DE2014797A1

DE2014797A1 - Halbleiter-Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2014797A1
Application number: DE19702014797
Authority: DE
Inventors: Michiyoshi Koganei Tokio Maki (Japan). P HOIl
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1969-03-28
Filing date: 1970-03-26
Publication date: 1970-10-08
Also published as: GB1310412A; JPS492786B1; FR2037281B1; NL7004496A; FR2037281A1; DE2014797B2; NL154866B; US3725145A

Description

DA-3490

Beschreibung zu der

Patentanmeldung

HITACHI, Ltd., 1-5-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo/j apan,

betreffend

Halbleiter-Bauelement

und Verfahren zu seiner Herstellung

(Priorität: 28. März 1969 - Japan - Nr. 23 108)

Die Erfindung bezieht sich auf ein. Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementen und betrifft insbesondere ein verbessertes Verfahren zum selektiven Eindiffundieren eines den Leitfahigkeitstyp bestimmenden Störstoffs in einen kristallinen Halbleiterkörper zur Bildung eindiffundierter Zonen, von denen mindestens zwei unterschiedliche Diffusionstiefe aufweisen; die Erfindung bezieht sich ferner auf die nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Produkte.

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Bai dar Herstellung von Halbleiter-Bauelementen, insbesondere für integrierte Schaltungen, bei denen viele Schaltungselemente via Transistoren, Dioden, Widerstände und Kondensatoren in einem geraeinsamen Halblaiter-Trägerma~ terial gebildet werden, ist der Vorgang das Eindiffundierens des Störetoffes, insbesondere des selektiven Eindiffundierens eines den Leitfähigkeitstyp bestimmenden Störstof^ in das Trägermaterial von grosser Wichtigkeit. Sin Erfordernis besteht zum Beispiel darin, dass eindiffundierte Zonen mit unterschiedlichen Diffusionstiefen in einem gemeinsamen Halbleiter-Trägermaterial gebildet werden können, Um beispielsweise in einem gemeinsamen Trägermaterial einen ersten Transistor für Hochfreguenzsignala und einen zweiten Transistor für grosse Ausgangsleistung herzustellen, ist es zweckmässig, die Basisbreite des ersten Transistors viel kleiner zu gestalten als die des zweiten Transistors. Bei der Herstellung vielfacher Widerstandszonen mit unterschiedlichen Widerstandswerten in einem gemeinsamen Halbleiter-Tragermaterial ist es ferner zweckmässig, die Diffusionstiefen der einzelnen WiderstandsEonen unterschiedlich auszuführen, um die Oberfläche des Trägermaterials besser auszunützen. Ferner ist es insbesondere bei Halbleiter-Bauelementen für integrierte Schaltungen bekannt, dass eindiffundierte Isolationszonen tiefer gebildet werden sollten als sonstige eindiffundierte aktive Zonen. Bei den bisherigen Verfahren, die mit mehreren Diffu-

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sionssohritten arbeit »ten, um solche eindiffundierte Zonen ■it unterschiedlichen Tiefen su bilden, i*t es Jedoch erforderlich, di· DIfftt*ionsbedingun<jeK bei jedem Diffusioneschritt mu Überwachen, was kompllKierte Verfahren, höh· Kosten und lechteile but Folge hat.

Unter den st» Stand der Technil; gehörenden Vorsc&l&gen befindet sieh mir Zeit auch ein Iönenbeechuss-Ver· fahren ale eine weiter· Method*, eindiffundierte Zonen mit untttreahiedliehen Tiefen su «rsielen· Diese Methode bewirkt jedooh infolge von gitterfehlern, die dabei in des Halbleiterkörper gebildet werden, gro··* Teitler in den elektrischen ligeneöhaften.

Sin· dir Hauptaufgaben der Erfindung besteht also dftria, «in Terbeieertec Verfahren sur Herstellung ron HaIbleAter»Bcnel eatnt<a wa tohaffen· Iffisbesondere seil ein rerbeieert— VTf$bxm «um eelektirea Sindiffundieren eines StOrstoff· in elfte· kristallinen HalMeiterk&rper geschaffen weram, wobei di· Ulffiräo&e«aedMisxligkdit steuerbar sein soll« &«jbei sollen in «ine« aieiilnsa—n Halbleiterkörper nindestens iwei «ijKliffundierte Zonen «it voneinander yerschiedenen Tiefen hergestellt venten· Oder ·· sollen aindestens swei Transistoren, bei denen die Basisbreite zwiechen der Emitter- und der Collektorsone unter sohl edlioh ist, oder mindestens zwei

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eindi.ffundierte Widerstände mit unterschiedlichen Diffusions· tiefen oder eine eindiffundierte Zone zur gegenseitigen Isolierung von SchaLturtrrselementen in einer integrierten Halb·» leiter-Schaltung hernestellt werden.

Erfindungsgemäss wird eine eindiffundierte Halbleiter-Zone durch die folgenden Schritts gebildet:

^ (a) in dan Halbleiter-Trägermaterial wird zur Bildung

einer ernten Zone ein Element eindiffundiert, das den Leitfähirfkeitstyp des Trägermaterial β nicht beeinflusst und einen anderen Ionanradius aufweist als das Element, das die Diamant-Kristallstruktur des Halbleiter-Tragermaterials bildet;

(b) in diese eindiffundierte Zone wird dann ein den Leitfähigkeit styp bestimmender Störatoff eindiffundiert.

Gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Element der Gruppe IV dae Periodensystems (ausser Silizium), nämlich Germanium, Zinn, Titan, Zirkonium, Hafnium oder Blei selektiv bis zu einer bestimmten Tief· in einen monokristallinen SiliziumkSrper eindiffundiert, um eine erste eindiffundierte Zone zu bilden; sodann wird ein aktiver oder den LeitfShigkeitstyp bestimmender Störstoff wie Bor, Aluminium, Gallium, Indium, Arsen, Antimon oder Phosphor selektiv in die aus einem Element der Gruppe IV bestehende Zone

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sowie gleichzeitig in eine zweite Zone des Siliziumkörpers aindiffundiert, in die das Element der Gruppe IV nicht eindiffundiert worden war. Bei diesem Verfahren wird die Diffusion des aktiven Störstoffs durch die Anwesenheit des in die erste Zone eindiffundierten Elements der Gruppe IV gefördert, sodass der aktive Störstoff in die erste Zone tiefer eindiffundiert als in die zweite Zone des Siliziumkörpers. Die nachstehende Erklärung wird hypothetiach als einer der Gründe für diese Phänomen angenommen, wenn auch der Erfinder an die Richtigkeit theoretischer Erklärungen nicht gebunden werden darf« Wahrend der Ionenradius von Silizium 1,17 & betragt, liegen die Radien von Germanium, Zinn, Titan, Zirkonium, Hafnium und Blei bei 1,22 S, MQ K M* ft, 1;58 S, 156 ft bzw, 1,44 Ä. Die Unterschiede zwischen den Ionenradien gegenüber Silizium betragen also +0,05 8, +0/23 ft, +0,27 8, +0,41 S, +0,39 Ä bzw. +0,27 8. Wird ein monokristalliner Siliziumkörper mit einem derartigen Element in bestimmter Konzentration dotiert, so bewirkt dieses Element in dem SiIiziumkörper innere Spannungen oder Verformungen, wobei das Kristallgitter der Silizium-Diamantkristallstruktur expandiert, schwillt, kontraktiert oder schrumpft. Die Aktivierungeenergie für das Eindiffundieren eines Störstoffs in einen kristallenen Körper ist als Funktion der Gitterkonstant· des Körpers definiert. Auch die Diffusionsgeschwindigkeit eines Störstoffs hängt /on der Gitterkonstante ab. Es 1st daher möglich, die Diffu-

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sionsgeschwindigkeit eines.Storetoffa zu steuern oder bei ainem monokristallinen Körper dadurch partiell unterschiedlich zu machen, dass die Gitterkonstante gesteuert oder in dem Körper partiell verschieden gemacht wird. Insbesondere verstärkt da3 Eindiffundieren von Germanium oder Zinn in «ainen monokristallinen Siliziumkörper wegen der sich ergebenden inneren Spannungen die anschliessende Diffusion eines aktiven Störstoffs.

Diese und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung argeben sich im einzelnen aus der nachstehenden Be.ichreibun-- bevorzugter Ausftüirungsbei spiele anhand der Zeichnungen; darin zeigen

Fig. l(a) - l(e) Sclinittdarstellungen durch einen Teil einer Anordnung von Kaiblaiter-Bauelementen in verschiedenen Phasen des erfindungagomäesen Herstellungsverfahrensj

Fig. 2 und S Schnittdarstellungen aur Erläuterung andexer Äusführungßbeispiele der Erfindung;

Fig. 4 ein Diagramm zur Darstellung der Verteilung

der Störstoffkonzentration in einem erfindungsgemäss hergestellten Halbleiter-Bauelement;

Fig. 5,6(a) und 7 3chematische Darstellungen eines zur Durchführung der Srfindung geeigneten Apparates;

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Fig« 6(b) ein Diagramm, das eine gewünschte Verteilung der Heiztemperatur in dem in Fig. 6(a) gezeigten Apparat veranschaulicht;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäss hergestellten Halbleiter-Bauelementn;

Fig« 9.Ca) bis 9 Cf) und 10(a) bis 10(e) Querschnitte durch ©in©n Teil einer integrierten Kalbleitar-Schaltungsanordnung bzw. durch einen PNP-Transistor in verschiedenen Phasen des erfindungsgera&ssen Herstellungsverfahrens;

Fig« 11(a) ein schematisches Schaltbild, das ein Feldeffekt-Elernent mit isolierter Torelektrode mit einer Schutzvorrichtung zeigt; und .

Fig, ll(b) einen Qtierschnitt durch einer, nach dam arfindungsgeia&ssen Verfahren hergesteilten Feldeffekt-Transistor mit isolierter Torelektrode.

Beispiel 1 .

Die grundsätslichen Schritte bei der Herstellung tor Halbleiter-Bauelementen nach der Erfindung sind in Fig. Ka) bis !.(·) für das spezielle Äusführungsbeispiel von ΪΙΡΝ-Siliziumtransistören gezeigt, die in einem gemeinsamen nonökristallinen SiIisium-Trägarmaterial gebildet

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Wie in Fig. l(a) gezeigt, wird zunächst ein monokristalline3 K-Silisiumträgenaatorial 12 mit einer Hauptoberflache von einem, schützenden Isoliarfilra 14 überzogen, der beispielsweise aus Siliziumoxid mit ainer StSrke von etwa 5 OCO bis 6 000 ft besteht und eine Öffnung 16 aufweist, die einen Teil der Haupt oberfläche dös Trägermaterial 12 freilegt· Der etwa aus Siliciumoxid bestehende FiIn 14 kann durch verschiedene in dex Technik bekannte Mittel erzeugt werden, etwa durch elektrochemische Behandlung oder durch Erhitzen des Trägermaterial3 auf eine Temperatur zwischen 900 und 1300° C in einer dampfhaltigen oxidierenden Atmosphäre; ähnlich kann die Öffnung 16 in dem Film 14 durch herkömmliche FotograTiertechniken gebildet werden» Wie in Fig. l(b) gezeigt, wird dann durch die verschiedenen weiter unten erwähnten Methoden ein Element der Gruppe 17 des Periodensystems wie Germanium, Ziroi, Titan, Zirkonium, Hafnium oder Blei durch die öffnung 16 hindurch selektiv in das Tragermaterial 12 eindiffundiert, wodurch eine erste eindiffundierte Zone 18 gebildet wird. Bei diesem Diffusions3chritt wird ein (in Fig.Kb) nicht gezeigter) neuer dünner Oxidfilm, der im wesentlichen aus Siliziumoxid besteht, an der Oberfläche dieser ersten Zone 18 gebildet. Die Zone 13 hat den gleichen LeitfShigkeitstyp, nämlich N, wie das Trägermaterial 12, de. ein solches Element den Leitfähigkeitstyp der Zone nicht beeinflusst. S3 ist erwünscht, dass die Oberflachenkonzentration.

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dieses Elements in der ersten eindiffundierten Zone 18 nicht

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unter lO Atomen/cm liegt. In Übereinstimmung mit den Ergebnissen vieler Versuche ist festgestellt worden, dass ein© Oberfläd

ter ist.

Oberflächenkohzentration von über 10 Atomen/cm vorteilhaf-

In Fig. l{b) gibt die gestrichelte Linie 20 die Grenzfläche zwischen dem Tragermaterial 12 und der eindiffundierten Zone 18 an, die als diejenige Grenze definiert ist, an der das eindiffundierte Element in einer Konzentration von 10 Atomen/cm vorliegt· In dem speziellen Äusführungsbei spiel wird zur Bildung der Zone 18 in das Trägermaterial 12 Gerraa·· nium mit einer Oberfiachenkonsentration von etwa 10 Atomen/cm eindiffundiert, und die Grenzlinie 20 liegt etwa 5 Mikron &i} unter der Haupt oberfläche des Trägerraaterials, Die Tiefe der eindiffundierten Zone 18 beträgt also etwa 5 _u.„ Zu beachten ist, dass der Siliziumoxidfilm 14 eina Stärke von nicht inniger als 4 000 Ä zum Abdecken der Germaniumdiffusion haben sollte. Wie in Fig. l(c) gezeigt, werden sodann durch konventionelle Fotograviertechniken in dem Film 14 und dem oben erwähnten neuen Oxidfilm Öffnungen 22 und 24 ausgebildet, um die Oberfläche der ersten eindiffundierten Zone 18 sovde einen weiteren Bereich der Hauptoberfläche des Trägermaterials 12 an einer Stelle, an der die erste Zone 18 nicht ausgebildet worden ist, freizulegen.

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Gemäes Fig.Kd) wird dann durch die verschiedenen herkömmlichen Diffusionsmethoden ein den P-Leitfahigk«itatyp bestimmender Störstoff wie Bor duroh die Öffnungen 22 und 24 in die erste Zone 18 und das Tragermaterial 12 eindiffundiert, um die P-Zonen 26 bzw. 28 zu bilden. Bei diea3m Schritt diffundiert der Störstoff, wie etwa Bor, in die erste Zone 18 tiefer ein als in den anderen Bereich des Trägermaterials 12, P da die Anwesenheit eines Elementes wie Germanium oder Zinn, wie oben erörtert, die Diffusion eines Störstoffs wie etwa Bor fördert. Bai diesem Schritt werden wiederum an der durch die Öffnungen 22 und 24 freiliegenden Oberfläche neue Oxidfilme 34 bzx*» 36 gebildet, di© im wesentlichen aus Siliziumoxid bestehen.

In Fig. l(d) geben die Ziffern 30 und 32 die PN-Übergangszonen an, die zwischan den eindiffundierten P-Zonen und dam N-Trägermaterial bestehen, während Dl die Differenz zwischen den Diffusionstiefen der Zonen 26 und 28 zeigt. Bai diesem speziellen Äusführungsbeispiel wurde Bor in das auf eine Temperatur von etwa 1200° G erhitzte Trägermaterial 12 bis zu einer Tiefe von etwa 2 u bzw. in die erste Zone 18 bis zu einer Tiefe von etwa 5 μ mit einer Tiefendifferenz Dl von etwa 3 jx und einer Oberflächenkonzentration von etwa ΙΟ*⁹ Atomen/cm eindiffundiert. Sodann werden in dem Film 14 sowie den neuerdings gebildeten Oxidfilmen 34 und 36 wiederu»

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(nicht gezeigte) öffnungen gebildet« um die Hauptoberfl&chen der eindif fundier ten P«Zonan 26 und 28 partiell freizulegen, und durch herkömmliche Diffusionstechniken wird durch die Öffnungen hindurch in die P-Zonen 26 und 28 ein N-StSrstoff wl# Phosphor, Antimon oder Arsen selektiv aindiffundiert, um die in Fig. lie) gezeigten N-Zonen 38 und 40 zu bilden. Bei diesem Piffusionsschritt stellt man fest, dass die-N-Zon©n 38 und AO sieh· mit im wesentlichen gleicher Tiefe bilden, wobei die Zone 36 ein Element wie Germanium enthält.

Die folgende Hypothese wird als einer der Hauptgründe für diese Beobachtung angenommen. Da durch den Ver-> fafrrensschritt gemäss Fig, Kd) Germanium'und Bor schon in der Zone 26 enthalten sind, und der Ioitsnradius von Bor Q_e88 S_t somit also die ßadiusdifferenz gegenüber Silisium «4), 84 8 beträgt, wird das aus der Eindif fundierung von (3eraasdum resultierende erweiterte Sitter durch das Eindiffundl«r«m ton Bor kontrahiert« Hit anderen Werten, das erweitert· Sitter wird durch das Eindiffundieren von Bor kompen-

* lind di· Gitterkonstant© in der Zone 26 wird etwa gleich de» SilieiumxTrageraaterials. Bei dem vorliegenden Ausfilhrungebeispiöl wird bei diesem Schritt Phosphor durch die Öffnungen in die P-Zonan 26 und 28 eindiffundiert, wodurch !»Äonen 88 und 40 τοη etwa Ijx Dicke gebildet werden.

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Schliesslich werden in dem Film 14 einschlieeslioh dam neugebildsten Oxidfilm Öffnungen gebildet, um die Oberflächen der Zonen 38_C 26, 40 und 28 partiell freizulegen, und es werden durch herkömmliche Metall-Aufdampf- oder Fotogravier-Techniken gam&ss Fig. l(e) Metallkontakte 42, 44, 46 und 48 beispielsweise aus Aluminium angebracht. Somit werden in dem gemeinsamen Halbleiter-Tragermaterial 12 zwei KPN-Transisto-" ren Tl und T2 mit N-Emitterzonen 38 bzw. 40, P-Basiszonen 26 bzw. 28 und H-Kolloktorzonen SO bzw. 52 hergestellt. Ee ist zu beachten, da38 dis Transistoren Tl und T2 gemäss Fig. l(e) unterschiedliche Baßisbreiten Wl und V/2 aufweisen, wobei der Transistor Tl eine Basisbreite Wl von etwa 4 μ und der Transi* stör T2 eina Basinbrcite V/2 von etwa 1 μ hat. Tl kann als Transistor für grosso Ausgangsleistungen und T2 als Transistor für Hochfrequenzsifjriala verwendet werden,

. Zur einfacheren Erklärung der vorliegenden Erfindung sind bei diesem. Äusführungsbeispiel keine llittel zur gegenseitigen Isolierung der Transistoren gezeigt; derartige Mittel können jedoch in dem Tragermaterial 12 zwischen den Kollektorzonen 50 und 52 nach den herkömmlichen oder den oben erwähnten Methoden ausgebildet werden« Beispielsweise kann eine PN-Übergangs- oder dielektrische Isolation verwendet werden.

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Anhand von Fig, 5 bis 7 sollen im folgenden di.9 Verfahren zvm Eindiffundieren eines Elements der Gruppe; W wie Germanium und Zinn in ein Siligium-Tragermstteiictl beschrieben werden. Die Verwendung von GarmaniTirahalogöniden wi# GeCl^, SeBr^ oder «-Oxiden wie etwa GeOg odor GeSi a&& StSrstoffquell» für das' Eindiffundieren von Görmaniuffi in ein Siliziuia-TragQrmaterial und die Verwendung eines Zinn-Halogenids wie etwa ShCl^ for das Bindiffuxidieren von Zinn in ein Siliaiiiia~TrSiiermaterial ist sear

(A) Ein ZMM Eindiffundieren von Germanium oder " Sinn unter Verwendung von GeCl^_r GeBr* oder SnCl* als Störstoff quelle geeigneter Apparat ist in Fig. 5 dargestellt. Der Apparat umfasst ©inen offenen rohrförmigen Diffusionsofen 60 mit einem länglichen Quarzrohr 62v dessen linkes Ende als Eingangsssi te geaeigr: ist» Sin Behälter 66 zur Auf» naiwe= von GeGl_Ar GeBr« oder SnCI_A wird durch ©inen W&naeisö* lator auf eines- Temperatur von etwa OF C gehaltene In den Behtlter wi«i Stickstoffgas eingeführt, und das mit GeCl₄, GeBiT^ oder SnCl^ gesättigt» fig-Gas CQuellengas) wird ait einem aus Stickstoff und Sauerstoff bestehisnden frSgergas in daflp Rohr $2 eingeführt. In dem Kohr Bt sind Halbleiter-· KtSttchenr auf &ixt QüarztaKLett M aufgeiaden,, <S$m durch einelUrfizeinrlöhtung auf eine ieraperatar von 1050 bis 1300° C er* winnfe werden* ttefeer den folgenden Bedingungen wird beispiels-

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weise Germanium in ein SiliziuaplSttciien sit einer Oberfiachen-StörStoffkonzentration von etwa 10 Atomen/cm eindiffundiert ι

StSrstoffquelle GeCl₄

[N₉ (4 1/toin) Trägergas |*

*F γτι,__μ.—.m.«,.. j_._»_ j_Ä— tyi Hii.t... 1 α/\ζ·\Ο

Quellengas 20 bis 50 σσα/ϊ&η

Temperatur der Plättchen 1200° C Diffusionsdauer 1 Stunde.

Diese Bedingungen können entsprechend der gewünschten Oberflächen-Störstoffkonzentration und/oder der gewünschten Diffusionstiefe geändert werden.

(B) Ein zum Eindiffundieren von Germanium unter Verwendung von GeO« als Störstoffquelle geeigneter Apparat ist in Fig. 6(a) und 6(b) gezeigt. Die Störstoffquelle GeO^ wird in ein Quarzschiffchen 63 geladen, und ein aus N« und 0-bestehendes gemischtes Tragergas wird an einer offenen Seite in das Quarzrohr 62 eingeblasen· Ss igt zweckmässig, die Temperaturverteilung in dem Rohr 62 gemäss den in Fig. 6(b) gezeigten Diagramm zu halten. Der Teil, in dem sich dae Schiffchen 68 befindet, wird durch eine erste Heizeinrichtung auf eine Temperatur von etwa 600° C erwärmt, wahrend der andere Teil, in dem sich die HalbleiterplÄttchen befinde», το»

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einer sweiten Heiseinrichtung auf eine Temperatur τοπ etwa C erwärmt wird»

(C) In Fig. 7 ist ein Apparat gezeigt, der sich Eindiffundieren von Germanium unter Verwendung eines im wesentlichen aus legiertem GeSi bestehenden Pulver als Stör« stoff quelle eignet. Der Ofen umfasst ein geschlossenes Quarz· röhr 70· Das im wesentlichen aus legiertem QeSi bestehende Pulver sowie die HalbleiterplSttchen werden in Quarzschiffchen 72 bzw. 74 geladen«, Es ist sweckmassig, den Dampfdruck

Röhr 70 auf etwa 10"⁶ mm Hg zu halten und die Plättchen auf etwa 1200° C zu erwärmen. Zu beachten ist, dass die Ztiaamasnsetsung dar St8rstoffquell® GeSi gemäss folgender Tabelle in Oberöinstiniüiung ffi.it d©r bestimmten Oberflächen-Storetoffkonsentration der eindiffundierten Zone geändert kann:

Dberfiaoheii-St@rstoff- konsentr^tion	Zusammesieetzung des 6eSi(Atom-%)	Si
(Atojne/caa )	Ge	90 '
	10	99
10»	1	99,9
10¹⁹	0.1

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Beispiel 2

Anhand von Pig. 2, 3 und 4 soll im·:folgenden eine Modifikation des erfindungsgemässen Verfahrens erläutert werden. Das Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementen gemass diesem Beispiel 2 entspricht dem nach Beispiel 1 mit Ausnahme des in Fig. l(d) gezeigten Schrittes für das Eindif- |t fundieren von Bor. Während bei diesem Schritt im Beispiel 1 Bor in das Halbleiter-Trägermaterial 12 bis zu einer Tiefe ron etwa 2 u bzw. in die erste Zone 18 bis zu einer Tiefe von etwa 5 μ eindiffundiert wird, diffundiert in dem vorliegenden Beispiel 2 das Bor entweder tiefer oder weniger tief als im Beispiel 1. Wie in Fig. 2 gezeigt, diffundiert das Bor in die erste Zone 18 bis zu etwa 4 μ, wann es in das Trägermaterial 12 bis zu etwa 1^i Tiefe eindiffundiert. Wie andererseits in Fig* 3 gezeigt, diffundiert das Bor in das Trägermaterial 12, bis zu einer Tiefe von etwa 4 μ und in die erste Zone 18 bis zu einer Tiefe von etwa 6 μ. Die Differenz D8 der Diffusionsofen ist in Fig. 3 (2 ji) kleiner als die Differenz D2 in Fig. 2 (S^w). An diesen Versuchen ist festzustellen, dass die Differenz D der Diffusionstiefen durch Eindiffundieren eines ütörstoffs wie Bor in das Trägermaterial 12 bzw. die erste Zone 18 bis einer bestimmten Tiefe gesteuert werden kann. Ferner ist festzustellen, dass dann, wenn eine grössere Differenz D der Diffusionstiefen gewünscht wird.

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•in StöretofZ vie Bor in dia «rste Zone 18 bis cur Τ1·ί· der Grenzlinie 20 für Germanium oder mit im wesentlichen der gleichen Tiefe wie die erste Zone eindiffundiert werden sollte.

Diese Erläuterung ist anhand von Fig. 4 leicht su verstehen, in der die Verteilung der Störstoffkonzentration in der ersten Zone, in die ein Element wie Germanium oder'Zinn bereits eindiffundiert ist, dargestellt ist. In Fig. 4 bezeichnen die Punkte R_t S und T die Lagen der PiI-Übergangszone, die durch Eindiffundieren von Bor in die erste N-Zone 18 gebildet wird, während der Punkt Q die Lage der Grenzlinie für die erste Zone 18 angibt, an der Germanium

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in einer Konzentration von mindestens 10 Atomen/fccm vorliegt«

Baispiel 3

Mit den gleichen Schritten wie in Fig« Ka) bis l(d) bei dem Beispiel 1 lassen sich mehrere eindiffundierte Widerstände, von denen mindestens zwei unterschiedliche Diffusionstiefen aufweisen, in einem gemeinsamen Trägermaterial herstellen. Anstelle des Schrittes für das Eindiffundieren der Emitter gemäss Fig. l(e) werden zwei Öffnungen in jedem der neugebildeten Oxidfilme 34 und 36 nach Fig.l(d) getrennt ausgebildet; sodann werden Metallkontakte daran angebracht,

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um zwei eindiffundiertθ Widerstände 26 und 28 mit unterschiedlicher Tiefe zu erzeugen.

Beispiel 4

Anhand von Fig. 8 wird ein nach dem erfindungsgemassen Verfahren hergestellter PNP-Quertransistor (PNP lateral transistor) erklärt. Dieser Transistor ist ebenfalls nach den Schritten gemäss Fig. l(a) bis l(d) des Beispiels mit Ausnahme der Form der ersten eindiffundierten Zone 18 hergestellt. Es wird nämlich in dem Schritt nach Fig. l(a) in dem Film 14 eine öffnung 16 von Ringforn aungebildet, und dann wird Germaniura oder Zinn durch die öffnung IG in das Trägermaterial 12 eindiffundiert, um die in Fig. 8 gezeigte ringförmige erste Zone 18 zu bilden. Sodann werden in dem Film 14 auf der ersten eindiffundierten Zone 18 sowie auf der Hauptflächs des von der ersten ringförmigen Zone 18 umgebenen Trägermaterials Öffnungen 22 bzw. 24 gebildet. Da-

* nach werden durch herkömmliche liatallaufdampfungs- und Fotogravier-Techniken sine Emitterelektrode 80 und eine Kollektoralektrods 82 vorgesehen. An der unteren oder der Hauptoberfläche des Trägermaterials 12 kann eine Basiselektrode ausgebildet werden. Der so erzeugte Transistor weist gute elektrische Eigenschaften wie etwa einen hohen Stromverstärkungsfaktor auf.

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BAD ORIGINAL Beispiel 5

Anhand von Fig« 9(a) bis 9(f) wird im folgenden •in Verfahren zur Herstellung einer integrierten Halbleiterschaltung nach der Erfindung beschrieben. Zunächst wird eine Hauptoberfläche eines monokristallinen P-Siliziumträgermaterials 90 mit einem Isolationsfilm 92, etwa einem Siliziumoxidfila, einer Picke von etwa 5 000 bis 7 000 K bedeckt. In dem Film 92 wird gitterförmig eine öffnung 94 ausgebildet, durch die hindurch Germanium oder Zinn in das Trägermaterial 90 eindiffundiert wird, um gemäss Fig. 9(a) eine erste eindiffundierte Zone 96 von etwa 3 u Tiefe und einer Oberflächenkonzentration von mindestens 10 Atomen/ccm zu bilden. Bei diesem Diffusionsschritt bildet sich auf der durch die Öffnung 94 freigelegten Oberfläche des Trägermaterials ein neuer dünner Oxidfilm aus. Der Isolationsfilm 92 einschliesslich des neugebildeten Oxidfilms wird dann durch ein Ätzmittel entfernt und die Hauptoberfläche des Trägermaterials gereinigt. Wie in Pig. 9(b) gezeigt, lässt man dann auf der gesamten Hauptoberfläche eine epitaxialβ N-Siliziumschicht 100 einer Dicke von etwa 10 u wachsen. Es ist lauglich, dass bei diesem Schritt das vorher eindiffundierte Element wie Germanium oder Zinn etwas in den Bereich der epitaxialen Schicht 100 hineindiffundiert. Auf der Oberflache der epitaxialen Schicht 100 bildet sich wiederum ein Isolationsfilm 102, etwa ein SiIi-

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ziumoxidfilm, mit einer Dicke von etwa 5 000 bis 7 000 Ä. Wie in Fig. 9(c) gezeigt, wird in dem Film 102 gitterföraig eine Öffnung 104 gebildet, um die Oberfläche der epitaxialen Schicht 100 genau oberhalb der ersten eindiffundierten Zone 96 partiell freizulegen; durch diese Öffnung 104 wird ein Element wie Germanium odar Zinn in die epitaxißle Schicht 100 eindiffundie"t, so dass dia zweite eindiffundierte Zone 106, * die eine Überflcichenkonzentration von mindestens 10 Atomen/ ecm aufweist, die erste Zone 96 berührt. Bei diesem Diffusionsschritt v/i 3/d auf der Oberfläche der zweiten Zone ein neuer Oxidfilm 108 gebildet. Auf diene Weise wird eine epitaxiale N-Zons 107 e::se.ugt_ff die von der ersten und der aweiten eindiffundierten Zons 56, 103 umgeben io!:.

\ϊχ& in Fig. 9{d) gezeigt, werden dann in dem Oxidfilm einschlies.^li^h des neuen Oxidfilms Öffnungen 109 und ^ 111 ausgebildet; um einen Teil der Oberfläche der zweiten eindiffundierten Zone 103 sowie einen von der öffnung 109 umgebenen Teil dor Oberfläche der epitaxialen Schicht 100 partieil freizulegen. Durch diese Öffnungen 109 und 111 wird ein P-Störstoff v_:i9 Bor selektiv in die Halbleiter-Materialien eindiffundiert. Bei diesem Diffusionsschritt stellt man fest, dass das Bor in die zweite eindiffundierte Zone 106 viel tiefer eindiffundiert als in die epitaxiale Schicht 100, sodass in dem gleichen Schritt eine das P-Trägermaterial 90 berühren«

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de Ρ·Ζοηβ 110 von etwa 13 ,μ Tiefe sowie eine P-Zone 112 von etwa 3 ju Tiefe erzeugt werden. Auf der freiliegenden Oberflache der Halbleitermaterialien bilden sich bei diesem Schritt dünne Oxidfilme. Durch selektives Eindiffundieren von Phosphor durch die in dem Film 102 neuerdings vorgesehenen Öffnungen werden dann gemäss Fig. 9(e) N-Zonen 116, 118, 120 und 122 gebildet. Wie in Fig. 9(f) gezeigt, werden schliesslich durch herkömmliche Metallaufdampfungs-Techniken Metallkontakte 124, 126, 128, 130, 132 und 134 beispielsweise aus Aluminium gebildet, die die oindiffundierten Zonen 120, 116, 112, 122, 118 bzw, 114 kontaktieren, um dadurch zwei Transistoren herzustel-. len. Die eindiffundierte P«-!2one 110 dient dazu, die beiden Transistoren gegeneinander zu isolieren. Wird ein geringerer Kollektorwiderstand gewünscht, so kann in dem Trägermaterial eine versenkte Schicht 98 des N^-Typs vorgesehen werden, wie sie in Fig. 9(a) bis 9(f) gezeigt ist.

Beispiel 6

Anhand von Fig. lOCa) bis 10 (e) soll im folgenden ein erfindungsgemässes Verfahren zur Herstellung eines PNP-Transistore beschrieben werden.

Zunächst lässt man auf einer Oberfläche eines monokristallinen P⁺-Siliziumträgermaterials 140 eine epitaxiale P'-Siliziumschicht 142 bis zu einer Dicke von etwa 5 u wachsen,

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und auf der Hauptoberfläche dieser Schicht 142 wird ein Isolationsfilm 144« etwa ein Siliziumoxidfilm, mit einer Dick· von etwa 5 000 bis 8 000 Ä und einer ringförmigen öffnung 146 ausgebildet, wie es in Fig. 10(a) gezeigt ist. Gemäss Fig. 10 (b) wird dann durch die Öffnung 146 hindurch in die Schicht 142 Germanium oder Silizium selektiv eindiffundiert, um «ine erste eindiffundierte Zone 148 von etwa 7 μ Dicke mit einer

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Oberflächenkonzentration von mindestens 10 Atomen/com zu

formen. Bei diesem Schritt bildet sich auf der Oberfläche der Zone ein neuer dünner Oxidfilm 150. Wie in Fig. 10(c) gezeigt, wird in dem Film 144 sine Öffnung 152 vorgesehen, um den Mittelteil der Hauptoberfläche der Spitaxialschicht 142 freizulegen, und durch diese Öffnung 152 wird ein N-Störstoff wie Arsen oder Antimon eindiffundiert, um eine eindiffundierte N-Zone 154 von etwa 2„5 μ Dicke zu erzeugen. Ein neuer dünner Siliziumfilm 156 bedeckt die Oberfläche der Zone 154. In dem Film 144 werden dann gemäss Fig. 10(d) zwei öffnungen 158 und 160 gebildet., um die Oberfläche der ersten Zone 148 ringförmig sowie die Oberfläche der N-Zone 154 freizulegen. Danach wird durch die öffnungen 158 und 160 Bor eindiffundiert, um gleichzeitig eine eindiffundierte P⁺-Zone 162 (ca.7 ji Dicke) und eine P⁺-Emitterzone 164 von etwa 2 p. Dicke zu bilden.Bei diesem Schritt bilden sich wiederum auf der Oberfläch· der P⁺-Zone neue dünne Siliziumoxidfilme, Gemäse Fig. 10(e) werden sohliesslich in Ohm'sehern Kontakt mit den Zonen 162, 164

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bzw. 154 eine metallische EoIlektorelektrode 166, eine metal-Iisch· Emitterelektrode 168 und eine metallische Basiselektrode 170 vorgesehen. Bei diesem Aufbau eines PNP-Transistors verhindert die ringförmige P⁺»Zone 162 in sehr wirksamer Weise, dass die durch den Film 144 verursachte Kanalschicht die verschiedenen elektrischen Charakteristik^ des Transistors beeinflusst. Ausserdem lassen sich sämtliche Metallelefctroden auf einer gemeinsamen Hauptoberfläche erzielen, da die mit dem Trägermaterial 140 verbundene P*-Zone 162 erfindungsgemäss sehr leicht herzustellen ist.

In Fig. Ufa) ist ein Schaltbild für einen Feldeffekt-Transistor mit isolierter Torelektrode und einer Schutz« einrichtung gezeigt. Anhand von Fig. 1Kb) werden ein Verfahr ren zur Herstellung ©ines solchen Transistors sowis das Pro=» dukt selbst erläutert« Der Transistor wird nach den folgenden Schritten hergestellt; Eine Hauptoberfläche eines H-Silisium tragermaterials 180 wird mit einem Isolationsfilm 182, beispielsweise einem SilisiuEoxidfilm, in einer Dicke von etwa 5 000 & bedeckt; in dem Film wird ein Paar von Öffnungen für Zonen einer Quell- und einer Saugelektrode gebildet; durch die Öffnungen wird Germanium oder Zinn in das Trägermaterial IdO eiudiffundiert, um ein Paar von ersten Zonen 184 und 136

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γόη etwa S u Tiefe au bilden; die Offnungen werden mit dünnen Oxidfilmen bedeckt; in dem Film eineohliesslich dem neuen Oxidfilm werden drei Offnungen vorgesehen, um die Oberfläche der beiden ersten eindiffundierten Zonen 184 und 188 sowie einen weiteren Bereich der Hauptoberfläohe des Tr&germaieriale, in dem die ersten Zonen nicht gebildet sind, freizulegen} durch die Offnungen wird Bor in die Zonen 184 und 186 sowie gleichseitig in den weiteren Bereich eindiffundiert, um ein diffundierte P-Zonen 188, 190 bzw. 192 zu bilden} an den vorbestiamten Stellen werden Metal!elektroden 194, 196, 198, SOO und 202 vorgesehen; mit der auf der Zone 192 vorgesehenen Metall· elektrode 200 wird eine Torelektrode elektrisch verbunden· Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es höchst zweckn&selg, die P-Zone 192 nur sehr flach, beispielsweise mit einer Tiefe von nicht nähr als 0,5 n, auszubilden, um die Durchbruchspannung der PH-Übergangszone 193 sehr niedrig, beispielsweise 20 bis 40 Volt, zu machen, Xn die eindiffundierten Germanium- oder Zinnaonen 184 und 186 wird Bor sehr tief, beispielsweise mit Tiefen von 2,5 bis 3 μ, eindiffundiert, wahrend es in das Tragermaterial mit einer Tiefe von,0,3 bis 0,5 u eindiffundiert wird.

Vie oben im Zusammenhang mit den Beispielen erwähnt, lassen sich Diffusionszonen mit unterschiedlicher Diffusionstiefe ohne weiteres in dem gleichen Diffusionsschritt

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gleichzeitig erzielen, wobei die Differenz zwischen den Piffueionstiefen durch geeignete Bestimmung von Menge, Tiefe und/der Fläche für den nicht den Leitfähigkeitstyp bestimmenden Störstoff erfindungsgemäss auf einem bestimmten Wert gehalten wird· Wie sich ferner ergibt, muss dar den Leitfähig» keitstyp bestimmende Störstoff nicht immer selektiv in die mit dem Element dotierte Zone.eindiffundiert werden« Wird bei· spielsweise ein zweiter den Leitfähigkeitstyp bestimmender Störstoff in die Hauptoberfläche des Halbleiter-Trägermaterials einschliesslich der Oberfläche der mit dem Element dotierten Zone eindiffundiert, so wird zwischen der zweiten Leitfähigkeits-Zone und dem Trägermaterial eine PN-Übergangszone mit teilweise unterschiedlichen Tiefen gebildet.

In den oben beschriebenen speziellen Beispielen wurde zur einfacheren Erläuterung der Erfindung ein kristalliner SlliziumkSrper als Halbleiter-Trägermaterial verwendet. Falls statt dessen ein Germaniurakörper verwendet wird, ist as jedoch »weckmässig, bei den beschriebenen Ausführungsbeispie«

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len als den nicht den Leitfähigkeitstyp bestimmenden StSrstoff Silizium, Kohlenstoff, Zinn, Titan, Zirkonium, Blei oder Hafnium oder ein Element der Gruppe IV des Periodensystems (ausserGermanium) zu verwenden.

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Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung eines; Halbleiter-Bauelenents, dadurch gekennzeichnet« dass in «inen kristallinen Halbleiterkörper ein chemisches Element eindiffundiert wird, das den LeitfShigkeitstyp dee Körpers nicht beeinflusst und dessen Ionenradius von dem Ionenradius des den Körper bildenden Elements verschieden ist, um in dem Körper t eine erste »indiffundierte Zone auszubilden, und dass in diese erste Zone ein den LeitfShigkeitstyp bestimmender Stßrstoff eindiffundierfc wird, um in dem Körper eine zweite eindiffundierte Zone auszubilden,

2· Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, dass das zur Bildung der ersten Zone selektLv eindiffundierte chemische Element ein Element der Gruppe IV des Periodensystems ist und dass der Störstoff selektiv nicht nur in die erste Zone sondern noch in einen weiteren Bereich des Körpers, der die erste Zone nicht enthält, eindiffundiert wird, um ausser der aweiten eine dritte Zone zu bilden«

3, Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g β k e η η zeichnet, dass die erste eindiffundierte Zone ein· Ober

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fl&chenkonzentration des Elemente« von mindestens 10 Atosen/ ecm aufweist«

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4« Verfahren nach Ansprach 1 oder 3, dadurch g β k · η η -β s 1 σ h η et , das» die zweite eindiffundierte Zone Im wesentlichen die gleiche Tief ο hat wie die erste eindiffundierte Zone.

5. Verfahren nach Anspruch. 2, dadurch g e k e η η · s · Io h η e t , dass der Halbleiterkörper einen ersten Leit- und der 3tör*toff einm zveitm Leitf&higkeite-

«dfiiaieen, wodurch swieohen den sweiten und dritten eindif fnadierten Zonen und den XSxper M-Übercrangezonen gebildet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch g β V: e η η -seiohnet, dass ein erster den Leitflhigkeitstyp bestiaettnder 3toret©ff sel^ktlr i» di® stmlten und dritten Zoami eindiffundiert wird, um darin ein© vierte bzw. eine fünfte Zone su bilden, wodurch zwischen den riartan und fünftem Zonen und den zweiten \ui£ dritten Zonen PN-Übsrgangszonen gebildet werden.

7, Verfahren nach einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet _e dass der Halbleiterkörper im wesentlichen aus Silizium besteht und das chemische Element aus der Germanium und Zinn enthaltenden Gruppe ausgewählt

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8« Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Bauelements aus einem kristallinen Halbleiterkörper, dessen Hauptoberflache ait einem Isolationsfilm bedeckt ist, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Film ein· erst· Öffnung gebildet wird, um einen ersten Bereich der Haupt* oberflache des Körpers freizulegen, dass das chemische Element durch diese erste Öffnung eindiffundiert wird, wobei sich di· freigelegte Oberfläche mit einem neu gebildeten zweiten Ieolationsfilm überzieht, dass in dem Isolationsfilm einschliesslich des zweiten Films zweite und dritte Offnungen gebildet werden, um partiell die Oberflach· der ersten eindiffundierten Zone sowie einen zweiten Bereich der Hauptoberflach· des Körpers, in dem die erste Zone nicht vorliegt, freizulegen, und dass der Störstoff zur Bildung der zweiten und dritten Zone durch die zveite bzw, dritte Öffnung hindurch eindiffundiert wird, wobei sich die Oberflachen dmx zweiten und dritten Zonen mit neu gebildeten dritten bzw. vierten Isolationsfilaen aberziehen.

9« Verfahren nach Anspruch 8,' dadurch gekennzeichnet, dass der Körper im wesentlichen aus Silizium besteht, dass der Isolationsfilm einschliesslich des zweiten Films im wesentlichen aus Siliziumoadd besteht und dass das chemische Clement von der miß Germanium und Zinn bestehenden ,1': virc..

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10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste eindiffundierte Zone eine Oberflachen·

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konzentration des Elements von mindestens 10 Atomen /com aufweist und dass die zweite eindiffundierte Zone im wesentlichen gleiche Tiefe hat vie die erste Zone·

11« Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Film einschliesslich des zweiten und des dritten Films vierte und fünfte Öffnungen ausgebildet werden, um partiell die Oberfläche der zweitan bzw· der dritten Zone freizulegen, dass durch die vierten und fünften Öffnungen in die zweiten und dritten Zonen ein weiterer Störstoff eindiffundiert, wird, dessen Leitfähigkeit styp von dem des ersten Störstoffε verschieden ist, um vierte und fünfte eindiffundierte Zonen zu bilden, und dass in Ohm*scher Verbindung mit den Oberflächen der zweiten, dritten, vierten und fünften Zone Elektroden vorgesehen werden«

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsfilme im wesentlichen aus Siliziumoxid bestehen·

13, Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vierten und fünften eindiffundierten Zonen im wesentlichen gleiche Tiefe aufweisen.

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14. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Hauptoberflaohe des kristallinen Halbleiter-Trägermaterials eine epitaxial· Halbleiter-Schicht aufgebracht wird, dass das aus der Gruppe IV des Periodensystems ausgewählte chemische Element, das von dem die Halbleiter· schicht bildenden Element verschieden ist, zur Bildung der ersten Zone in die Halbleiterschicht eindiffundiert wird und dass die in diese erste Zone eindiffundierte ssweite Zone bis zu der Hauptoberfläche des Trägermaterials reicht.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Störstoff gleichzeitig ausserdem in einen von der ersten Zone verschiedenen Oberflächenbereich der Halbleiter· schicht eindiffundiert wird, um darin eine dritte eindiffundierte Zone zu bilden,

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennseichn e t , dass die Oberfläche der Halbleiterschient einsohliesslich der Oberfläche der ersten eindiffundierten Zone mit einem Isolationsfilm bedeckt wird, in dem erste und zweite Öffnungen ; ausgebildet werden, um partiell die Oberfläche der ersten Zone ' %· sowie einen von der ersten Zone verschiedenen Oberflächenbe reioh der Halbleiterschicht freizulegen, und dass der Störstoff :./:'y,' durch die beiden Öffnungen sur Bildung der zweiten sowie einer " dritten Zone in die Halbleiterschicht eindiffundiert wird, ν '^;>v

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17· Verfahren naah Anspruch 14, dadurch g e k e η η -a · i c h η e t , das* dl· erste eindiffundierte Zone im wesentlichen die gleich· Tief· hat vie der Halbleiterbelag.

18« Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet , dass das Halbleiter-Trfigermaterial und dl· Halbleiterechicht im vesentlichen aus Silizium bestehen und dass das chemische Element von der aus Germanium und Zinn bestehenden Gruppe gewählt wird«

Ifl, Verfahren nach einen der Anspruch· 14 bis 18, dadurch gekennzei cha· t , dass die erste eindiffundierte Zone eine Oberf laehenkoneentration des Elements von mindestens IQr Ätomen/ccm aufweist.

SO· Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekenneeichn* t , dass der Isolntionsfila im veaentliohen «as Siliziimozid besteht·

Äl_# Yerfaitxeux mtx Herstellung einer integrierten Halblöiter-

nach Aasps^ch S, dadurch, g β k e π η -

ε β i σ h si m t _t daaa das etadeeh* Sl^Esnt ώιιγ Bildxmg der-- ©raten Zc.ne gltterf örmig im eise

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keitstyp, der dem ersten entgegengesetzt ist, aufgetragen wird, wodurch die gitterförmige erste Zone unter der ersten Schicht begraben wird, dass ein chemisches Element der Gruppe IV des Periodensystems mit Ausnahme des die Schicht bildenden Elements in einen Bereich der Schicht oberhalb der ersten gitterförmigen Zone eindiffundiert wird, um eine mit der ersten Zone verbundene zweite gitterförmige Zone zu bilden, wodurch mehrere Bereiche des zweiten Leitfahlgkeitstypa,in

^w denen die zweite Zone nicht vorliegt, durch diese gitterförmige zweite Zone an der Oberflache der Schicht voneinander getrennt werden, und dass der den ersten Leitffihigkeitstyp bestimmende Störstoff in die zweite Zone eindiffundiert wird, um eine dritte Zone des ersten Leitf&higkeitstyps zu bilden, die in der Schicht bis zu dem Trägermaterial reicht, wodurch die verschiedenen Zonen des zweiten LeitfShigkeit stype durch die gitterfarmige dritte Zone und das Tragermaterial des ersten Leitfähigkeitstyps gegeneinander elektrisch isoliert werden.

22. Verfahren nach Anspruch 21,₍ dadurch gekennzeioh net, dass die ersten und zweiten eindiffundierten Zonen Ober·

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flachenkonzant rat ionen das Elemente von mindestens 10 bzw.

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10 Atomen/ccm aufweisen.

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23· Verfahren nach Ansprach 22, dadurch gelcinn· s e loh η et, dass das Tragermaterial und die Schicht aus Silicium bestehen und dass das chemische Element von der aus Germanium und Zinn bestehenden Gruppe gewählt wird. .

24· Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennze i e h η e t , dass der Starstoff, ausserdem selektiv in die getrennten Zonen des zweiten Leitfähigkeitstyps in der Schicht eindiffundiert wird.

25, Verfahren nach Anspruch 14, dadurch g e k e η η * zeichnet, dass das Halbleiter-Trägermaterial einen ersten Leitfähigkeitstyp und einen verhältnismässig niedrigen spezifischen Widerstand aufweist, dass die Halbleiterschicht ebenfalls den ersten Halbleitertyp und einen verhältnismäsaig hohen spezifischen Widerstand aufweist, dass die erste Zone in die Schicht bis zur Hauptoberfläche des Trägermaterials •indiffundiert wird, dass der einen zweiten Leitfähigkeits« typ bestimmende Störstoff zur Bildung einer zweiten Zone des zweiten LeitfShigkeitstyps in einen von der Oberfläche der ersten Zone verschiedenen Oberflächenbereich der Schicht selektiv eindiffundiert wird und dass der den ersten Leitfähigkeitstyp bestimmende Störstoff in die erste und in die zweite Zone eindiffundiert wird, um eine dritte bzw. eine vierte Zone dee ersten Leitfähigkeitstyps zu bilden«

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2ß. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial und die Schicht Ia wesentlichen aus Silizium bestehen, dass das chemisch* Element ▼on der aus Germanium und Zinn bestehenden Gruppe gewählt wird und dass die erste eindiffundierte Zone eine Oberfl&chenkon· aentration des Eknents von mindestens 10¹ Atomen/oca aufweist·

27. Halbleiterelement alt einem kristallinen Halbleiterkör· I

per mit einer Hauptoberflache sowie mit einer Halbleiterzone, die durch S Lndiffundieren eines den Witfähigkeitstyp bestim· senden Störstoffs in die Hauptoberfl&che gebildet ist, dadurch gekonnzeichnet, dass die Zone (18) ein eindiffundiertes chemisches Element f < bS.lt, das den Leitfahigkeit·- typ des Körpers (12) nicht beeinflusst und einen Ionenradius aufweist, der von dem Ionenradius des den Körper bildenden Element3 imrschielen ist.

28, Halbleiterelement nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragermaterial des Halb· leiterkörpers (12) einen ersten Leitfähigkeitstyp besitzt, dass die eindiffundierte erste Zone (26) einen zweiten Leitfahigkeitstyp besitzt und ein chemisches Element aus der Gruppe IV des Periodensystems nt⁴⁴" J&snahme des das Trägermaterial bildenden Elementes enthalt, und dass la eiaem γοη den Bereich der ersten Zo\m verschiedenen Bereich tot Haupt·

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oberflieh· dee Tr&gemateriale eine «weite Zone (28) des zweiten Leitfähigkeitstype elndlffundiert ist, sodass zwischen den beiden Zonen und dem Trägermaterial PN-Obergangsaonen (30,32) bestehen·

29· Halbleiterelement naöh Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterkörper (12) la wesentlichen aus Silizium besteht und dass das chemische Element ron der aus Germanium und Zinn bestehenden Gruppe ge wählt ist und in der eindiffundierten ersten Zone (18) in

Ir einer Konzentration von mindestens 10 Atomen/ccm vorliegt.

30. Halbleiterelement nach Anspruch 28 oder 29, fek« η η -se ie h η e t durch eine in die mtstm Zone (26) eindiffundierte dritte Zone (38) sowie eine in die zweite Zone (28) eindiffundierte vierte Zone (40) jeweils dee ersten Leitfähigkeitstyps, wobei die Tiefe der ersten Zone grosser ist als die der »weiten Zone und die Tiefe der dritten Zone im wesentlichen gleich der der vierten Zone ist.

31« Integrierte Halbleiter Schaltungsanordnung mit einem Halbleiter-Trägermaterial eines ersten Lei tffihiglceitstyps alt einer Hauptoberfläehe sowie eimer auf dies© ten epltaxialen Halbleiterac&icM. eijies zweiten bsitstype, gekennzeichnet durcli eine in- die - \ Sd&i©at (100) eindiffundierte gittarförmige erste 2©xsa-.Ϊ96) _p -

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die ein chemisches Element der Gruppe IV dee Periodensysteme ttit Ausnahme des die Schicht bildenden Elements enthält, eich Ton der Oberfläche der Schicht biß zu der Hauptoberfläche des Trägermaterials (90) erstreckt und die Schicht in mehrere Zonen (107) des zweiten Leitfähigkeitstyps unterteilt, die durch die erste Zone und das Trägermaterial des ersten Leitfähigkeitetyps elektrisch gegeneinander isoliert sind, sowie durch eine in Mindestens eine der getrennten Zonen des zweiten Leitfähigkeit styps eindiffundierte zweite Zone (112) des ersten Leitfähigkeit st yps .

32· Halbleiter-Bauelement, gekennzeichnet durch ein Halbleiter-Trägermaterial (140) eines ersten Leitfähigkeit styps mit Yerhältnismässig niedrigem spezifischen Widerstand und einer Hauptobe rf lache, eine auf die Hauptoberfläche aufgebrachte epitaxiale Halbleitersohicht (142) des ersten Leitfähigkeitstyps mit verhältnismassig hohen spezifischen Widerstand, einer in die Schicht eindiffundierten ersten Zone (148) des ersten Leitfähigkeitstyps mit verhältnissässig niedrigem spezifischen.Widerstand, die ein Element aus der Gruppe XV des Periodensystems mit Ausnahme des die Schicht bildenden Elemente enhalt und sich von der Pberflache der Schicht bis zu der Hauptoberfläche des Tragermaterials erstreckt, eine in einen von dem Bereich der ersten Zone verschiedenen Oberflachenbereich der Schicht eindiffundierte

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zweite Zone (154) eines zweiten Leitffihigkeitstyps, eine in die zweite Zone eindiffundierte dritte Zone (164) des ersten Leitfähigkeitstyps sowie mit der ersten, der zweiten bzw. der dritten Zone ohmiach verbundene Elektroden (166, 190,168-)·

33· Halbleiteranordnung nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzei chnet , dass das Trägermaterial (90; 140) und die Schicht (100j 142) im wesentlichen aus Silizium bestehen und dass das chemische Element in der ersten Zone (96;148) in einer Konzentration 70η mindestens 10 Atomen/ com vorliegt.

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