DE4218652A1 - Verfahren zum Herstellen eines Aluminium-Dotierungsprofils - Google Patents
Verfahren zum Herstellen eines Aluminium-DotierungsprofilsInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen
eines Aluminium-Dotierungsprofils in einem Silizium-Halb
leiterkörper durch Belegen oder Implantieren eines ober
flächennahen Bereichs des Halbleiterkörpers mit Aluminium
und durch anschließendes Eintreiben des Aluminiums in
oxidierender Atmosphäre in eine vorbestimmte Tiefe.
Ein solches Verfahren ist Stand der Technik. Es wird üb
licherweise dazu verwendet, bei einem n-leitenden Halblei
terkörper einen pn-Übergang mit geringem Dotierungsgra
dienten einzustellen. Die Beigabe von Sauerstoff zur Gas
atmosphäre im Eintreibraum und die daraus folgende Bil
dung einer Oxid-Schicht auf der Silizium-Oberfläche wird
im allgemeinen vorgenommen, um eine gute Qualität der
Silizium-Oberfläche nach Abätzen dieser Oxidschicht zu
gewährleisten. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß das
Aluminium bei dem üblichen Eintreibschritt in oxidierender
Atmosphäre insbesondere dann relativ stark und inhomogen
aus dem Halbleiterkörper wieder ausdiffundiert, wenn das
Aluminium bis zu einer großen Tiefe in der Größenordnung
von 100 µm in den Halbleiterkörper eingetrieben werden
soll. Dies führt zur Inhomogenität der Aluminium-Randkon
zentration und des Schichtwiderstandes der mit Aluminium
dotierten Schicht.
Zurückführen läßt sich dieses im wesentlichen auf eine
Wechselwirkung zwischen dem im oberflächennahen Bereich
des Siliziums sitzenden Aluminium und der während des Ein
treibens wachsenden Siliziumoxidschicht. Hierbei bildet
sich auch Aluminiumoxid.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren der angegebenen
Art derart weiterzubilden, daß die erwähnte Wechselwir
kung zwischen der oxidierenden Atmosphäre und dem Aluminium
mindestens stark vermindert wird.
Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß das Aluminium nach
dem Belegen bzw. Implantieren und vor dem Eintreiben in
oxidierender Atmosphäre im Vakuum in eine Tiefe eingetrie
ben wird, die geringer ist als die vorbestimmte Tiefe.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unter
ansprüche.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in
Verbindung mit den Fig. 1 bis 3 näher erläutert. Dabei
zeigen die Figuren einen Halbleiterkörper nach charakteris
tischen Verfahrensschritten.
In Fig. 1 ist ein n-leitender, aus Silizium bestehender
Halbleiterkörper 1 gezeigt. Er wird z. B. im Vakuum bei
einer Temperatur von z. B. 960-1000°C für die Dauer von
z. B. zwei bis sechs Stunden mit Aluminium belegt. Dabei
entstehen stark mit Aluminium dotierte Siliziumschichten
2, 3 (Fig. 1) auf der Oberseite und Unterseite des Halb
leiterkörpers 1. Diese Schichten haben beispielsweise
eine Dicke zwischen 1 und 2 µm. Als nächstes (Fig. 2)
werden die Schichten 2, 3 in einer Vakuumampulle bei z. B.
1230°C für eine Dauer von 10 Stunden in eine Tiefe W1
eingetrieben. Die Schichten 2, 3 sind dann beispielsweise
jeweils 60 µm dick.
Als nächster Schritt (Fig. 3) werden die Schichten 2, 3
in oxidierender Atmosphäre, z. B. in einem offenen Rohr
bei einer Temperatur von z. B. 124O°C für eine Dauer von
z. B. 20 Stunden weiter in eine Tiefe W2 eingetrieben.
Hierbei stellt sich eine Dicke der Zonen 2, 3 von z. B. 90
µm ein. Außerdem bilden sich Siliziumoxidschichten 4, 5
auf den Schichten 2, 3.
Das Vor-Eintreiben des Aluminiums in Vakuum bewirkt, daß
sich ein Großteil des Aluminiums schon deutlich von der
Oberfläche des Halbleiterkörpers ins Scheibeninnere ent
fernt hat, wenn anschließend unter oxidierender Atmosphäre
weiter eingetrieben wird. Die Wechselwirkung der eindiffun
dierten Aluminium-Atome mit den Siliziumoxidschichten 4, 5
wird damit deutlich reduziert. Durch das beschriebene Vor-
Eintreiben in der Vakuumampulle wird die Homogenität des
Schichtwiderstandes der mit Aluminium dotierten Schicht
deutlich verbessert. Außerdem wird es leichter, den Wert
des Schichtwiderstandes zu reproduzieren.
Anstatt in einer Vakuumampulle einzutreiben, könnte auch
eine andere Vakuumdiffusion verwendet werden, wie z. B.
ein Hochtemperaturschritt in einem sogenannten "Rapid
Thermal Annealer".
Allgemein empfiehlt es sich, im Vakuum so weit voreinzu
treiben, daß ein Großteil des Aluminiums von der Oberfläche
so weit entfernt ist, daß er mit den sich bildenden Oxid
schichten 4, 5 nicht in Wechselwirkung treten kann. Es
empfiehlt sich dabei, das Aluminium im Vakuum in eine Tie
fe W1 einzutreiben, die etwa ein Drittel bis zwei Drittel
der vorbestimmten Tiefe W2 beträgt. Die Belegungstemperatur
ist in jedem Falle niedriger als die Eintreibtemperatur.
Anstatt die Oberfläche mit Aluminium zu belegen, kann das
Aluminium auch durch Implantieren in einen oberflächen
nahen Bereich eingebracht werden.
Claims (3)
1. Verfahren zum Erzeugen eines Aluminium-Dotierungspro
fils in einem Silizium-Halbleiterkörper durch Belegen oder
Implantieren eines oberflächennahen Bereichs des Halblei
terkörpers mit Aluminium und durch anschließendes Eintrei
ben des Aluminiums in oxidierender Atmosphäre in eine
vorbestimmte Tiefe,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Aluminium nach dem Belegen und vor dem Eintreiben in
oxidierender Atmosphäre im Vakuum in eine Tiefe (W1)
eingetrieben wird, die geringer ist als die vorbestimmte
Tiefe (W2).
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Aluminium im Vakuum in eine Tiefe (W1) eingetrieben wird,
die etwa ein Drittel bis zwei Drittel der vorbestimmten
Tiefe (W2) beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß im
Vakuum bei einer Temperatur eingetrieben wird, die höher
ist als diejenige Temperatur, bei der belegt wird.
Priority Applications (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4218652A1 true DE4218652A1 (de) | 1993-12-09 |
DE4218652C2 DE4218652C2 (de) | 1996-04-04 |
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ID=6460509
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DE19924218652 Expired - Fee Related DE4218652C2 (de) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | Verfahren zum Herstellen eines Aluminium-Dotierungsprofils |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4266990A (en) * | 1979-10-25 | 1981-05-12 | Hitachi, Ltd. | Process for diffusion of aluminum into a semiconductor |
US4451303A (en) * | 1982-01-18 | 1984-05-29 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Diffusion of aluminum |
US4525224A (en) * | 1981-03-02 | 1985-06-25 | Bbc Brown, Boveri & Cie | Method for the doping of supporting silicon plates for the manufacture of semiconductors |
US4820656A (en) * | 1986-09-30 | 1989-04-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for producing a p-doped semiconductor region in an n-conductive semiconductor body |
-
1992
- 1992-06-05 DE DE19924218652 patent/DE4218652C2/de not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
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DE4218652C2 (de) | 1996-04-04 |
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