al 1-5
- 78 Freiburg, Hans-Bunte-Str. I9 ' 18V April 1968
Pat.Go/Ko
IM/Reg. 289 - Fl 560
DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG, FREIBURG i.Br. -
Verfahren zum Herstellen einer Festkörperschaltung
Aus der Zeitschrift "Scientia electrica" X (1964), Seiten II5 bis 119, war bekannt s die Halbleiterelemente einer Festkörperschaltung durch pn-Übergänge gegeneinander dadurch elektrisch zu isolieren, daß auf einem halbleitenden Grundkörper als Substrat epitaktisch eine einkristalline Halbleiterschicht vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp wie der Grundkörper aufgebracht und durch diese Halbleiterschicht eine Isolierzone, beispielsweise in f Form eines 'Rasters, vom Leitfähigkeitstyp des Substrates diffundiert wird, so daß durch pn-Übergänge gegeneinander elektrisch, isolierte Inseln an der Oberflächenseite des Halbleiterkörpers entstehen. In diese Inseln werden dann die elektrisch voneinander zu trennenden Halbleiterelemente, beispielsweise Dioden,. Transistoren, pn-Kapazitäten oder diffundierte Widerstände eingesetzt.
Die Erfindung betrifft ein derartiges Verfahren zum Herstellen einer an der Oberfläche eines Halbleiterkörpers liegenden Zone, vrelche durch eine pn-Übergangsfläche gegen den übrigen Halbleiterkörper elektrisch getrennt ist und mindestens ein Plalbleiter-
009851/1995
IM/Reg. 289 - Pl 56O W. Kraft et al I-5
element einer Pestkörperschaltung enthält. Das bekannte Verfahren zum Herstellen einer derartigen Zone hat den Nachteil, daß im allgemeinen die Isolationszonen besonders tief eindiffundiert werden müssen und demnach relativ lange Diffusions zeiten ■ erfordern. Dies hat insbesondere den Nachteil, daß die für die Diffusionsprozesse erforderlichen Oxydmaskierungsschichten aufgrund der langen Diffusionszeiten schadhaft werden und elektrische Kurzschlüsse von Einzelelementen zum Substrat auftreten.
Das bekannte Verfahren zum Herstellen einer an der Oberfläche eines Halbleiterkörpers liegenden Zone, welche durch einen, pn-übergang gegen den übrigen Halbleiterkörper elektrisch getrennt ist und mindestens ein Halbleiterelement einer Pestkörperschaltung enthält, wird erfindungsgemäß dadurch verbessert, daß auf einen Halbleitergrundkörper mit hoher Dotierungskonzentration als Substrat an der Stelle der Zone ein hochdotierter Bereich vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp wie der Grundkörper eindiffundiert wird, daß dann die Halbleiteroberfläche einschließlich des Bereiches mit einer Epitaxschicht vom gleichen Leitfähigke.itstyp wie der Bereich und einer solchen Dicke abgedeckt wird, daß bei der anschließenden Diffusion einer Isolierzone um den hochdotierten Bereich und einer gleichzeitig erfolgenden Diffusion einer anderen Zone des Halbleiterelements die Isolierzone sich mit der während des epitaktischen Prozesses aus dem Substrat gewachsenen Ausdiffusionszone vereinigt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, deren Figuren aufeinanderfolgende Arbeitsgänge des Verfahrens nach der Erfindung betreffen.
009851/1995
IM/ßeg. 289 - Fl 5βΟ "...■■ W. Kraft et al I-5.
Bas anhand der Zeichnung erläuterte Ausführungsbeiispiel feetrifft die Herstellung eines Balbleiterelefflentes mit zwei Zonen, feelgpielsweise einer Kapazitätsdiode oder eines Gleichrichters4 deren beide %oimn mit 3 und ■%- bezeichnet sind und letztere gone 4 durch einen jpn-ilisergang 2 gegen den üferigen Halbleiterkörper elektrisch getrennt ist* Bie Figuren zeigen im Q,uer- ä schnitt aussßhnittsweise eine Haltoleiterplattej, in welcher - wie die Fig. 3 veFansßhaulieht - neben der 2öae % noch weitere Zonen 7 wiü B angeordnet sind* we3.ehe ander.© Haltoleiterelemente der Festkörper-schalt«n,g enthalten. Beim husfCihrungsbeispiel der yoriiegenäen Mrfim&mg gesftß den Figuren wird wie folgt verfahren:
wir4 in einen glattenföraigen
ein η >Bereieh 9 »it relativ hoher :Störstellenkonzentration entspreehend einem spezifischen Widerstand i?©n. 0,2 üom wnä p-L·eitfähigkeitstJp durch das ailgeiHein "bekannte fahren diffundiert* ßl-eichzeitig werden^ wenn »eitere η -Gebiete 1© und 3.1 für weitere Halbleiter.el«3aente diffundiert^ Melche vqb. amn Ifeltoleiterelement des Bereiclies elektrisch zu trennen sind»
Ils nächstes wird epitaktisch in feekamitei1 Meise auf dem leiiterkiSrper gemäß der Fig* 1· eine jn~l®itende Epifeaxsehieht ¥:©m entgegengesetzten I^eitfälj-igkieitstjp sfie der S-riandiCÖrper a?ifgefe3?acht. Die -Sr-enzflache zwischen des* jEpifcaxsclii-cht .5 dem Grundkörper 1 ist in der Fig. 2 mit-6 bezeichnet,. Beinj epitalrtisehen Aufsriaehsen der 10 m starken jEpitaxschicht $
IM/Reg. 289 - Fl 56O. W. Kraft et al 1-5
diffundieren im Effekt aus den nicht mit den n+-Gebieten versehenen. Teilen des Grundkörpers 1 p-leitende Störstellen in die Epitaxschicht und dotieren dort das Halbleitermaterial um, wie die Pig. 2 veranschaulicht. Bei der nachfolgenden Oxydation für den folgenden Planarprozeß diffundiert das p-leitende Stör- ^ t Stellenmaterial noch weiter in die Epitaxschicht 5· Teile der Isolierzone 12 werden zum Unterschied zum bekannten Verfahren nach der vorliegenden Erfindung also beim Aufbringen der Epitaxschicht 5 diffundiert.
Anschließend wird gemäß der Pig. 25 gleichzeitig durch das bekannte Planarverfahren sowohl die andere Zone 3 des Halbleiterdiodenelementes als auch die Isolierzone 12 eindiffundiert. Wird ein weiterer Diffusionsprozeß angeschlossen, um innerhalb der anderen Zone 3 eine Emitterzone eines Transistors herzustellen, so wird beim Verfahren nach der vorliegenden Erfindung also unterschiedlich zum bekannten Verfahren die "Basisdiffusion" gleichzeitig mit der Diffusion der Isolierzone vor- ψ genommen. Dies ist beim Verfahren nach der vorliegenden Erfindung nur deshalb möglich, weil eine Diffusionstiefe der anderen Zone 5 von ca. 5 /U bereits genügt, um die angrenzende Zone 4 durch eine geschlossene pn-Überga,ngsfläche 2 vollständig elektrisch gegen den Grundkörper 1 zu trennen. Das Störstellenmaterial diffundiert nämlich aus dem Grundkörper 1 dem von der Oberflächenseite her diffundierenden Störstellenmaterial entgegen. Im Bereich 9 ist/dieser Effekt jedoch durch die hohe Dotierungskonzentration vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp kompensiert. Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung
009851/1995
IM/Reg. 289 - Fl 5βΟ W. Kraft et al 1-5
ermöglicht also im Vergleich zum bekannten Verfahren die Herstellung von relativ tief reichenden Isolierzonen bei relativ kurzen Diffusionszeiten, die keine Störung der Oxydmaskierung vfährend der Planardiffusionen zur Folge hat·
Da beim Verfahren nach der vorliegenden Erfindung gleichzeitig mit der Diffusion einer Zone der Halbleiterelemente die Isolierzone diffundiert wird, wird ein vollständiger Planardiffusionsprozeß - photolithographischer Prozeß mit Ätzprozeß zum Herstellen der Oxydmaskierung y Reinigungsprozeß, Aufbringen des Störstellenmaterials und Diffusion - eingespart. Es ergibt sich also beim Verfahren nach der vorliegenden Erfindung neben einer Ausbeutesteigerung auch noch eine Kostensenkung durch Verminderung des Arbeitsaufwandes. - ^
-•6 -
8 861/1SSS

Claims (2)

IM/Reg« 285 - Fl 56O . . W. Kraft et al 1-5 Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen einer an der Oberflache/eines Halbleiterkörpers liegenden Zone, welche durch eine pn-Übergangsfläche gegen den übrigen Halbleiterkörper elektrisch getrennt ist und mindestens ein Halbleiterelement einer Pestkörperschaltung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Halbleitergrundkörper (Ir) mit hoher Dotierungskonzentration als Substrat an der Stelle der Zone (4) ein hochdotierter Bereich (9) vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp wie der Grundkörper (1) eindiffundiert wird, daß dann die Halbleiteroberfläche einschließlich des Bereiches (9) mit einer Epitaxschicht (5) vom gleichen Leitfähigkeitstyp wie der Bereich (9) und einer solchen Dicke abgedeckt wird, daß bei der anschließenden Diffusion einer Isolierzone (12) um den hochdotierten Bereich (9) und einer gleichzeitig erfolgenden Diffusion einer anderen Zone (3) des Halbleiterelements die Isolierzone (12) sich mit der während des epitaktischen Prozesses aus dem Substrat ge-
. wachsenen Ausdiffusionszone vereinigt. ■· ]
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der Diffusion einer Isolierzone (12) die Diffusion der Basiszone eines Transistors erfolgt.
QO985I/1S9S
DE19681769271 1968-04-27 1968-04-27 Verfahren zum Herstellen einer Festkörperschaltung Expired DE1769271C3 (de)

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DE2608267A1 (de) * 1976-02-28 1977-09-08 Itt Ind Gmbh Deutsche Verfahren zum herstellen einer monolithisch integrierten schaltung
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DE2710878A1 (de) * 1977-03-12 1978-09-14 Itt Ind Gmbh Deutsche Verfahren zum herstellen einer an der oberflaeche eines halbleiterkoerpers aus silicium liegenden zone einer monolithisch integrierten i hoch 2 l-schaltung

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