DE1944793B2 - Verfahren zur herstellung einer integrierten halbleiteranordnung - Google Patents
Verfahren zur herstellung einer integrierten halbleiteranordnungInfo
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Description
" In den Fig. 1 bis 3 der beiliegenden schematisch :n
Zeichnungen werden einige der Herstellungsstufen Lei
der Bildung einer üblichen integrierten Halbleiteranordnung veranschaulicht. Die Figuren zeigen im Quer-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung 20 schnitt einen Teil des Halbleiterkörpers der Schaltung,
einer integrierten Halbleiteranordnung mit mindestens der zwei npn-Transistoren enthält. F i g. 1 zeigt eine
zwei in elektrisch isolierenden Inseln angeordneten η-leitende epitaktische Schicht auf einem p--leitenden
Halbleiterschaltungselementen, bei dem zunächst auf Substrat mit zwei η+ -leitenden vergrabenen Schichten
der Oberfläche eines Halbleitersubstrats des einen zwischen dem Substrat und der epitaktischen Schicht,
Leitungstyps durch örtliches Anbringen von Dotie- 25 wobei diese vergrabenen Schichten durch Diffusion
rungsmaterial des entgegengesetzten Leitungstyps zwei eines Donators in begrenzte Oberflächenteile des
getrennte hochdotierte Zonen gebildet werden, und ρ--leitenden Substrats gebildet sind, bevor die n-leitendann
eine epitaktische Schicht des einen Leitungstyps de epitaktische Schicht auf diesem Substrat niedergeauf
der Oberfläche des Halbleitersubstrats unter schlagen wird. F i g. 2 zeigt den Halbleiterkörper nach
derartigen Bedingungen abgelagert wird, daß Dotie- 3c einer folgenden Herstellungsstufe, bei der ρ+ -leitende
rungsmaterial aus den voneinander getrennten hochdo- Isolierzonen gebildet sind, die sich in der epitaktischen
·._■..:—L- o-i_:_L. _.■„.
>· . Schicht zu dem Substrat erstrecken und somit die
epitaktische Schicht in eine Anzahl η-leitender Inseln teilen, die je eine η+-leitende vergrabene Schicht
aufweisen. F i g. 3 zeigt den Körper nach der Bildung der Emitter- und Basiszonen zweier Transistoren in zwei
benachbarten n-ieitenden Inseln in der epitaktischen Schicht. Jeder Transistor weist eine η-leitende Kollektorzone
mit einer η+-leitenden vergrabenen Schicht auf,
eine Anzahl η-leitender Inseln in einer n-leitenden 40 die sich unter den Emitter- und Basiszonen erstreckt,
epitaktischen Schicht, die auf einem p-leitenden Der Kollektorkontakt ist auf einem Oberflächenteil der
Substrat mit hohem spezifischem Widerstand ange- epitaktischen Schicht angebracht, in dem durch örtliche
bracht ist. Die Inseln werden in der epitaktischen Diffusion eine n + -leitende Zone gebildet ist. Fig. 4 zeigt
Schicht von p-leitenden Zonen mit niedrigem spezifi- eine Variante der integrierten Schaltung nach F i g. 3,
schem Widerstand begrenzt, die sich in der Schicht von 45 bei der die Kollektorzone eine diffundierte η+ -leitende
deren Oberfläche zu dem p-leitenden Substrat erstrek- 7nne enthält. Hie sich von der Oberfläche der
ken. Die p-leitenden Zonen sind durch Diffusion
erhalten und werden als »Isolierzonen« bezeichnet. Die
Halbleiterschaltungselemente befinden sich in den
erhalten und werden als »Isolierzonen« bezeichnet. Die
Halbleiterschaltungselemente befinden sich in den
η leitenden Inseln und sind durch Diffusion von 50 Kollektorkontakt auf einem Oberflächenteil dieser
Dotierungsmaterial in die Oberflächenteile der Inseln λ:«—λ:~— -+ ι-:—λ— 7— i^«» *<= «» pinlenrhdurch
öffnungen in einer schützenden isolierenden, auf
der Oberfläche der epitaktischen Schicht angebrachten
Maskierungsschicht gebildet. „
der Oberfläche der epitaktischen Schicht angebrachten
Maskierungsschicht gebildet. „
Die unterschiedlichen, in den Inseln befindlichen 55 unterschiedlichen Zonen der Transistoren befinden;
Schaltungselemente werden miteinander verbunden diese sind der Deutlichkeit halber aber nicht in den
durch Metallstreifen, die mit Oberflächenteilen der Figuren dargestellt. Eine elektrische Isolierung zwiunterschiedlichen
Schaltungselemente in Kontakt sind sehen den beiden Transistoren wird beim Betrieb
und sich weiter auf der schützenden Isolierschicht dadurch erhalten, daß die pn-Übergänge zwischen den
erstrecken. Eine elektrische Isolierung zwischen geson- 60 η-leitenden Kollektorzonen und dem p-leitenden
derten Schaltungselementen in verschiedenen Inseln Substrat und den Isolierzonen in der Sperrichtung
wird dadurch erhalten, daß die pn-Übergänge zwischen
den η-leitenden Inseln einerseits und dem p-leitenden
den η-leitenden Inseln einerseits und dem p-leitenden
Substrat und den Isolierzonenen andererseits in der ^ _ ^
Sperrichtung vorgespannt werden. Wenn das Schal- 05 wirkt, weil die Kapazität pro Oberflac.
tungselement ein bipolarer Transistor, z. B. ein planarer isolierenden pn-Übergänge zu hoch ist.
npn-Transistor mit diffundierten Emitter- und Basiszonen ist, bildet das ursprüngliche Material der n-leitenden
tierten Zonen in die epitaktische Schicht diffundiert und zumindest teilweise die isolierenden Inseln des entgegengesetzten
Leitungstyps bildet, in denen schließlich die Halbleiterschaltungselemente ausgebildet werden.
Ein solches Verfahren ist aus der GB-PS 11 09 201
bekannt.
Bei einer allgemein bekannten Ausführungsform einer integrierten Halbleiteranordnung befindet sich
Zone enthält, die sich von der Oberfläche epitaktischen Schicht her zu der η+ -leitenden vergrabenen
Schicht erstreckt und dafür sorgt, daß ein niedriger Kollektor-Reihenwiderstand erhalten wird, wenn der
Kollektorkontakt auf einem Oberflächenteil dieser diffundierten η+ -leitenden Zone liegt. Es ist einleuchtend,
daß auf der Oberfläche der epitaktischen Schicht eine schützende Isolierschicht angebracht ist, in der sich
öffnungen zur Aufnahme ohmscher Kontakte mit den
Substrat und den Isolierzonen in der Sperng vorgespannt werden. Es hat sich herausgestellt, daß fur
gewisse Schaltungszwecke diese sogenannte Isolierung mittels pn-Übergänge nicht besonders befriedigend
; j: v: |"vWniih'*it der
lierenden pnÜbergänge zu hoch is Bei gleichfalls hochdotierte vergrabene Zonen
aufweisenden Halbleiteranordnungen können die iso-
lierzonen auch durch Diffusion von zwei Seiten her erzeugt werden, wie dies z. B. aus »Elektro-Anzeiger«
20 (1967), 45-48 bekannt ist. Für besondere Zwecke, z. B. die Integration von Feldeffekttransistoren und
bipolaren Transistoren, ist auch ein Isolationsverfahren bekanntgeworden, bei dem auf einem Substrat des einen
Leitungstyps zunächst eine epitaktische Schicht des anderen Leitungstyps abgelagert wird, diese dann durch
hochdotierte Isolierdiffusionen des einen Leitungstyps unterteilt und dann darauf eine zweite epitaktische
Schicht des ersten Leitungstyps abgelagert wird, in der dann weitere Isolierdiffusionen des zweiten Leitungstyps ausgebildet werden; siehe »Proc. IEEE« 52, H. 12
(1964), 1572-75.
Aus der obengenannten GB-PS 11 09 201 ist nun ein Herstellungsverfahren für integrierte Halbleiteranordnungen
bekannt, bei dem durch zweckmäßige Anwendung der Ausbildung von epitaktischen und vergrabenen
Schichten die Herstellungsstufen vereinfacht werden, während die elektrischen Kennlinien der
Schaltungen verbessert werden. Bei diesem Verfahren wird von der Tatsache ausgegangen, daß das Substrat
und die epitaktische Schicht vom gleichen Leitungstyp sind und im allgemeinen beide aus einem Material mit
hohem spezifischem Widerstand bestehen. Durch Verwendung eines Materials mit hohem spezifischem
Widerstand sowohl für das Substrat als auch für die epitaktische Schicht kann eine niedrige Kapazität pro
Oberflächeneinheit der isolierenden pn-Übergänge erhalten werden. Wenn aber ein derartiges Material mit
hohem spezifischem Widerstand von dem eben erwähnten einen Leitungstyp sowohl für die epitaktische
Schicht als auch für das Substrat benutzt wird, ergeben sich bei der Herstellung Probleme, wenn es
erwünscht ist, daß zwei oder mehrere getrennte vergrabene Zonen vom entgegengesetzten Leuungstyp
an der Grenzfläche zwischen der epitaktischen Schicht und dem Substrat angebracht werden. Wenn z. B. ein
p-leitendes Substrat mit hohem spezifischem Widerstand verwendet wird und vor der Ablagerung auf
diesem Substrat einer p-leitenden epitaktischen Schicht mit hohem spezifischem Widerstand zwei oder mehrere
getrennte hochdotierte η+-leitende Zonen auf der Substratoberfläche gebildet werden, die nach der
epitaktischen Ablagerung sogenannte »vergrabene Zonen« bilden, ergibt sich das Problem, daß zu Beginn
der epitaktischen Ablagerung der p-leitenden Schicht bei der hohen Temperatur des Substrats das Donntormaterial
aus den hochdotierten η+ -leitenden Zonen in die bei der Ablagerung angewandte Gasatmosphäre
ausdiffundiert und dann wiederum auf der ganzen Oberfläche in einer größeren Konzentration als das aus
der umgebenden Gasatmosphare niedergeschlagene Akzcptormatcrial niedergeschlagen werden kann. Dadurch
kann ein parasitäres n-lcitcndcs epitaktisches Kannlgcbict auf der Substratobcrflllche gebildet werden,
welches Gebiet sich zwischen den η+ -leitenden
vergrabenen Zonen erstreckt. Bei einer integrierten Schaltung, bei der z.B. die η ■*-leitenden vergrabenen
Zonen einen Teil der Kollcktorzoncn gesonderter Transistoren bilden, hat das Vorhandensein des'
parasitären n-lcitcndcn Kanals zur Folge, daß die Kollcktorzoncn elektrisch kurzgeschlossen wcrH««n ni
< Bildung des parasitären n-lcitcndcn Kanals kann dadurch verhindert werden, daß die Doticrungskonzcn- <\s
trntion für die cpitnktischc Schicht höher gewählt wird;
dies wird aber weitere Schwierigkeiten herbeiführen, weil die elektrischen Kennlinien der Schaltung beeinträchtigt
und die weiteren Herstellungsstufen komplizierter werden können.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Lösung des geschilderten Problems anzugeben, die zwar
die Vorteile der schon bekannten Lösung aufweist, deren Nachteile aber vermeidet, d.h. zu einem
Verfahren führt, das parasitäre Kanäle verhindert, aber die elektrischen Eigenschaften der hergestellten Halbleiteranordnungen
nicht beeinträchtigt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor der Ablagerung der epitaktischen Schicht auf
der Oberfläche des Halbleitersubstrats eine isolierende Zone des einen Leitungstyps mit einem niedrigeren
spezifischen elektrischen Widerstand als dem des Halbleitersubstrats und der epitaktischen Schicht
ausgebildet wird, die die Bildung eines parasitären Kanals des entgegengesetzten Leitungstyps zwischen
den voneinander getrennten hochdotierten Zonen beim Ausdiffundieren von Dotierungsmaterial aus diesen
Zonen in die epitaktische Schicht verhindert.
Dies Verfahren nach der Erfindung weist mehrere Vorteile auf, insbesondere in Zusammenhang mit den
Herstellungsschritten, bei denen sich die obenerwähnten Probleme ergeben können, wenn eine epitaktische
Schicht vom einen Leitungstyp auf einem Substratteil vom einen Leitungstyp mit hohem spezifischem
Widerstand niedergeschlagen wird, welcher Substratteil zwei Oberflächenzonen vom entgegengesetzten Leitungslyp
enthält. Wenn bei der Herstellung die isolierende Zone angebracht wird, bevor die epitaktische
Schicht niedergeschlagen wird, und wenn die Bedingungen, unter denen die epitaktische Ablagerung
erfolgt, derartig sind, daß Dotierungsmaterial aus der vergrabenen Zone in die Gasphase hineindiffundiert
und dann wiederum auf der ganzen Oberfläche niedergeschlagen wird, wird die ganze niedergeschlagene
Schicht vom einen Leitungstyp sein, weil unter den erwähnten Bedingungen eine gewisse Diffusion des den
einen Leitungstyp bestimmenden Dotierungsmaterials aus der isolierenden Zone mit niedrigerem spezifischem
Widerstand in den darauf liegenden Teil der epitaktisch niedergeschlagenen Schicht stattfinden wird. Die
Bildung eines parasitären Kanals vom entgegengesetzten Leitungstyp zwischen den voneinander getrennten
vergrabenen Zonen vom entgegengesetzten Leitungstyp wird auf diese Weise verhindert.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung werden unterschiedliche Vorteile erhalten, und zwar (a) in bezug
auf die elektrischen Kennlinien der erhaltenen Halbleiteranordnung
und (b) in bezug auf die betreffenden Herstcllungsschrittc. Wenn die Halbleiteranordnung
eine integrierte Schaltung ist, kann die Kapazität pro Obcrflächcncinhcit der isolierenden pn-Obergängc
durch passende Wahl des spezifischen Widerstandes des Substratteilcs und der epitaktischen Schicht niedrig
gewählt werden. Wenn der Subslrattcil und die auf
diesem befindliche epitaktische Schicht vom einem Leitungstyp beide aus einem Material vom einen
Leitungstyp mit hohem spezifischem Widerstand bestehen, können sich die zu den isolierenden
pn-Obcrgängcn gehörigen Verarmungsschicht^! über
einen großen Abstand in diesem Material vom einen Leitungstyp erstrecken, wodurch eine niedrige Kapazität
pro Obcrflächcneinhcil erhalten wird. Dn die Inseln vom einen Leilungstyp durch Diffusion aus der
vergrabenen Schicht erhalten sind, kann eine cpilaktischc
Schicht vom einen Lcitungstyp verwendet werden, deren spezifischer Widerstand höher ist als bei der
Herstellung integrierter Schaltungen üblich ist. Außerdem ist bei der Herstellung einer derartigen integrierten
Schaltung nicht erforderlich, daß diffundierte Isolierzonen zwischen der Oberfläche der epitaktischen Schicht
und dem Substrat angebracht werden, weil Isolierzonen in dieser integrierten Schaltung durch diejenigen Teile
der epitaktischen Schicht vom einen Leitungstyp gebildet werden, in die das Dotierungsmaterial vom
entgegengesetzten Leitungstyp nicht hineindiffundiert ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die isolierende Zone durch örtliche Dotierung in einem Teil
der Oberfläche des Halbleitersubstrats gebildet, der das Gebiet, in dem mindestens eine der Zonen des
entgegengesetzten Leitungstyps angebracht ist oder angebracht werden soll, umgibt. Die isolierende Zone
kann dadurch gebildet werden, daß die Schicht niedrigen spezifischen Widerstands vom einen Leitungstyp
auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats angebracht wird.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung werden die Inseln vom entgegengesetzten Leitungstyp
in der epitaktischen Schicht derart gebildet, daß sich die durch Diffusion des Doticrungsmaterials aus den
vergrabenen Zonen gebildeten Zonen vom entgegengesetzten Leitungstyp von dem Substrat in Richtung der
vom Substrat nbgekehrten Oberfläche der epitaktischen Schicht nur über einen Teil der Dicke dieser Schicht
erstrecken, und daß in der epilaktischen Schicht an der Oberfläche liegende Zonen vom entgegengesetzten
Leitungstyp gebildet werden, die sich zu den diffundierten Zonen vom entgegengesetzten Leitungstyp erstrckken.
Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten integrierten Halbleiteranordnungen können bipolare
Transistoren und/oder Feldeffekttransistoren enthalten.
Gemäß einer entsprechenden Weiterbildung der Erfindung bilden die vergrabenen Zonen vom entgegengesetzten
Leitungstyp einen Teil der Kollektorzonen bipolarer Transistoren, wobei jede Kollektorzonc eine
an der vom Substrat abgekehrten Oberfläche der epitaktischen Schicht liegende Ring/one vom entgegengesetzten
Leitungstyp enthält, die sich in der epitaktischen Schicht zwischen der vergrabenen Zone und der
Oberfläche erstreckt, während sich die Basiszone des Transistors in einer Insel vom einen Leitungstyp der
epitaktischen Schicht befindet, welche Insel innerhalb der zur Kollcktorzone gehörenden Ringzonc liegt,
wobei die Emitterzone des Transistors aus einer Zone vom entgegengesetzten Lcitungstyp besteht, die sich in so
der Insel von der Oberfläche her erstreckt.
Gemäß einer entsprechenden anderen Weiterbildung der Erfindung liegt in mindestens einer der Inseln vom
entgegengesetzten Leitungstyp ein Feldeffekttransistor mit isolierter Steuerelektrode, der Source und Drainzo- v>
nen mit niedrigem spezifischem Widerstand vom einen Leitimgslyp, die sich in der epitaktischen Schicht von
deren vom Substrat abgekehrten Oberfläche her erstrecken, sowie eine /wischen diesen Zonen an der
Oberfläche der epitaktischen Schicht liegenden Kanal (.0
zone, sowie eine Torelektrode, die von der Kanal/otie
durch ein Isoliermaterial getrennt ist, enthält.
Dabei kann in der epitaktisclu-ii Schicht außerhalb
der den Feldeffekttransistor enthaltenden Insel mindestens
ein Feldeffekttransistor mit isolierter Steuer '■-.
elektrode erzeugt werden, dessen Polarität der des in
der Insel liegenden Feldeffekttransistors mit isolierter Steuerelektrode entgegengesetzt ist.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird die isolierende vergrabene Zone so erzeugt, daß sie
an der Grenzfläche zwischen dem Halbleitersubstrat und der epitaktischen Schicht mindestens eine der
beiden hochdotierten vergrabenen Zonen vom entgegengesetzten Leitungstyp völlig umgibt.
Die isolierende Zone kann dabei in Form eines Gitters erzeugt werden, wobei die beiden hochdotierten
vergrabenen Zonen vom entgegengesetzten Leitungstyp in verschiedenen Löchern des Gitters liegen.
Weiter kann dabei die isolierende vergrabene Zone in einer durch Epitaxie oder Diffusion erzeugten Oberflächenschicht
niedrigen Widerstands des Halblcitersubstrats erzeugt werden.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Fig.5-16 der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 5-7 Querschnitte durch den Halbleiterkörper
einer integrierten Halbleiteranordnung mit zwei bipolaren Transistoren während verschiedener Stufen in der
Herstellung,
F i g. 8 einen Querschnitt durch den Halbleiterkörper einer integrierten Halbleiteranordnung, die eine Variante
der Schaltung nach F i g. 7 ist,
Fig.9-11 Querschnitte durch den Halbleiterkörper
einer anderen integrierten Halbleiteranordnung mit zwei bipolaren Transistoren während verschiedener
Stufen in der Herstellung,
Fig. 12 einen Querschnitt durch den Halbleiterkörper
einer Variante der integrierten Halbleiteranordnung nach Fig. 11,
F i g. 13 und 14 Querschnitte durch die Halbleiterkörper zweier weiterer integrierter Halbleiteranordnungen,
die je Feldeffekttransistoren mit isolierter Torelektrode entgegengesetzter Polaritäten enthalten und
F i g. 15 und 16 Querschnitte durch die Halbleiterkörper zweier weiterer integrierter Halblciteranordnungen
mit je zwei bipolaren Transistoren.
In den Fig.5-7 wird von einem Substrat 11 aus
ρ- -leitendem Silizium mit einer Dicke von etwa 200 μιη
und einem spezifischen Widerstand von 40 Ω · cm ausgegangen. Mit Hilfe üblicher Oxydmaskicrungs- und
Diffusionstechniken werden η ' ' -leitende Zonen 12 und
ein p-lcitendes Raster 27 in der Oberfläche des Substrates 11 gebildet. Als Donator verwendeter
Phosphor wird in das Substrat 11 hineindiffundiert, wodurch die Schichten 12 gebildet werden, während als
Akzeptor benutztes Bor in das Substrat 11 hineindiffundicrt
wird, wodurch das Raster 27 gebildet wird, das einen niedrigeren spezifischen Widerstand als das
Substrat 11 hat. Der Deutlichkeit halber ist in F i g.r) die
maskierende Oxydschicht auf der Substrutobcrflächc 13
nicht dargestellt. Die maskierende Oxydschicht wirt
nach Diffusion des Phosphors und des Bors entfernt um eine aus p-leitendem Silizium bestehende epitaktisclu
Schicht 14 mit einer Dicke von 5 um und einen spezifischen Widerstand von 5 Ω ■ cm wird cpituktiscl
auf der Siibstratoberflächr 1.1 nierdergeschlagen. Du
Schicht 14 vergräbt somit die n1 ' leitenden /oncn I
und das ρ leitende Raster 27. Wenn die llcdini'imgci
unter denen die epitaktische Ablagerung stattfinde derartig sind, daß der Phosphor in den Zonen 12 in di
Ciasphase hineindiffundierl und wiederum auf dt Oberfläche nioderp,eschlayeii wird, wird durch du
Vorhandensein des p-lcitciulcn Rasters 27, das jede di
Zonen 12 umgibt, die Bildung eines ununterbrochene η leitenden Filmes auf der Oberfläche verbinden, wc
eine peringc Menge der Borkon/enttation auf de
7IISI MlI/
ίο
p-leitenden Raster 27 in die darauf liegenden Teile der
niedergeschlagenen Schicht hineindiffundieren wird, wodurch eine Akzeptorkonzentration erhalten wird, die
größer als die wiederum niedergeschlagene Donatorkonzentration ist. Die niedergeschlagene Schicht
besteht nun völlig aus ρ--leitendem Material und die Bildung eines parasitären η-leitenden Kanals zwischen
den η + +-leitenden vergrabenen Zonen wird verhindert. Während und nach der Ablagerung der Schicht 14 wird
der Phosphor in den vergrabenen Zonen 12 weiter in das Substrat 11 und in Teile der darauf liegenden
epitaktischen Schicht 14 hineindiffundiert. Dadurch wird die Struktur nach F i g. 6 erhalten, bei der die
ursprüngliche Substratoberfläche 13 mit einer gestrichelten Linie angedeutet ist. Der Phosphor ist
diffundiert, um die Teile der epitaktischen Schicht oberhalb der vergrabenen Zonen 12 völlig in den
n-Leitfähigkeitstyp umzuwandeln. Diese diffundierte Phosphorkonzentration begrenzt somit η-leitende Inseln
16 in der ρ--leitenden epitaktischen Schicht 14. Diese Inseln erstrecken sich infolge der Diffusion von
Phosphor in das ρ--leitende Substrat 11 weiter in diesem Substrat und enthalten je eine η+-leitende
vergrabene Zone 17, in der die Phosphorkonzentration geringer als in den ursprünglich gebildeten η+ +-leitenden
Zonen 12 ist. Daher werden die Zonen 12 und 17 als η + ' -leitende bzw. als η + -leitende Zonen bezeichnet; die
Zonen 17 in F i g. 6 sind gestrichelt dargestellt.
Nach der Bildung der η-leitenden Inseln 16 in der ρ -leitenden epitaktischen Schicht 14 werden Schaltungselemente
in den Inseln 16 gebildet. Fig.7 zeigt einen bipolaren npn-Transistor, der in jeder der beiden
im Schnitt dargestellten Inseln 14 gebildet wird. Die Transistoren enthalten je eine diffundierte p-leitende
Basiszone 18 und eine diffundierte η+ -leitende Emitterzone 19. Die Basiszone 18 wird innerhalb der Insel 16
von der η-leitenden Kollektorzone umgeben, während die Basiszone 18 ihrerseits die Emitterzone 19 umschließt.
Der Kollektor/Basisübergang 20 und der Emitter/Basisübergang 21 enden beide an der Oberfläche
22 der epitaktischen Schicht unter einer Siliziumoxydschicht, die der Deutlichkeit halber in der Figur nicht
dargestellt ist. Ohmsche Kontakte mit Oberilächenteilen
der Emitter- und Basiszonen werden mit Hilfe von Metallschichtteilen gebildet, die sich in öffnungen in der
Siliziumoxydschicht erstrecken. Ein ohmscher Kontakt mit der Kolleklorzone wird mit Hilfe eines weiteren
Mctallschichltciics in einer Öffnung in der Siliziumoxydschicht über einer η ' -leitenden diffundierten Kollektorkonlakt/onc
24 gebildet.
Eine elektrische Isolierung der Transistoren in der integrierten Halbleiteranordnung wird beim Betrieb
dadurch erhalten, daß die pn-Übcrgilnge zwischen den
Kollcktorzonen in den n-leitendcn Inseln 16 und dem ρ leitenden Substrat 11 und dem übrigen ρ -leitenden
Teil der epitaktischen Schicht 14 in der Spcrrichlung vorgespannt werden. Das ρ -leitende Substrat 11 und
der Teil der epitaktischen Schicht 14 haben einen hohen spezifischen Widerstand, so daß die Kapazität pro
Obcrflilchencinhcit der isolierenden Übergänge niedrig ist, weil sich die zu diesen Übergangen gehörigen
Vcrarmiingsschichtcn über einen großen Abstand in dem ρ -leitenden Material erstrecken können. Dadurch
wird eine Verbesserung der Kennlinien der Schaltung erzielt. Außerdem wird durch das Vorhandensein der
η · -leitenden vergrabenen Zonen 17 in den Kollcktorzonen
ein niedriger Kollektor-Rcihcnwidcrstand in seitlicher Richtung erhalten. Der Kollcklor-Rcihcnwiderstand
in der Dickenrichtung der epitaktischen Schicht ist gering, weil die Donatorkonzentration in der
Kollektorzone von dem Kollektor/Basisübergang 20 her zu den η+ -leitenden vergrabenen Zonen 17
progressiv zunimmt.
F i g. 8 zeigt eine Variante der integrierten Halbleiteranordnung nach F i g. 7, bei der entsprechende Zonen
mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. In dieser Schaltung befindet sich der Kollektorkontakt auf einer
η+ -leitenden diffundierten Zone 26 in der Kollektorzone, welche Zone 26 sich in der epitaktischen Schicht von
der Oberfläche 22 zu der vergrabenen Zone 17 erstreckt. Dadurch wird die Möglichkeit zum Erhalten
eines niedrigen Kollektor-Reihenwiderstandes in der Querrichtung vergrößert. Überdies ist in der Oberfläche
22 der epitaktischen Schicht 14 ein p-leitendes Raster 28 angebracht, um zu verhindern, daß ununterbrochene
parasitäre η-leitende Oberflächeninvejsionsschichten zwischen den benachbarten Inseln 16 gebildet werden.
Nach den Fig.9-11 besteht das Ausgangsmaterial
bei der Herstellung der integrierten Halbleiteranordnung aus einem Substrat 31 aus ρ--leitendem Silizium
mit einer Dicke von 200 μίτι und einem spezifischen
Widerstand von 40 Ω · cm. Auf ähnliche Weise wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform werden
n+ +-leitende Zonen und ein p-leitendes Raster 47 in der Oberfläche 33 des Substrates 31 gebildet. Phosphor wird
als Donator in das Substrat zur Bildung der n+ +-leitenden vergrabenen Zonen hineindiffundiert, während mit
Hilfe des Dotierungsstoffes Bor das Raster 47 gebildet wird. Dann wird eine p--leitende epitaktische Schicht
34 aus Silizium mit einer Dicke von 7 μηι und einem spezifischen Widerstand von 5 Ω · cm epitaktisch auf
der Substratoberfläche 33 niedergeschlagen. Auf diese Weise vergräbt die ρ--leitende Schicht 34 die
diffundierten n+ +-leitenden Schichten und das p-leitende Raster 47. Während und nach der Ablagerung dar
ρ--leitenden Schicht 34 wird der Phosphor in den vergrabenen n++-leitenden Schichten weiter in das
Substrat 31 und in Teile der darauf liegender epitaktischen Schicht 34 hineindiffundiert. Fig.9 zcigi
den Halbleiterkörper nach dieser Phosphordiffusion wobei die Phosphorkonzentration in der vergrabener
Schicht abgenommen hat; diese Schichten werden nur als η+ -leitende Schichten 34 bezeichnet. Die Phosphor
diffusion genügt nicht, um den darauf liegenden Teil dci epitaktischen Schicht 34 über seine ganze Dicke in der
n-Leitungstyp umzuwandeln, so daß isolierte n-leitendi
Teile 36 sich in der epitaktischen Schicht 34 befinden Wie in der oben beschriebenen Ausführungsforn
verhindert das p-lcitendc Raster 47 mit niedrigeren spezifischem Widerstand die Bildung eines ununterbro
chenen parasitären n-lcitenden Kanals zwischen dci
benachbarten η'-leitenden Zonen, welcher Kanal siel
bilden könnte, wenn aus den η' ' -leitenden vergrabe
non Zonen in die Gasphase hincindiffundierter Phos
phor wiederum auf der ganzen Oberfläche niederge
schlagen werden würde.
Dann werden diffundierte η · -leitende, an de Oberfläche liegende Ringzonen 37 zwischen de
Oberfläche der epitaktischen Schicht und den diffu" dienen n-lcitcndcn Teilen 36 in der Schicht 34 gcbilde
Die Ringzonen 37 bilden also zusammen mit de n-lcitcndcn Teilen 36 Inseln in der epitaktischen Schieb
34, die im wesentlichen n-lcitcnd sind und isoliert ρ -leitende, an der Oberfläche liegende Teile 3
enthalten. Fig. 10 zeigt den Körper nach der Bildun der Zonen 37. In diesen Inseln werden nnn-Transistorc
durch übliche Diffusionstechniken gebildet, bei denen eine Maskierungsschicht aus Siliziumoxyd auf der
Oberfläche der epitaktischen Schicht angebracht ist. Die Akzeptordiffusion zur Bildung der Basiszone wird
derart durchgeführt, daß der Kollektor/Basisübergang teilweise innerhalb des η-leitenden Teiles 36 liegt, der
sich durch Diffusion von Phosphor aus der vergrabenen Schicht gebildet hat. Die benachbarten Teile des
Kollektor/Basisübergangs sind Teile der pn-Übergänge, die zuvor zwischen den p--leitenden Oberflächenzonen
38 und dem η-leitenden Teil 36 und der Zone 37 gebildet worden sind. Der Kollektorkontakt ist auf einem
Oberflächenteil der η+ -leitenden Zone 37 angebracht. In bezug auf die niedrige Kapazität pro Oberflächeneinheit
der isolierenden pn-Übergänge zwischen den η-leitenden Kollektorzonen und dem ρ--leitenden
Material des Substrats 31 und der Schicht 34 werden die gleichen Vorteile wie bei den bereits beschriebenen
Ausführungsformen erhalten. Auch durch das Vorhandensein der η+ -leitenden vergrabenen Schichten 35 ist
der Kollektor-Reihenwiderstand der Transistoren gering.
Fig. 12 zeigt eine Variante der integrierten Halbleiteranordnung nach Fig. 11, bei der entsprechende
Zonen mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. In dieser Anordnung befindet sich der Kollektorkontakt
auf einer η+ -leitenden diffundierten Randzone 46 der Kollektorzone, welche Randzone 46 sich in der
epitaktischen Schicht von der Oberfläche bis zu der vergrabenen Schicht 35 erstreckt. Dadurch wird die
Möglichkeit zum Erhalten eines niedrigen Kollektor-Reihenwiderstandes in der Querrichtung noch weiter
vergrößert. Außerdem befindet sich auf der Oberfläche der epitaktischen Schicht 34 eine p-leitende Zone 48 in
Form eines Rasters, wodurch verhindert wird, daß sich ununterbrochene parasitäre η-leitende Oberflächeninversionsschichten
zwischen den benachbarten Inseln 36 in der Schicht 34 bilden.
Noch viele andere Abarten der in den Inseln in den epitaktischen Schichten liegenden Transistoren sind
möglich. Zum Beispiel kann die Dotierungskonzentration in der Kollektorzone entsprechend einer besonderen
Struktur profiliert sein. Dies kann dadurch erzielt werden, daß in die n++ -leitende vergrabene Zone eine
Donatorkonzentration gegeben wird, die an der Stelle desjenigen Teiles der erwähnten Zone, der unmittelbar
unter der Emitterzone zur Anlage kommen muß, größer als an der Stelle der benachbarten Teile der
vergrabenen Zone ist. Auch können in der vergrabenen Zone zwei verschiedene Donatorclemcntc mit verschicdenen
Diffusionsgeschwindigkeiten Anwendung finden, wobei das Element mit der höchsten Diffusionsgeschwindigkeit
örtlich in denjenigen Teil der vergrabenen Zone gegeben wird, der unmittelbar unter der
Emitterzone zur Anlage kommen muß.
Die integrierte Halbleiteranordnung nach Fig. 13
enthalt zwei Feldeffekttransistoren vom Anrcichcrungstyp mit isolierter Steuerelektrode, deren Polaritäten
einander entgegengesetzt sind, und zwar einen Feldeffekttransistor mit einem nleitcndcn Kanal und
einen Feldeffekttransistor mit einem p-lcitcndcn Kanal.
Der Halbleiterkörper enthalt ein Substrat 61 aus η -leitendem Silizium. In der Oberfläche 62 des
Substrates 61 befindet sich eine ρ' -leitende diffundierte
vergrabene Zone 63, die als diffundiertes Akzcptorclcment Bor enthalt, wahrend eine n-lcitcndc diffundierte
Zone 81 die Zone 63 umgibt. Auf der Substratobcrflachc
62 befindet sich eine aus η -leitendem Silizium bestehende epitaktische Schicht 64. Eine p-leitende Insel
65 liegt in der Schicht 64, wobei der p-Leitfähigkeitstyp der Insel auf eine Konzentration an Bor zurückzuführen
ist, das aus der vergrabenen Schicht 63 in die Schicht 64 hineindiffundiert ist. Das Bor ist auch aus der
vergrabenen Schicht 63 weiter in das Substrat 61 hineindiffundiert, wie in der Figur dargestellt ist. Die
η-leitende diffundierte Zone 81 verhindert, daß ein ununterbrochener parasitärer p-leitender Kanal zwisehen
der p-leitenden Insel 65 und einer weiteren (nicht dargestellten) p-leitenden, ein weiteres Schaltungselement
enthaltenden Insel gebildet wird. Dieser Kanal könnte sich bilden, wenn die Bedingungen, unter denen
die epitaktische Ablagerung stattfindet, derartig sind, daß Bor in der vergrabenen Zone in die Gasphase
hineindiffundiert und wiederum auf der ganzen Oberfliehe
niedergeschlagen wird. Die n-Ieitende Zone Sl liefert eine Diffusionsquelle von Phosphor, der in die
darauf liegenden Teile der epitaktischen Schicht hineindiffundiert wird, so daß in diesen Teilen die
Donatorkonzentration größer als eine etwa wiederum niedergeschlagene Akzeptorkonzentration ist. In der
Insel 65 befindet sich ein Feldeffekttransistor mit einem η-leitenden Kanal, der η+ -leitende diffundierte Source-
und Drainzonen 66 und 67 enthält. Auf der Oberfläche der epitaktischen Schicht 64 befindet sich eine
Siliziumoxydschicht 68, in der Öffnungen angebracht sind, die aus Metallschichten bestehende ohmsche
Kontakte 69 und 70 mit den η+ -leitenden Source- und Drainzonen 66 bzw. 67 enthalten. Auf der Siliziumoxydschicht
68 ist zwischen den Source- und Drainzonen eine aus einer Metallschicht bestehende Gateelektrode 71
angebracht.
In der epitaktischen Schicht 64 befindet sich ein komplementärer Feldeffekttransistor mit einem p-leitenden
Kanal, der ρ+ -leitende diffundierte Source- und Drainzonen 72 und 73, aus Metallschichten bestehende
ohmsche Kontakte 74 und 75 mit den Source- und Drainzonen 72 bzw. 73 und eine Gateelektrode 76
enthält. Diese Anordnung hat die gleichen Vorteile wie die bereits beschriebenen Anordnungen mit bipolaren
Transistoren in bezug auf die Verbesserung in Eigenschaften im Zusammenhang mit der Trennung und
Isolierung von Schaltungselemente^, sie weist jedoch
außerdem noch Vorteile in bezug auf die durch den besonderen Aufbau erhaltene Einfachheit der Herstellung
auf.
Fig. 14 zeigt eine integrierte Halbleiteranordnung die einen Feldeffekttransistor mit η-leitendem Kana
so und einen Feldeffekttransistor mit p-leitendcm Kana
enthält und die eine Variante der Anordnung nacl Fig. 13 ist; entsprechende Zonen sind hier mit dei
gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Eine η' -leitend«
Zone 82 befindet sich in der Oberfläche der epitakti sehen Schicht 64, wodurch verhindert wird, daß sich ei
ununterbrochener parasitärer p-lcilcndcr Oberflächen
kanal zwischen der Insel 65 und den ρ'-leitenden Zn
und Abflußzonen 72 und 73 bildet. Die η · -leitende Zon 82 kann sich unter einem aus einem Metallic
<κ> bestehenden Verbindungsteil nuf der Isolierschiel
erstrecken, so daß verhindert wird, daß sich ein ununterbrochene induzierte Obcrflächcninvcrsion:
schicht unter dem erwähnten Mctallschichttcil bildet.
Das Halbleiterbauelement nach Fig. 15 ist cir
fts integrierte Halbleiteranordnung mit zwei bipolare Transistoren. In dieser Schaltung wird die Isolicrun
zwischen den Transistoren mit Hilfe einer sogenannte »Kollrldnrdiffusionsisolicrung« erhalten. Die Anon
nung enthält ein p~-leiterdes Substrat 90 mit einer darauf angebrachten dünnen, in diesem Falle 3 μιη
dicken, p--leitencin epitaktischen Schicht 91. Die Grenzfläche zwischen dem Substrat und der epitaktischen
Schicht wird mit der gestrichelten Linie 92 angedeutet. Jeder npn-Transistor enthält eine Kollektorzone,
die aus einer n+ +-leitenden vergrabenen Zone 93 und einer η+ -leitenden, an der Oberfläche liegenden
diffundierten Randzone 94 besteht, die sich in der Schicht 91 zwischen deren Oberfläche und der
vergrabenen Zone 93 erstreckt. Die Basiszonen der Transistoren sind durch die ρ+ -leitenden Teile 95 der
ursprünglichen epitaktischen Schicht gebildet, die von den η+ -leitenden Zonen 94 umgeben sind. Die
Emitterzonen der Transistoren bestehen aus diffundier- ι j
ten !! + -leitenden Zonen 96. Die elektrische Isolierung wird dadurch erhalten, daß die pn-Übergänge zwischen
den Kollektorzonen 93, 94 und dem p--leitenden Substrat 90 und der epitaktischen Schient 91 in der
Sperrichtung vorgespannt werden. Es ist einleuchtend, daß die Kapazität pro Oberflächeneinheit der isolierenden
pn-Übergänge niedrig sein wird, weil die zu diesen Übergängen gehörigen Erschöpfungsschichten sich
über einen großen Abstand in dem p--leitenden Substrat und der epitaktischen Schicht mit hohem
spezifischem Widerstand erstrecken können.
Die Kollektor/Basisübergänge der Transistoren werden an den Stellen, wo sie sich nahezu parallel zu der
Oberfläche der epitaktischen Schicht erstrecken, in der Figur derart dargestellt, daß sie in der epitaktischen
Schicht liegen und sich auf Abstand von der Grenzfläche zwischen dem Substrat und der epitaktischen Schicht
befinden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß während der epitaktischen Ablagerung der Donator aus den vergrabenen
Zonen 93 in die daraufliegenden Teile der niedergeschlagenen Schicht hineindiffundiert.
Nach der Erfindung ist eine p-leitende isolierende Zone 98 auf der Grenzfläche zwischen dem Substrat und
der epitaktischen Schicht angebracht, wodurch verhindert wird, daß sich ein ununterbrochener parasitärer
Kanal zwischen den vergrabenen Zonen 93 bildet, die einen Teil der Kollektorzonen der Transistoren bilden.
Diese p-leitende isolierende Zone 98 hat einen niedrigeren spezifischen Widersland als das Substrat 90
und die epitaktische Schicht 91 und erstreckt sich über einen geringen Abstand in der epitaktischen Schicht 91.
Diese Zone wird durch Diffusion von Bor in die Oberfläche des Substrates gebildet, bevor die Schicht 91
niedergeschlagen ist. Während der epitaktischen Ablagerung ist eine geringe Menge des bereits diffundierten
Bors in die darauf liegenden Teile der Schicht 91 hineiiidiffundiert. Dadurch wird eine etwaige Bildung
eines ununterbrochenen parasitären η-leitenden Kanals längs der Substratoberfläche verhindert, welcher Kanal
sich bilden könnte, wenn die Bedingungen, unter denen die epitaktische Ablagerung stattfindet, derartig sind,
daß der Donator ans den hochdotierten Zonen 93 in die Gasphase hineindiffundiert und wiederum auf der
ganzen Oberfläche des Substrats niedergeschlagen wird. Die Zone 98 erstreckt sich längs der Grenzfläche
zwischen dem Substrat 90 und der epitaktischen Schicht 91 in Form eines Rasters, das jede der vergrabenen
Zonen 93 umgibt.
Es wurde bereits erwähnt, daß mit der Anordnung nach Fig. 15 nicht nur eine niedrige Kapazität der
isolierenden Übergänge und eine verhältnismäßig einfache Herstellung, sondern auch eine sehr gedrängte
Anordnung der Schaltungselemente in einem bestimmten Gebiet des Halbleiterkörpers erhalten werden kann.
Die erfindungsgemäße Anbringung der isolierenden Zonen 98 beeinträchtigt nicht notwendigerweise diese
gedrängte Anordnung und bestimmt nicht, wenn die Dotierungskonzentration in der Zone 98 nicht mehr als
50mal größer als die Donatorkonzentration im Substrat ist, weil in diesem Falle die p-leitende Zone 98
unmittelbar neben einer oder den beiden vergrabenen Zonen 93 liegen kann.
Fig. 16 zeigt eine Abart der Anordnung nach Fig. 15,
bei der entsprechende Zonen mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. In dieser Anordnung
besteht die p-leitende isolierende Zone, die zur Verhinderung der Bildung eines ununterbrochenen
parasitären η-leitenden Kanals zwischen den vergrabe nen Zonen 93 angebracht ist, aus einer p-leitenden
Schicht 99 auf dem Substrat 90, welche Schicht durch Diffusion von Bor in die Substratoberfläche gebildet
wird, bevor die epitaktische Schicht 91 angebracht ist. Mit dieser Konfiguration läßt sich eine sehr gedrängte
Anordnung der Schaltungselemente erhalten. Die Akzeptorkonzentration in der diffundierten Schicht 99
soll aber nicht zu hoch, z. B. nicht mehr als 50mal größer als die Akzeptorkonzentration in dem Substrat und in
der epitaktischen Schicht gewählt werden, weil sonst die Transistorkennlinien beeinträchtigt werden. Ferner
enthält die Anordnung nach Fig. 16 eine diffundierte p-leitende Zone 100 auf der Oberfläche der epitaktischen
Schicht 91. Die diffundierte Zone weist einen abgestuften Dotierungskonzentrationsgrad in den Basiszonen
der Transistoren auf, wodurch eine Schaltung mit besseren Transistorkennlinien als die Anordnung
nach Fig. 15 erhalten wird.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (15)
1. Verfahren zur Herstellung einer integrierten Halbleiteranordnung mit mindestens zwei in elek- S
trisch isolierenden Inseln angeordneten Halbleiterschaltungselementen, bei dem zunächst auf der
Oberfläche eines Halbleitersubstrats des einen Leitungstyps durch örtliches Anbringen von Dotierungsmaterial
des entgegengesetzten Le'uungstyps zwei getrennte hochdotierte Zonen gebildet werden,
und dann eine epitaktische Schicht des einen Leitungstyps auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats
unter derartigen Bedingungen abgelagert wird, daß Dotierungsmaterial aus den voneinander
getrennten hochdotierten Zonen in die epitaktische Schicht diffundiert und zumindest teilweise die
isolierenden Inseln des entgegengesetzten Leitungstyps bildet, in denen schließlich die Halbleiterschaltungselemente
ausgebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Ablagerung der epitaktischen Schicht (14) auf der Oberfläche (13)
des Halbleitersubstrats (11) eine isolierende Zone (27) des einen Leitungstyps mit einem niedrigeren
spezifischen elektrischen Widerstand als dem des Halbleitersubstrats und der epitaktischen Schicht
ausgebildet wird, die die Bildung eines parasitären Kanals des entgegengesetzten Leitungstyps zwischen
den voneinander getrennten hochdotierten Zonen (17) beim Ausdiffundieren von Dotierungsmaterial
aus diesen Zonen in die epitaktische Schicht verhindert.
2. Verfahren nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Zone '27) durch örtliche
Dotierung in einem Teil der Oberfläche (13) des Halbleitersubstrats (11) gebildet wird, der das
Gebiet, in dem mindestens eine der Zonen des entgegengesetzten Leitungstyps angebracht ist oder
angebracht werden soll, umgibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Zone (99) dadurch
gebildet wird, daß eine Schicht niedrigen spezifischen Widerstands vom einen Leitungstyp auf der
Oberfläche (92) des Halbleitersubstrats (90) angebracht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Inseln (35, 36, 37)
vom entgegengesetzten Leitungstyp in der epitaktischen Schicht (34) derart gebildet werden, daß sich
die durch Diffusion des Dotierungsmaterials aus den vergrabenen Zonen (35) gebildeten Zonen (36) vom
entgegengesetzten Leitungstyp von dem Substrat (31) in Richtung der vom Substrat abgekehrten
Oberfläche der epitaktischen Schicht (34) nur über einen Teil der Dicke dieser Schicht erstrecken, und
daß in der epitaktischen Schicht an der Oberfläche liegende Zonen (37) vom entgegengesetzten Leitungstyp
gebildet werden, die sich zu den diffundierten Zonen (36) vom entgegengesetzten Leitungstyp
erstrecken.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem
an der Oberfläche liegenden Teil der epitaktischen Schicht (14), in dem sich die Inseln (16) bis zu der
Oberfläche (22) erstrecken, für Kontaktierungszwecke diffundierte Zonen (24) mit niedrigem
spezifischem Widerstand vom entgegengesetzten Leitungstyp gebildet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die diffundierten Zonen (24) mit
niedrigem spezifischem Widerstand vom entgegengesetzten Leitungstyp in der epitaktischen Schicht
(14) bis zu den vergrabenen Zonen (27) vom entgegengesetzten Leitungstyp erstrecken.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der vom
Substrat (II) abgekehrten Oberfläche (22) der epitaktischen Schicht (14) eine Zone (28) vom einen
Leitungstyp mit niedrigem spezifischem Widerstand angebracht wird, die verhindert, daß in der
epitaktischen Schicht ein ununterbrochener, parasitärer Oberflächenkanal vom entgegengesetzten
Leitungstyp zwischen den Inseln (16) vom entgegengesetzten Leitungstyp gebildet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vergrabenen
Zonen (35) vom entgegengesetzten Leitungstyp einen Teil der Kollektorzonen (35, 36, 37)
bipolarer Transistoren bilden, wobei jede Kollektorzone eine an der vom Substrat abgekehrten
Oberfläche der epitaktischen Schicht liegende Ringzone (37) vom entgegengesetzten Leitungstyp
enthält, die sich in der epitaktischen Schicht (34) zwischen der vergrabenen Zone (35, 36) und der
Oberfläche erstreckt, während sich die Basiszone des Transistors in einer Insel vom einen Leitungsityp
der epitaktischen Schicht (34) befindet, welche Insel innerhalb der zur Kollektorzone (35, 36, 37)
gehörenden Ringzone (37) liegt, wobei die Emitterzone (N+) des Transistors aus einer Zone vom
entgegengesetzten Leitungstyp besteht, die sich in der Insel von der Oberfläche her erstreckt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens
einer der Inseln (65) vom entgegengesetzten Leitungstyp ein Feldeffekttransistor mit isolierter
Steuerelektrode liegt, der Source- (66) und Drainzonen (67) mit niedrigem spezifischem Widerstand
vom einen Leitungstyp, die sich in der epitaktischen Schicht (64) von deren vom Substrat (61) abgekehrten
Oberfläche her erstrecken, sowie eine zwischen diesen Zonen an der Oberfläche der epitaktischen
Schicht liegende Kanalzone, sowie eine Torelektrode (71), die von der Kanalzone durch ein
Isoliermaterial (68) getrennt ist, enthält.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der epitaktischen Schicht (64)
außerhalb der den Feldeffekttransistor enthaltenden Insel (65) mindestens ein Feldeffekttransistor mit
isolierter Steuerelektrode (72, 73, 76) erzeugt wird, dessen Polarität der des in der Insel (65) liegenden
Feldeffekttransistors (66, 77, 71) mit isolierter Steuerelektrode entgegengesetzt ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende vergrabene Zone (27) so erzeugt wird, daß sie an der
Grenzfläche zwischen dem Halbleitersubstrat (11) und der epitaktischen Schicht (14) mindestens eine
der beiden hochdotierten vergrabenen Zonen (12) vom entgegengesetzten Leitungstyp völlig umgibt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die isolierende vergrabene Zone (27) in Form eines Gitters erzeugt wird, wobei
die beiden hochdotierten vergrabenen Zonen (12) vom entgegengesetzten Leitungstyp in verschiedenen
Löchern des Gitters liegen.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende vergrabene
Zone (99) in einer Oberflächenschicht niedrigen spezifischen Widerstands des Halbleitersubstrats
(90) erzeugt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht auf dem
Halbleitersubstrat (90) epitaktisch niedergeschlagen wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht durch
Diffusion erzeugt wird.
Insel in der η-leitenden epitaktischen Schicht die
Kollektorzone. Infolge des Vorhandenseins des p-leitenden
Substrats muß sich der Kollektorkontakt auf der Oberfläche der epitaktischen Schicht befinden. Zur
Verbesserung der Transistorkennlinien kann eine sogenannte »vergrabene Schicht« (die nachstehend
auch als »vergrabene Zone« bezeichnet wird), die aus einer η+ -leitenden Zone besteht, auf der Oberfläche des
Substrats unter demjenigen Teil der Insel angebracht ο sein, in dem sich der Transistor befindet. Dadurch wird
die Lateralleitung in der Kollektorzone verbessert. Außerdem kann sich eine η+ -leitende Zone von dem
Kollektorkontakt auf der Oberfläche her durch die Kollektorzone hin bis zu der η+ -leitenden vergrabenen
Schicht erstrecken.
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