DE2811207A1 - Temperaturgradient-zonenschmelzverfahren durch eine oxidschicht - Google Patents

Temperaturgradient-zonenschmelzverfahren durch eine oxidschicht

Info

Publication number
DE2811207A1
DE2811207A1 DE19782811207 DE2811207A DE2811207A1 DE 2811207 A1 DE2811207 A1 DE 2811207A1 DE 19782811207 DE19782811207 DE 19782811207 DE 2811207 A DE2811207 A DE 2811207A DE 2811207 A1 DE2811207 A1 DE 2811207A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
oxide layer
oxide
semiconductor
temperature gradient
silicon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19782811207
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Richard Anthony
Mike Fushing Chang
Harvey Ellis Cline
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE2811207A1 publication Critical patent/DE2811207A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/24—Alloying of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, with a semiconductor body
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
    • Y10S438/914—Doping
    • Y10S438/923—Diffusion through a layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Halbleiterelementen, sie bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zum Dotieren von Körpern aus Halbleitermaterial mittels eines Temperaturgradienten-Zonenschmelzverfahrens.
Bei der Herstellung von Halbleiterelementen ist es üblicherweise erforderlich, den Leitfähigkeitstyp eines Körpers oder eines Teils eines Körpers aus Halbleitermaterial zu ändern oder anzupassen. Diese Änderung wird dadurch bewirkt, daß Atome von die Leitfähigkeit verändernden Verunreinigungsstoffen in einem ausgewählten Bereich oder in ausgewählten Bereichen des Körpermaterials verteilt werden. Zur Durchführung einer derartigen Verteilung sind heute mehrere Verfahren
809839/0830
weit verbreitet. Die Dotierung wird z.B. durch Legierung, durch Diffusion oder epitaxiales Wachsen oder dergleichen durchgeführt. Die Wahl unter den verschiedenen Verfahren erfolgt auf der Basis von Kostenüberlegungen und des Charakters des gewünschten Übergangs. Legierungsverfahren liefern z.B. sehr scharfe, aber schmale Übergänge. Diffusion liefert einen tieferen Übergang, der jedoch weniger scharf verläuft.
Das Temperaturgradient-Zonenschmelzverfahren ist ein Verfahren zum Dotieren von Halbleitermaterial, welches sehr abrupt verlaufende Übergänge bei gleichzeitig hohen Dotierungskonzentrationen ermöglicht. Insbesondere liefert das Temperaturgradient-Zonenschmelzverfahren dotierte Bereiche, die eine Dotierungskonzentration bis zur Festlöslichkeitsgrenze des Dotierungsmaterials besitzen. Eine weitere Eigenschaft des Temperaturgradient Zonenschmelzverfahrens besteht darin, daß Dotierungszonen mit ungewöhnlicher Gestalt erzeugt werden können. Frühere Beschreibungen des Temperaturgradient-Zonenschmelzverfahrens und einige der Anwendungen finden sich in der US-PS 2 813 048 und in dem Buch von W.G.Pfann, mit dem Titel "Zone Melting1,1 1958, John Wiley and Sons, Inc.
Obwohl das Temperaturgradienten-Zonenschmelzen als Verfahren zum Dotieren von Halbleitern schon sehr früh bei der Halbleiterindustrie bekannt war? verhinderten bestimmte Überlegungen die Anwendung als ein Standardwerkzeug des Halbleiterbauelemente-Entwurfsingenieurs. Ein derartiges Bedenken ergab sich aus der Behandlung der Oberfläche, durch welche das Verunreinigungsmaterial in den Körper aus Halbleitermaterial eintreten muß.
809039/083©
Es waren dabei derartige Eigenschaften wie die Oberflächengleichförmigkeit und Mittel zur Begrenzung der seitlichen Ausbreitung des Verunreinigungsstoffes auf der Oberfläche vor Beginn der Wanderung oder Migration von Bedeutung, vgl. z.B. die US-Patente 3 897 277 und 3 899 362.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Temperaturgradient-Zonenschmelzverfahren zu schaffen, welches die Anforderungen an die Oberflächenbehandlung verringert und vereinfacht.
Die Erfindung wird dadurch ausgeführt, daß auf einer Oxidschicht, die die Oberfläche eines Halbleiterkörpers überzieht, ein Verunreinigungsstoff selektiv abgelagert wird. Es handelt sich bevorzugt entweder um ein Siliziumoder ein Germaniumoxid. Der Verfahrensschritt, der die selektive Ablagerung umfaßt, kann, sofern erwünscht, Unterschritte oder Abwandlungen enthalten, so z.B. eine schicht- oder deckenförmige Ablagerung von Verunreinigungsmaterial, der ein selektives Entfernen, z.B. ein fotolιtographisches Ätzen oder dergleichen nachfolgt. Anschließend an die Ablagerung wird das Verunreinigungsmaterial zum thermischen Wandern gebracht, zuerst durch das Oxid zum darunterliegenden Halbleiterkörper, und dann in oder durch den Halbleiterkörper, wobei bekannte Temperaturgradient-Zonenschmelzschritte verwendet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem ein Hindurchwandern durch ein Oxid erfolgt, ist sehr überraschend, da nach dem Stand der Technik eindeutig davon ausgegangen werden mußte, daß die Oberfläche des Halbleiterkörpers ί mindestens dort, wo das Verunreinigungsmaterial
809839/0830
eintritt, frei von Oxiden sein muß.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine isometrische Ansicht eines Halbleiterscheibchens oder -wafers mit einem geeigneten Muster aus Verunreinigungs- oder Dotierungsmaterial, welches auf dem Scheibchen angeordnet ist, um die Durchführung des Temperaturgradienten-Tonenschmelzens gemäß der bekannten Art zu ermöglichen;
Fig. Z eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils des in Fig. 1 dargestellten Scheibchens in einer umgekehrten Stellung;
Fig. 3 eine Schnittansicht, die derjenigen der Fig. ähnlich ist, für ein Halbleiterscheibchen oder -wafer zur Verwendung bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 4 eine Schnittansicht eines Halbleiterscheibchens mit vergrößertem Maßstab in der vertikalen Richtung, um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern;
Fig. 5 eine Schnittansicht des Scheibchens der Fig. 4 nach der anfänglichen Diffusion;
Fig. 6 eine Schnittansicht des Scheibchens der Fig. 4 und 5 nach einem weiteren Diffusionsschritt;
Fig. 7 eine Schnittansicht des Scheibchens der Fig. 6, das für den Thermowanderschritt präpariert ist;
Fig. 8 eine Schnittansicht des Scheibchens der Fig. 7 nach der Thermowänderung oder -migration ;
Fig. 9 eine Schnittansicht des Scheibchens nach dem Ausbilden gewisser Umfangsgräben oder Nuten;
Fig. 10 fertige Thyristorscheibchen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind; und
Fig. 11 eine Ansicht eines vervollständigten Thyristorscheibchens, das nach der erfindungsgemäßen Lehre hergestellt ist.
Temperaturgradient-Zonenschmelzen, wie es in der Halbleiterindustrie ausgeübt wird, stellt ein Verfahren dar, bei dem eine kleine Menge an Verunreinigungsmaterial oder Dotierungsmaterial auf einen Körper aus Halbleitermaterial aufgebracht wird, wobei dann diese Kombination bei einer erhöhten Temperatur einem Temperaturgradienten ausgesetzt ist. Die Gesamttemperatur, bei welcher das Verfahren ausgeführt wird, muß hinreichend groß sein, damit eine Schmelze, welche beide Materialien enthält, sich bilden kann. Der Temperaturgradient kann von einigen Grad bis zu einigen hundert Grad längs des Körpers aus Halbleitermaterial variieren. Unter diesen Bedingungen wandert die Schmelze direkt längs der Temperaturgradienten linien von der niederen Temperatur zur höheren Temperatur
809839/0839
und hinterläßt längs des Wegs eine rekristallisierte Zone aus Halbleitermaterial, welches das Dotierungsmaterial mit einem Wert enthält, der gleich dem Festlöslichkeitsgrenzwert (solid solobility limit) des Dotierungsmittels bei der erhöhten Temperatur ist.
Es wird zuerst auf die den Stand der Technik darstellenden Figuren 1 und 2 Bezug genommen, die einen Körper 21 aus Halbleitermaterial zeigen. Das Material 21 kann irgendein geeignetes Halbleitermaterial, z.B. Silizium, Germanium, Siliziumcarbid oder Galliumarsenid sein. Aus Darstellungsgründen soll der Körper 21 als ein Scheibchen eines η-Siliziums betrachtet werden, welches eine erste Hauptfläche 22 und eine zweite Hauptfläche 23 besitzt, vgl. Fig. 2. Es sei darauf hingewiesen, daß die Figur 2 in einer gegenüber der Figur 1 umgekehrten Orientierung dargestellt ist. Das Scheibchen ist deshalb umgedreht dargestellt, da es sich normalerweise in dieser umgedrehten Stellung während der thermischen Wanderung oder Migration befindet.
Normalerweise besitzt das Scheibchen 21 eine breite Verteilung von Atomen eines Dotierungsmaterials, welches im Silizium einen gegebenen Leitfähigkeitstyp hervorruft. Im allgemeinen wird dieser gegebene Leitfähigkeitstyp dem Leitfähigkeitstyp des Dotierungsmaterials entgegengesetzt sein, welches thermisch durch das Scheibchen 21 hindurchwandern soll«
Der bekannte thermische Wanderungsprozeß umfaßt das Ablagern einer gewissen Menge eines Dotierungsmaterials, welches dem Silizium einen gewählten Leitfähigkeitstyp
verleihen wird, in einem vorgewählten Muster auf der Oberfläche 22. Ein Beispiel eines Dotierungsmaterials, welches bei Silizium günstige Eigenschaften besitzt, stellt Aluminium dar. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß das vorgegebene Muster aus irgendeinem beliebigen gewünschten Muster bestehen kann. Gemäß der Darstellung nach Fig. 1 umfaßt das vorgegebene Muster z.B. eine Vielzahl von sich orthogonal schneidenden linearen Bereichen 24 und 25, welche das Scheibchen 21 in ein Netz unterteilen. Eine derart gemusterte Anordnung des Dotierungsmaterials kann z.B. auf die Oberfläche 22 des Halbleiterscheibchens in Form einer Vielzahl von Aluminiumdrähten 24 aufgebracht werden, welche die Oberfläche 23 kontaktieren.
Das Scheibchen oder Wafer ist bevorzugt derart ausgebildet, daß die Oberflächen 22 und 23 in der kristallographischen £ 11ΊJ -Ebene liegen. Unter diesen Bedingungen sollen die linearen Aluminiumdrähte 24 in der <110> -Orientierung angeordnet sein. Andere exemplarische Bedingungen, die zu einer vorbestimmten Wanderung mit gewünschter Stabilität führen, sind in der folgenden Tabelle enthalten;
809839/Ü830
/in
Scheib
chen
ebene		 Wanderungs-
richtung		 a) Stabile Draht-
Richtungen		 Stabile Draht
abmessungen
■Cioo) -C100 >■ b) 4 011 7 * <100 Mikron
< θΤΐ 7 * <100 Mikron
<110 7 < 1TO7^ < 150 Mikron
{111} < 111 > + .< 01?7
< 10T^
< 1107		 < 500 Mikron
< 112*7 *
< 2*11 7 *		 <500 Mikron
c) jede beliebige*"
andere Richtung.' 500 Mikron in der {in} -
Ebene
* Die Stabilität des Wanderungsdrahts ist abhängig von der Ausrichtung des thermischen Gradienten mit der < 100> < 110> bzw. <111^ - Achse.
+ Die Gruppe a) ist stabiler als die Gruppe b)„ die stabiler ist als die Gruppe c).
Es wird nun nur auf Fig. 2 Bezug genommen, und es sei darauf hingewiesen, daß die Drähte 24 und 25 gemäß dem Stand der Technik in Nuten oder Rillen 26 auf der Oberfläche 24 liegen. Außerdem sind beim Stand der Technik die Drähte 24 und 25 häufig mit den ausgenommenen Oberflächen des Scheibchens 21 legiert, \jeiche die Gräben 26 definieren.
Es xfird nun auf Figo 3 Bezug genommen^ die ein Scheibchen 21A mit zwei Hauptflächen 22A und 23A zeigt, wobei auf mindestens einer dieser Oberflächen eine Oxidschicht 27 liegt ο Das Scheibchen kann aus irgendeinem geeigneten
i 918 3 i / 0 S 3 ©
Halbleitermaterial, z.B. Silizium, Germanium, Siliziumcarbid oder Galliumarsenid bestehen, und das Oxid besteht entweder aus einem Silizium- oder einem Germaniumoxid und kann durch irgendein geeignetes Verfahren, z.B. durch thermisches Aufwachsen, Abscheiden oder dergleichen hergestellt werden. Nach der erfindungsgemäßen Lehre werden die Metalldrähte 24A und 25A, bevorzugt aus Aluminium oderGallium, selektiv direkt auf die äußere Oberfläche der Oxidschicht aufgebracht.
Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, daß die Drähte durch das Oxid hindurchwandern und dann in und durch das Scheibchen hindurchwandern, wenn die üblichen Wärmebedingungen des Temperaturgradienten-Zonenschmelzen durchgeführt werden. Typische Temperaturen, Zeiten und Gradienten sind bekannt und lassen sich der US-PS 4 001 047 entnehmen.
Bevorzugt besitzt das Oxid eine Dicke im Bereich von mindestens 6000 Angström, was einen minimalen Wert zur Herstellung einer guten Oberflächengleichförmigkeit darstellt, bis zu etwa 25000 Angström. Obwohl dickere Oxide längere thermische Wanderungszeiten erfordern, sind dickere Oxide für die Stabilität wünschenswert, wenn die Aluminiumdicke erhöht wird. Ausgezeichnete Ergebnisse wurden mit der Wanderung durch eine 12000 Angström dicke Oxidschicht erzielt.
Die selektive Ablagerung des Dotierungsmaterials kann eine Schicht- oder deckenförmige Ablagerung, z.B. aus Aluminium sein, der ein fotolitographischer Ätzprozeß nachfolgt. Ein Beispiel einer geeigneten Ätze,, welche
809839/0830
Aluminium entfernt, das darunterliegende Siliziumoxid dagegen ungestört läßt, ist die "Pan-Ätze", die aus folgenden Bestandteilen besteht:
Orthophosphorsäure 76 %
Essigsäure 6 %
Salpetersäure 3 %
Wasser 15 %, wobei alle genannten
Säurekonstituenten eine gesättigte Konzentration besitzen.
Im folgenden wird ein Beispiel einer Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre beschrieben:
Fig. 4 zeigt ein Scheibchen 30 aus Halbleitermaterial, welches zwei Hauptoberflächen 31 und 32 besitzt- Das Scheibchen oder Wafer kann irgendwelche bequemen Abmessungen besitzen, wie sie üblicherweise bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen verwendet werden. Z.B. kann das Scheibchen eine Dicke von ungefähr 0,04 cm (16 mils) und einen Durchmesser von etwa 5,1 cm (2 Zoll) besitzen. Nur ein Teil des Scheibchens 30 ist in Figur 4 dargestellt, um die Übersichtlichkeit der Figuren zu wahren.
Das Scheibchen 30 enthält einen ersten Verunreinigungstyp, der dem Scheibchen einen Leitfähigkeitstyp gibt. Es wird nachfolgend aus Erläuterungsgründen angenommen„ daß das Scheibchen 30 aus Silizium besteht, und daßder eine Leitfähigkeitstyp vom N-Typ ist. Der erste Typ des Yerunreinigungsmaterials stellt also ein Verunreinigungsmaterial dar, welches einen N-Leitfähigkeits-
S09S39/Ö839 /
typ verleiht, z.B. also Arsen oder Phosphor.
Es wird nun auf Fig. 5 Bezug genommen, in der eine einem anschließenden Verfahrensschritt folgende Schnittdarstellung des Scheibchens 30 dargestellt ist. Ein zweiter Typ eines Verunreinigungsmaterials, der dem Scheibchen eine entgegengesetzte oder P-Leitfähigkeit verleiht, wird von jeder der Hauptoberflächen eindiffundiert. Der zweite Typ des Verunreinigungsmaterials kann z.B. Gallium oder Bor sein. Das Scheibchen 30 besitzt dann drei übereinander gestapelte Schichten oder Zonen, wobei die beiden äußeren Zonen 33 und 34 vom P-Typ sind und die innere Zone 35 vom N-Typ ist. In dem Beispiel, auf welches Bezug genommen wird, und bei dem ein 0,04 cm(i6 mil) dickes Scheibchen verwendet wird, besitzen die Zonen 33 und 34 bevorzugt eine Dicke von etwa 7 Am (3 mil). Die 7 yqm-Dicke wird nach einer Diffusions-
' ο
zeit von ungefähr 45 Stunden bei 1250 C erreicht. Derartige Diffusionszyklen sind innerhalb des Stands der Technik bekannt.
Es wird nun auf Fig. 6 Bezug genommen, welche das Scheibchen der Fig. 5 mit beabstandeten Kathoden-Emitterzonen 36 zeigt, die teilweise durch die Zone 33 hindurchdiffundiert sind. Die Kathoden-Emitterzonen sind vom N-Typ und lassen sich durch Diffusion eines Verunreinigungsmaterials vom ersten Typ bei 12500C während ungefähr 10 bis 15 Stunden bilden. Derartige Diffusionszyklen sind, wie auch die vorausgegangenen Fotoresist-Maskenschritte, wohl bekannt. Die Kathodenemitterbereiche können ebenfalls durch eine andere herkömmliche
809839/0830
-yi-
Technik, z.B. durch Legieren, ausgebildet werden.
Es wird nun auf Fig. 7 Bezug genommen, die das Scheibchen 30 der Fig. 6 für das Temperaturgradienten-Zonenschmelzen oder den Thermomigrations-oder -wanderschritt vorbereitet zeigt. Längliche Körper 37s in Fig„ 7 im Schnitt dargestellt, des Verunreinigungsmaterials vom zweiten Typ, z.B. Aluminium, werden auf einer Oxidschicht 40 angeordnet, welche über der Hauptoberfläche 31 liegt. (Aus Ubersichtlichkeitsgründen ist die Oxidschicht 40 in den folgenden Figuren 6 bis 10 nicht dargestellt). Die länglichen Körper laufen senkrecht zur Zeichenebene, ihre Abmessungen lassen sich daher aus Fig. 8 nicht vollständig ersehen.
In Fig. 8 ist das Scheibchen 30 der Fig. 7 im Anschluß an den Thermowanderungsschritt gezeigt. Die länglichen Materialkörper 37 wanderten zuerst durch die Oxidschicht 40 und dann durch das Scheibchen 30 von der Hauptoberfläche 31 zur Hauptoberfläche 32„ Diese vertikale Wanderung jedes Körpers 37 läßt in ihrem Pfad eine Isolationszone 38 des entgegengesetzten, P-Leitfähigkeitstyps zurück, wobei diese Zone 38 als eine Isolationszone dienen kann. Die derart ausgebildeten Isolationszonen stellen Zonen aus Silizium dar, welches gleichförmig bis zur festen Löslichkeitsgrenze des Aluminiums in Silizium bei der Wanderungstemperatur dotiert sind. Die starkdotierten Isolationszonen erstrecken sich tatsächlich vollständig von einer Hauptoberflache zur anderen9 wie durch die Kombination der durchgehenden und gebrochenen Linien an der Stelle A für die Mittenzone gezeigt ist. Die Grenze der Isolations-
-JfS-
zone, die durch die gebrochenen Linien an der Stelle A in Fig. 8 dargestellt ist, wurde bei den anderen Isolationszonen 38 der Fig. 8 und den anschließenden Figuren aus Übersichtlichkeitsgründen weggelassen, da die Zonen 33 und 3^ P-Zonen sind und daher kein P/N-Übergang zwischen ihnen und den Zonen 38 existiert.
Das Temperaturgradienten-Zonenschmelzverfahren wird erfindungsgemäß dadurch durchgeführt, daß das Scheibchen 30 einem Temperaturgradienten ausgesetzt wird, während das gesamte Scheibchen einer erhöhten Temperatur ausgesetzt ist. Wenn die Temperatur des Scheibchens über ungefähr 8000C oder 9000C liegt, verursacht ein Temperaturgradient von einigen Grad bis zu einigen 100 , daß das Aluminium durch das Scheibchen von der kalten zur heißen Stelle läuft und längs seiner zurückgelegten Strecke eine rekristallisierte Zone zurückläßt, die mit dem festen Löslichkeitswert des Aluminiums (solid solubility limit) im Silizium bei der Wandertemperatur dotiert' ist. Als ein Beispiel für die Zeitdauer, die bei dem Wanderungsprozeß benötigt wird, sei angegeben, daß bei einer Temperatur von ungefähr 12000C und einem Temperaturgradienten von ungefähr 5° über das Scheibchen hinweg die Wanderung in ungefähr 5 bis 10 Minuten abläuft.
Fig. 8 zeigt zwei Zonen des Elements, die voneinander durch den mittleren Isolationsbereich 38, an der Stelle A, getrennt sind, und die von ihren Nachbarbereichen durch weitere Isolationszonen 38 getrennt sind. Jede Zone des Halbleiterelements besteht aus einer inneren Zone 35 mit N-Leitfähigkeit, die vollständig von einem Halbleitermaterial mit P-Leitfähigkeit umgeben ist. Es
809839/0830
sei darauf hingewiesen, daß das gesamte Scheibchen üblicherweise eine Vielzahl derartiger getrennter Halbleiterelemente-Zonen aufweist. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die Isolationszonen 38 in Form eines Gittermusters ausgebildet werden und sich daher um die gesamte Peripherie jeder Halbleiterelement-Zone erstrecken und daher jede Halbleiterelement-Zone von den Nachbarzonen wirksam trennen.
In Fig. 9 ist eine Schnittansicht des Scheibchens 30 dargestellt, welches periphere Gräben 39 aufweist, die in der äußeren Zone 33 ausgebildet sind und sich in die innere Zone 35 erstrecken. Die Gräben 39 werden mittels eines herkömmlichen photolitographischen Masken- und Ätzverfahrens hergestellt und erstrecken sich längs jeder der Isolationszonen, wie in Fig. 11 dargestellt ist. Eine Untersuchung der Fig. 9 ergibt, daß die Teile B der Zone 33 innerhalb des peripheren Grabens 39 aufgrund der Rücken- an Rücken-PN-Übergänge 41 und 42 von der Zone 34 isoliert sind. Wenn die Gräben daher mit einem Passivierungsmaterial 43 versehen sind, wie am besten in Fig. 10 ersichtlich ist, sind die beiden Halbleiterübergänge 41 und 42 vollständig mit einem einzigen Graben und der Anwendung des Passivierungsmaterials 43 vollständig passiviert. Das Passivierungsmaterial 43 kann aus Glas bestehen, welches in bekannter Weise verwendet wird. Es sei jedoch bemerkt, daß auch andere Passivierungsmaterialien verwendet werden. So läßt sich z.B. ein Oxid oder ein anderes geeignetes organisches Passivierungsmaterial vorteilhaft verwenden.
809839/0830
1S
Wenn das Scheibchen 30 durch die Isolationszonen 38
unterteilt wird, vgl. Fig. 10, werden einzelne Scheibchen oder Pellets 44 gebildet, von denen jedes ein
vollständig individuelles Halbleiterelement-Pellet darstellt. Die Fachleute werden die Pellets 44 als Thyristor-Pellets erkennen. Schließlich werden Metallkontakte 45t ^6 und 47 in herkömmlicher Weise aufgebracht. Eine Aufsicht auf ein Pellet 44 ist in Fig. 11 gezeigt.
809839/0830
Le
e r s e i t e

Claims (8)

  1. i\62'5- jt-:T- 1026
    General Electric Company
    Patentansprüche:
    m Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein Körper aus Halbleitermaterial vorgesehen wird, das eine Oxidschicht auf mindestens einem ausgewählten Teil mindestens einer Oberfläche des Körpers aufgebracht wird, daß das Oxid der Oxidschicht aus der Gruppe bestehend aus Siliziumoxid und Germaniumoxid ausgewählt wird, daß ein Verunreinigungsmaterial selektiv auf der Oxidschicht abgelagert wird, daß der Körper einer erhöhten Temperatur und einem thermischen Wanderungs-Temperaturgradienten durch den Körper und die Oxidschicht ausgesetzt wird, wodurch das Verunreinigungsmaterial thermisch durch das Oxid und den Halbleiterkörper hindurchwandert.
    SQ9839/Ö838
    ORIGINAL INSPECTED
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Vorsehen der Oxidschicht einen Unterschritt enthält, bei dem die Oxidschicht auf der einen Oberfläche aufgebracht wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper aus der Gruppe bestehend aus Silizium, Germanium, Siliziumcarbid und Galliumarsenid ausgewählt ist.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Vorsehen oder Herstellen der Oxidschicht einen Unterschritt enthält, bei dem die Oxidschicht in situ auf dem Körper thermisch aufgewachsen wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Verunreinigungsmaterial aus der Gruppe, bestehend aus Aluminium und Gallium ausgewählt wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt, in dem das Verunreinigungsmaterial selektiv abgelagert wird, eine schichtförmige oder Bedeckungsablagerung und selektive photolitographische Entfern-Unterschritte umfaßt.
    8Q983S/Ö830
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidschicht eine Dicke besitzt, die größer als etwa 6000 Angström ist.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Körper als Scheibchen oder Wafer ausgebildet ist.
    809839/08
DE19782811207 1977-03-18 1978-03-15 Temperaturgradient-zonenschmelzverfahren durch eine oxidschicht Withdrawn DE2811207A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/778,859 US4076559A (en) 1977-03-18 1977-03-18 Temperature gradient zone melting through an oxide layer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2811207A1 true DE2811207A1 (de) 1978-09-28

Family

ID=25114609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19782811207 Withdrawn DE2811207A1 (de) 1977-03-18 1978-03-15 Temperaturgradient-zonenschmelzverfahren durch eine oxidschicht

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4076559A (de)
JP (1) JPS53124965A (de)
DE (1) DE2811207A1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4178192A (en) * 1978-09-13 1979-12-11 General Electric Company Promotion of surface film stability during initiation of thermal migration
US6333245B1 (en) 1999-12-21 2001-12-25 International Business Machines Corporation Method for introducing dopants into semiconductor devices using a germanium oxide sacrificial layer
US6403407B1 (en) * 2000-06-02 2002-06-11 International Business Machines Corporation Method of forming fully self-aligned TFT with improved process window
US11005446B2 (en) 2019-05-07 2021-05-11 Fox Enterprises, Inc. Resonators and devices with a pixel electrode operating across a gap
US10931284B2 (en) 2019-05-07 2021-02-23 Fox Enterprises, Inc. Resonators and devices with pixel based electrodes operating across a gap

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2813048A (en) * 1954-06-24 1957-11-12 Bell Telephone Labor Inc Temperature gradient zone-melting
US3901736A (en) * 1973-10-30 1975-08-26 Gen Electric Method of making deep diode devices
US3899362A (en) * 1973-10-30 1975-08-12 Gen Electric Thermomigration of metal-rich liquid wires through semiconductor materials
US3897277A (en) * 1973-10-30 1975-07-29 Gen Electric High aspect ratio P-N junctions by the thermal gradient zone melting technique
US4042448A (en) * 1975-11-26 1977-08-16 General Electric Company Post TGZM surface etch
US3998662A (en) * 1975-12-31 1976-12-21 General Electric Company Migration of fine lines for bodies of semiconductor materials having a (100) planar orientation of a major surface

Also Published As

Publication number Publication date
US4076559A (en) 1978-02-28
JPS53124965A (en) 1978-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE68926261T2 (de) Symmetrische sperrende Hochdurchbruchspannungshalbleiteranordnung und Verfahren zur Herstellung
DE2317577C2 (de) Verfahren zur Herstellung dielektrisch isolierter Halbleiteranordnungen
DE112015001055B4 (de) Halbleitereinheit und Verfahren zur Herstellung einer Halbleitereinheit
DE2040911A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements
DE1944793C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer integrierten Halbleiteranordnung
DE1246890B (de) Diffusionsverfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements
DE1130932B (de) Verfahren zur Herstellung kleinflaechiger pn-UEbergaenge in Halbleiter-koerpern von einem Leitfaehigkeitstyp von Halbleiteranordnungen, z. B. Dioden oder Transistoren
DE1926884A1 (de) Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
DE1094369B (de) Herstellungsverfahren eines dicken, eigenleitenden Gebietes am pn-UEbergang in einem Halbleiterkoerper einer Halbleiteranordnung
DE2133184A1 (de) Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauteilen
DE2633569C2 (de)
DE2109352C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines lateralen bipolaren Halbleiter-Bauelements
DE1564829C3 (de) Verfahren zum Herstellen eines Feldeffekttransistors
DE2448015C2 (de) Verfahren zum Herstellen von Zweiwegthyristortrioden
DE1764180B2 (de) Verfahren zum einstellen der ladungstraeger lebensdauer in einer oertlich begrenzten zone eines halbleiterkoerpers
DE1489250A1 (de) Halbleitereinrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE3851175T2 (de) Bipolartransistor mit Heteroübergängen.
DE2811207A1 (de) Temperaturgradient-zonenschmelzverfahren durch eine oxidschicht
DE2448014A1 (de) Gesteuerter silizium-gleichrichter und verfahren zu dessen herstellung
DE2247911C2 (de) Monolithisch integrierte Schaltungsanordnung
DE2653311A1 (de) Verfahren zum herstellen eines halbleiterelementes
DE69834096T2 (de) Verfahren zur herstellung einer halbleiteranordnung mit schottky-übergang
DE2504846A1 (de) Halbleiteranordnung mit gleichrichtender grenzschicht
DE1564170C3 (de) Halbleiterbauelement hoher Schaltgeschwindigkeit und Verfahren zu seiner Herstellung
DE1764829B1 (de) Planartransistor mit einem scheibenfoermigen halbleiter koerper

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee