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DE1276215C2 - Method for producing a semiconductor component with at least one p-n junction - Google Patents

Method for producing a semiconductor component with at least one p-n junction

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Publication number
DE1276215C2
DE1276215C2 DE1965S0096425 DES0096425A DE1276215C2 DE 1276215 C2 DE1276215 C2 DE 1276215C2 DE 1965S0096425 DE1965S0096425 DE 1965S0096425 DE S0096425 A DES0096425 A DE S0096425A DE 1276215 C2 DE1276215 C2 DE 1276215C2
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DE
Germany
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conductivity type
middle zone
zone
conversion
heat treatment
Prior art date
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Expired
Application number
DE1965S0096425
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German (de)
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Inventor
Dr Friedrich Kraus
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Publication of DE1276215B publication Critical patent/DE1276215B/en
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

Int. Cl.: Int. Cl .:

HOUHOU

DeutscheKl.: 21g-11/02German class: 21g-11/02

Nummer:Number:

Aktenzeichen:File number:

Anmeldetag:Registration date:

P 12 76 215.1-33 (S 96425)
8. Aprill 965
29. August 1968
10. April 1969P 12 76 215.1-33 (S 96425)
April 8, 965
29th August 1968
April 10, 1969

Auslegetag:
Ausgabetag.Display day:
Issue date.

Patentschrift stimmt mit der Auslegeschrift ubereinThe patent specification agrees with the patent specification

Eines der wesentlichen Merkmale der Verfahren zum Herstellen von sogenannten Planar-Halbleiterbauelementen, insbesondere auf Siliziumbasis, bestellt darin, daß auf der Oberfläche eines Halbleiterkristalls des einen Leitungstyps zunächst eine möglichst ungestörte, insbesondere aus SiO2 bestehende Schutzschicht, vorzugsweise durch Oxydation, hergestellt und dann durch EindifIundieren eines gasförmigen, den entgegengesetzten Leitungstyp erzeugenden Dotierungsstoffes in den Halbleiterkristall ein p-n-Über- gang hergestellt wird. Bei diesem Herstellungsverfahren wird der entstehende p-n-Übergang unter die Schutzschicht verschoben. Dadurch ist die Ausbildung der durch Anlagerung von Feuchtigkeit und anderen in der Atmosphäre stets vorhandenen polaren Substanzen bedingten Störungen weitgehend unterbunden. Dabei ist es nicht unbedingt notwendig, daß der den p-n-Übergang erzeugende Dotierungsstoff durch ein Fenster in der vorher erzeugten Schutzschicht in den Halbleiterkristall eindiffundiert wird, ao da der p-n-Übergang auch unter eine nachträglich erzeugte Schutzschicht, z. B. eine SiO2-Schicht — selbst wenn diese durch Oxydation der Kristalloberfläche entstanden ist — durch eine weitere, nachfolgende Diffusion verschoben werden kann. Ein der- artiges Verfahren ist jedoch langwierig und kann zu einer erheblichen Verschlechterung der passivierenden Eigenschaften der Schutzschicht neben weiteren Nachteilen führen, obwohl er andererseits auch zu besonders günstigen Halbleiterbauelementen (mit einer hohen Durchbruchspanmmg) führen kann.One of the essential features of the method for the production of so-called planar semiconductor components, in particular those based on silicon, is that on the surface of a semiconductor crystal of one conductivity type, first a protective layer which is as undisturbed as possible, in particular consisting of SiO 2 , is produced, preferably by oxidation, and then through Diffusing a gaseous dopant producing the opposite conductivity type into the semiconductor crystal, a pn junction is produced. In this manufacturing process, the resulting pn junction is shifted under the protective layer. This largely prevents the formation of disturbances caused by the accumulation of moisture and other polar substances that are always present in the atmosphere. It is not absolutely necessary that the dopant producing the pn junction is diffused into the semiconductor crystal through a window in the protective layer previously created, ao because the pn junction is also under a subsequently created protective layer, e.g. B. a SiO 2 layer - even if this was created by oxidation of the crystal surface - can be shifted by a further, subsequent diffusion. Such a method, however, is tedious and can lead to a considerable deterioration in the passivating properties of the protective layer, along with other disadvantages, although on the other hand it can also lead to particularly cheap semiconductor components (with a high breakdown voltage).

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes mit mindestens einem p-n-Übergang, bei dem der Halbleiterkristall mit einer Folge aus drei unterschiedlich dotierten Zonen versehen wird, von denen die beiden äußeren Zonen entgegengesetzten Leitungstyp aufweisen. Die Erfindung besteht darin, daß die mittlere Zone und die beiden äußeren Zonen in an sich bekannter Weise mit solchen Stoffen dotiert und einer solchen Wärmebehandlung unterworfen werden, daß der Leitungstyp der gesamten mittleren Zone in den entgegengesetzten Leitungstyp umschlägt und die Umwandlung des Leitungstyps der mittleren Zone ohne oder nur teilweise durch Störstellendiffusion im Bereich der mittleren Zone stattfindet, während der Leitungstyp der beiden äußeren Zonen erhalten bleibt, daß nach der Dotierung der Zonen des HaIbleiterkristalls die Kristalloberfläche mindestens an denjenigen Stellen,, an denen der p-n-Übergang zwisehen der mittleren Zone nach der Umwandlung ihres Leitungstyps und der zu ihr nach der Umwandlung Verfahren zum Herstellen eines
Halbleiterbauelementes mit mindestens einem
p-n-Übergang The invention relates to a method for producing a semiconductor component with at least one pn junction, in which the semiconductor crystal is provided with a sequence of three differently doped zones, of which the two outer zones have opposite conductivity types. The invention consists in doping the middle zone and the two outer zones in a manner known per se with such substances and subjecting them to such a heat treatment that the conductivity type of the entire middle zone changes to the opposite conductivity type and the conductivity type of the middle zone is converted takes place without or only partially through impurity diffusion in the area of the middle zone, while the conductivity type of the two outer zones is retained, that after the doping of the zones of the semiconductor crystal, the crystal surface at least at those points where the pn junction between the middle zone after the conversion of its conduction type and that to it after the conversion process of producing a
Semiconductor component with at least one
pn junction

Patentiert fürPatented for

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, 8000 München 2, Wittelsbacherplatz 2 Siemens Aktiengesellschaft, Berlin and Munich, 8000 Munich 2, Wittelsbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:Named as inventor: Dr. Friedlich Kraus, 8014 NeubibergDr. Friedlich Kraus, 8014 Neubiberg

ihres Leitungstyps den entgegengesetzten Leitungstyp aufweisenden äußeren Zone die Kristalloberfläche erreichen wird, mit einer Schutzschicht abgedeckt wird und daß erst dann die Wärmebehandlung zur Umwandlung des Leitungstyps der mittleren Zone vorgenommen wird.their conduction type the opposite conduction type exhibiting outer zone the crystal surface will achieve, is covered with a protective layer and that only then the heat treatment for Conversion of the conduction type of the middle zone is made.

Wie vorstehend durch die Worte »in an sich bekannter Weise« zum Ausdruck gebracht ist, war es bereits bekannt, daß ein Halbleitertristall mit solchen Stoffen dotiert und einer solchen Wärmebehandlung unterworfen werden kann, daß der Leitungstyp in dem ganzen Halbleiterkristall oder in einem Teil des Halbleiterkristalls sich in den entgegengesetzten Leitungstyp umwandelt und die Umwandlung ohne oder nur teilweise durch Störstellendiffusion stattfindet. Es war außerdem bekannt, Kristalloberflächen mit einer Schutzschicht zu versehen und diese Schutzschicht als Diffusionsmaske bei der Herstefiung von sogenannten Planar-Halbleiterbauelementen zu verwenden. Schließlich war das Eindtffundieren von n- bzw. p-Leitfähigkeit bewirkenden Stoffen in einen HalbieiterkristalI zum Erzeugen von p-tt-Übergängen bekannt.As was expressed above by the words "in a manner known per se", it was already known that a semiconductor crystal is doped with such substances and such a heat treatment can be subjected to the conductivity type in the whole semiconductor crystal or in a part of the Semiconductor crystal converts into the opposite conductivity type and the conversion without or takes place only partially through impurity diffusion. It was also known to have crystal surfaces with a To provide protective layer and this protective layer as a diffusion mask in the manufacture of so-called To use planar semiconductor components. Finally, it was necessary to infuse n- or p-conductivity-causing substances into a semi-conductor crystal known for creating p-tt transitions.

Bei der Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung wird zur Bildung der Folge von drei unterschiedlich dotierten Zonen in dem HalbleiterkristaU vorzugsweise so verfahren, daß zunächst der Halbleiterkristall mit einem Dotierungsstoff versehen wird, dessen Leitungstyp sich durch eine spezifische Wärmebehandlung auch ohne merkliche Störstellendiffusion ändern läßt, daß dann in dem Halbleiterkristall zwei vbn einer wie vorstehend angegebenen dotierten Zonte getrennte Zone von einander entgegengesetzten! Leitungstyp ohne Umwandlung des Leitungstyps der mittleren Zonfe derart erzeugt wer-When carrying out the method according to the invention, a sequence of three differently doped zones is formed in the semiconductor crystal preferably proceed in such a way that the semiconductor crystal is first provided with a dopant, whose conductivity type can be changed by a specific heat treatment even without noticeable diffusion of impurities, so that two vbn one as indicated above in the semiconductor crystal doped zones separate zone from each other! Line type without converting the Line type of the middle zone can be generated in such a way

909 615/2106909 615/2106

3 43 4

den, daß die beiden äußeren Zonen im Gegensatz zur der Fall. Es besteht aber auch die Möglichkeit, denden that the two outer zones in contrast to the case. But there is also the possibility of the

mittleren Zone ihren Leitungstyp bei der spezifischen die Umwandlung bestimmenden DotierungsstofI erstmiddle zone their conductivity type with the specific dopant determining the conversion

Wärmebehandlung zur Umwandlung des Leitungs- nach der Bildung der beiden äußeren Zonen in denHeat treatment to convert the line after the formation of the two outer zones into the

typs der mittleren Zone nicht ändern. Halbleiterkristall einzubringen, wie im zweiten Aus-Do not change the type of the middle zone. To bring in semiconductor crystal, as in the second

Bei der Ausführung des Verfahrens nach der Erfin- 5 führungsbeispiel gezeigt wird. Als Dotierungsstoffe,When carrying out the method according to the invention 5 is shown guide example. As dopants,

dung empfiehlt sich, bei der Herstellung der beiden die die Umwandlung des Leitungstyps bei einerIt is advisable to use the conversion of the conduction type for one when making the two

äußeren Zonen deren kleinsten Abstand größer als Wärmebehandlung bewirken, kommen vor allemouter zones, the smallest distance of which cause greater than heat treatment, come above all

die Strecke einzustellen, welche die DotierungsstofIe Sauerstoff, Schwefel und verwandte Elemente, gege-adjust the distance that the dopants oxygen, sulfur and related elements, against

der beiden äußeren Zonen in der mittleren Zone bei benenfalls Kohlenstoff, und auch Schwermetalle, z. B.the two outer zones in the middle zone with optionally carbon, and also heavy metals, z. B.

nachfolgenden Erwärmungen des Hälbleiterkristalls, io Kupfer, in Betracht.subsequent heating of the semiconductor crystal, io copper, into consideration.

die zur Fertigstellung des Halbleiterbauelementes an- In beiden Ausführungsbeispielen sollen Mesagewendet werden, maximal diffundieren können, was dioden (Mesoxdioden) aus dem in F i g. 2 dargestellinfolge der Langsamkeit der zu erwartenden Diffu- ten Halbleiterkristall und dessen Schutzschicht — und sionsvorgänge ohne Schwierigkeiten zu erreichen ist. zwar gleichzeitig mehrere von ihnen aus einer einFür die Dotierung der mittleren Zone bestehen im 15 zigen Halbleiterscheibe — hergestellt werden. Zu wesentlichen folgende Möglichkeiten: diesem Zweck wird in der Halbleiterscheibe 1 zu-which are used to complete the semiconductor component, in both exemplary embodiments mesa should be able to diffuse to a maximum, which diodes (mesox diodes) from the in FIG. 2 due to the slowness of the expected diffuse semiconductor crystal and its protective layer - and sion processes can be achieved without difficulty. Although several of them are made up of one single wafers at the same time, there are fifteen hundred and fifty semiconductor wafers for the doping of the middle zone. to The following options are essential: this is done in the semiconductor wafer 1

a) Die mittlere Zone enthält als einzigen Dotie- nächst eine Zonenfolge n+pp+ erzeugt, und dann rungsstoff einen solchen die Umwandlung des der Leitungstyp der mittleren Zone in den n-Lei-Lehungstyps bestimmenden Stoff, QeT bei einei tungstyp umgewandelt. In der F 1 g. 1 ist der Haib-Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich 20 leiterkristall 1 in dem Zustand nach der Erzeugung B1 als Akzeptor und in einem anderen Tempe- der Dreizonenfolge in der F i g. 2 nach der Erzeugung raturbereich B2 als Donator eingebaut wird. der Mesaberge und der Schutzschicht dargestellt. Die Falls mit einem solchen Dotierungsstoff der ge- umzuwandelnde mittlere Zone ist mit 2, die η+-Zone samte Halbleiterkristall dotiert wird, muß die mit 3 und die p+-Zone mit 4 bezeichnet. Auf der Dotierung derjenigen äußeren Zone, deren Lei- 25 Seite der p+-Zone 4 werden verschiedene Mesatungstyp gleich dem der mittleren Zone vor der berge 5 herausgeätzt, wobei der Halbleiterkristall 1 Umwandlung ist, mit einem diesen Leitungstyp durch Ätzung bis in die mittlere Zone 2 hinein abgeerzeugenden, seine Dotierungswirkung bei einer tragen wird. Dann wird die Kristallobernäche minde-Wärmebehandlung nicht ändernden Dotierungs- stens an der gesamten mit den Mesabergen 5 verStoff in einer Konzentration erfolgen, die höher 30 sehenen Seite mit einer SiO2-Schicht 6 überzogen, ist als die des zur Umwandlung zugesetzten Do- worauf sich die üblichen zur Fertigstellung der eintierungsstoffes. zelnen Dioden erforderlichen und bekannten, insbe-a) The middle zone contains a zone sequence n + pp + as the only dopant, and then a material that converts the conductivity type of the middle zone into the n-lei lungs type, QeT is converted in the case of a one-line type. In the F 1 g. 1, the Haib heat treatment in a temperature range 20 is conductor crystal 1 in the state after production B 1 as an acceptor and in a different temperature the three-zone sequence in FIG. 2 after the generation temperature range B 2 is installed as a donor. the mesa mountains and the protective layer. If the middle zone to be converted is doped with such a dopant with 2, the η + zone is doped with the entire semiconductor crystal, the one with 3 and the p + zone with 4. On the doping of that outer zone, the line of which is the p + zone 4, different types of measurement are etched out like that of the middle zone in front of the mountain 5, the semiconductor crystal 1 being conversion, with this conductivity type by etching into the middle zone 2 generated into it, its doping effect will contribute to one. Then the crystal surface will not change the doping sten with the minde heat treatment on the entire material with the mesa mountains 5 in a concentration, the higher 30 seen is coated with a SiO 2 layer 6, than that of the added for conversion the usual ones for finishing the furnishing fabrics. individual diodes required and known, in particular

b) Enthält auch die mittlere Zone neben dem sondere der Kontaktierung dienenden, Arbeitsschritte — unter a) genannten — die Umwandlung ihres anschließen.b) Also contains the middle zone in addition to the special work steps used for contacting - under a) mentioned - the conversion of your connect.

Leitungstyps bestimmenden Dotierungsstoff 35 Beim ersten Ausführungsbeispiel besteht der Halbnoch einen weiteren, seine Dotierungswirkung leiterkristall 1 aus p-leitendem, mit Sauerstoff dotiernicht ändernden Dotierungsstofl, so muß dieser tem Silizium, dessen Stauerstoffdotierung oberhalb in der mittleren Zone stets in geringerer Konzen- von 1000° C erfolgt und das vorzugsweise durch tration als der die Umwandlung bestimmende Kristallisation aus der Schmelze hergesellt ist. Unter Dotierungsstofl vorhanden sein, da sonst der 40 diesen Bedingungen eingebauter Sauerstoff erscheint seine Dotierungswirkung nicht ändernde Dotie- weder als Donator noch als Akzeptor. Die Dotierung rungsstoff den Leitungstyp der mittleren Zone ergibt p-Leitung und ist auf einen spezifischen Widerdauernd festlegen würde. stand von mindestens 1 Ohm ■ cm bei Normaltempe-Conductivity-determining dopant 35 In the first exemplary embodiment, there is a further, its doping conductor crystal 1 of p-conducting dopant which does not change doping with oxygen, so this system must be silicon, its oxygen doping above in the middle zone always takes place in a lower concentration of 1000 ° C and preferably through tration than the crystallization from the melt that determines the conversion. Under Dopant must be present, otherwise the oxygen built into these conditions appears Doping that does not change its doping effect either as a donor or as an acceptor. The doping The conductivity type of the middle zone results in p-conductivity and is set to a specific duration. at least 1 ohm ■ cm at normal temperature

c) Der die Umwandlung des Leitungstyps der mitt- ratur eingestellt, z. B. durch einen Borgehalt von leren Zone bestimmende Dotierungsstoff kann 45 2 · IOie Atomen/cm3 bei einem ohne weiteres zu auch derart ausgewählt sein, daß er nicht wie die verwirklichenden Sauerstoffgehalt von IO17 bis unter a) genannten Dotierungsstoffe in den IO18 Atomen/cm3. In dem auf diese Weise mit einer Halbleiterkristall eingebaut wird, sondern bei Grunddotierung versehenen Siliziumkristall wird nun einer Wärmebehandlung in einem Temperatur- bei beispielsweise 1200° C auf der einen Seite eine bereich B3 als Donator oder Akzeptor und in 50 ρ+-Zone 4 durch Bordiffusion, auf der anderen Seite einem anderen TemperaturbereichB4 als neu- eine η+-Zone 3 durch Phosphordiffusion gebildet, trale Substanz, d. h. weder als Akzeptor noch als Die Leitfähigkeit in den beiden Zonen 4 und 3 entDonator, eingebaut wird. spricht z. B. einem Gehalt von IO20 Bor- bzw. Phos-c) The set the conversion of the line type of the middle temperature, z. B. by a boron content of the leren zone determining dopant 45 2 · IO ie atoms / cm 3 can be easily selected so that it is not like the actual oxygen content of IO 17 to under a) mentioned dopants in IO 18 Atoms / cm 3 . In the silicon crystal, which is built in this way with a semiconductor crystal, but with basic doping, a heat treatment is now carried out in a temperature at, for example 1200 ° C, on one side an area B 3 as donor or acceptor and in 50 ρ + zone 4 Boron diffusion, on the other hand, a different temperature rangeB 4 as a new η + zone 3 formed by phosphorus diffusion, a central substance, ie neither as an acceptor nor as the conductivity in the two zones 4 and 3 is incorporated. speaks z. B. a content of IO 20 boron or phosphorus

d) Weiterhin ist es denkbar, zu der die Umwand- phoratomen je Kubikzentimeter. Nach dem Diffu-Iung des Leitungstyps der mittleren Zone be- 55 sionsprozeß werden die Mesaberge 5 an der p+-Seite stimmenden Dotierung eine Kombination zweier herausgeätzt. Dann wird die Kristalloberfläche minoder mehrerer Stoffe oder einen komplexen destens an dieser Seite vollständig mit einer SiO2-Stoff, der bei seinem Zerfall im Halbleiterkristall Schicht 6 überzogen, was zweckmäßig durch Oxydawirksam wird, zu verwenden. Bei dem Zerfall tion der Kristalloberfläche geschieht. Durch eine etwa kann eine Dotierungswirkung entwickelt oder 60 3stündige Wärmebehandlung bei etwa 450° C wird eine Dotierungswirkung des komplexen Stoffes bei der angegebenen Konzentration der Dotierungszum Verschwinden gebracht werden. stoffe die mittlere Zone 2 infolge ihres Sauerstoff-d) It is also conceivable to add the conversion phosphor atoms per cubic centimeter. After the diffusion of the conductivity type of the middle zone, the ionization process, the mesa mountains 5 are etched out on the p + side matching doping, a combination of two. Then the crystal surface of at least several substances or a complex one at least on this side is completely covered with a SiO 2 substance which, when it breaks down, is coated in the semiconductor crystal, which is expediently made effective by oxide. When the crystal surface disintegrates, it happens. For example, a doping effect can be developed or a 3-hour heat treatment at about 450 ° C will cause a doping effect of the complex substance to disappear at the specified concentration of the doping. the middle zone 2 due to their oxygen

Das Einbringen des die Umwandlung des Leitungs- gehaltes n-leitend. typs der mittleren Zone bestimmenden Dotierungs- Will man die »umgekehrte«: Zonenfolge herstellen, stoffes kann bereits beim Entstehen des Halbleiter- 65 so kann man unmittelbar nach der Erzeugung der beikristalls, also gewissermaßen als Grunddotierung, er- den äußeren Zonen 3 und 4 die 450° C-Wärmefolgen. Dies ist bei dem nachfolgenden ersten Aus- behandlung vornehmen, von der n+-Seite her die führungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung Mesaberge 5 ätzen, dann eine Schutzschicht 6, z. B.The introduction of the conversion of the line content to n-conductive. If you want to produce the "reverse": zone sequence, substance can already be produced when the semiconductor is formed 450 ° C heat sequences. This is to be carried out in the following first treatment, from the n + side the exemplary embodiment of the method according to the invention etch Mesaberge 5, then a protective layer 6, e.g. B.

Claims (13)

aus Glas, bei niedriger Temperatur aufbringen und schließlich bei einer oberhalb 1000° C liegenden Temperatur eine mehrstündige Wärmebehandlung zur erneuten Umwandlung des Leitungstyps der mittleren Zone 2 vornehmen. Unter Umständen findet bei dieser Ausführungsweise ein Nachdiffundieren der Dotierungsstoffe der beiden äußeren Zonen 3 und 4 in die mittlere Zone 2 statt. Schließlich ist in manchen Fällen nicht zu umgehen, daß bei der Fertigung eines Halbleiterbauelementes der Übergang von einem vorangehenden Arbeitsschritt zu einem nachfolgenden Arbeitsschritt über einen Temperaturbereich führt, in dem eine Umwandlung der mittleren Zone stattfände, wenn die Erwärmung in diesem Temperaturbereich genügend lange dauern würde. Es empfiehlt sich deshalb, die Umwandlung der mittleren Zone durch eine Wärmebehandlung bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur vorzunehmen. Nach dem zweiten Ausführungsbeispiel wird als Halbleitermaterial η-leitendes Germanium verwendet, dessen spezifischer Widerstand bei Normaltemperatur etwa 0,6 Ohm · cm beträgt. Durch Eindiffusion von Bor wird an der einen Seite eines scheibenförmigen Halbleiterkristalls 1 eine p+-leitende Zone 4 und durch Eindiffusion von Phosphor eine n+-leitende Zone 3 in üblicher, bekannter Weise hergestellt. Dann wird in den Halbleiterkristall 1 von allen Seiter her Kupfer eindiffundiert, indem zunächst die Oberfläche des Halbleiterkristalls mit einem Kupferüberzug versehen und das Kupfer durch eine Erwärmung auf etwa 850° C eindiffundiert wird. Man wendet zweckmäßig eine Diffusionsdauer von etwa einer halben Stunde an, so daß der Halbleiterkristall in der mittleren Zone 2 eine homogene p-Leitfähigkeit und einen spezifischen Widerstand von etwa 0,5 Ohm · cm erhält. Die Vielfachätzung zur Ausbildung der Mesaberge 5 erfolgt wiederum auf der Seite der P+-Zone 4. Die SiO2-Schicht 6 läßt sich außer durch Aufdampfen auch durch thermisches Zersetzen von Kieselsäuretetraäthylesterdampf, der — zweckmäßig mit Argon verdünnt — zur Bildung der SiO2-Schicht 6 mit der auf etwa 650 bis 700° C erhitzten Oberfläche des Germaniumkristalls 1 in Kontakt gebracht wird, aufbringen. Zur Umwandlung des p-Leitungstyps der mittleren Zone 2 in den n-Leitungstyp wird dann eine mehrstündige Wärmebehandlung bei etwa 520° C vorgenommen. Patentansprüche:made of glass, apply at a low temperature and finally carry out a heat treatment for several hours at a temperature above 1000 ° C to convert the conductivity type of the middle zone 2 again. In this embodiment, the dopants of the two outer zones 3 and 4 may subsequently diffuse into the middle zone 2. Finally, in some cases it cannot be avoided that in the manufacture of a semiconductor component the transition from a preceding work step to a subsequent work step leads over a temperature range in which a conversion of the central zone would take place if the heating in this temperature range were to last long enough. It is therefore advisable to convert the middle zone by means of a heat treatment at a relatively low temperature. According to the second exemplary embodiment, η-conductive germanium is used as the semiconductor material, the specific resistance of which at normal temperature is approximately 0.6 ohm · cm. By diffusing in boron, a p + -conducting zone 4 is produced on one side of a disk-shaped semiconductor crystal 1, and by diffusing in phosphorus, an n + -conducting zone 3 is produced in the customary, known manner. Then copper is diffused into the semiconductor crystal 1 from all sides by first providing the surface of the semiconductor crystal with a copper coating and the copper being diffused in by heating it to about 850.degree. A diffusion time of about half an hour is expediently used, so that the semiconductor crystal in the middle zone 2 has a homogeneous p-conductivity and a specific resistance of about 0.5 ohm · cm. The multiple etching to form the mesa mountains 5 takes place again on the side of the P + zone 4. The SiO2 layer 6 can be used not only by vapor deposition but also by thermal decomposition of silica tetraethyl ester vapor, which - expediently diluted with argon - to form the SiO2 layer 6 the surface of the germanium crystal 1 heated to about 650 to 700 ° C. is brought into contact. In order to convert the p-conductivity type of the middle zone 2 into the n-conductivity type, a heat treatment for several hours at about 520 ° C. is carried out. Patent claims: 1. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes mit mindestens einem p-n-Übergang, bei dem der Halbleiterkristall mit einer Folge aus drei unterschiedlich dotierten Zonen versehen wird, von denen die beiden äußeren Zonen entgegengesetzten Leitungstyp aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Zone (2) und die beiden äußeren Zonen (3, 4) in an sich bekannter Weise mit solchen Stoffen dotiert und einer solchen Wärmebehandlung unterworfen werden, daß der Leitungstyp der gesamten mittleren Zone (2) in den entgegengesetzten Leitungstyp umschlägt und die Umwandlung des Leitungstyps der mittleren Zone (2) ohne oder nur teilweise durch Störstellendiffusion im Bereich der mittleren Zone (2) stattfindet, während der Leitungstyp der beiden äußeren Zonen (3, 4) erhalten bleibt, daß nach der Dotierung der Zonen (2, 3, 4) 1. A method for producing a semiconductor component with at least one pn junction, in which the semiconductor crystal is provided with a sequence of three differently doped zones, of which the two outer zones have opposite conductivity types, characterized in that the middle zone (2) and the two outer zones (3, 4) are doped in a manner known per se with such substances and subjected to such a heat treatment that the conductivity type of the entire middle zone (2) changes to the opposite conductivity type and the conversion of the conductivity type of the middle zone (2 ) takes place without or only partially due to impurity diffusion in the area of the middle zone (2) , while the conductivity type of the two outer zones (3, 4) is retained, that after the doping of the zones (2, 3, 4) des Halbleiterkristalls (1) die Kristalloberfläche mindestens an denjenigen Stellen, an denen der p-n-Ubergang zwischen der mittleren Zone (2) nach der Umwandlung ihres Leitungstyps und der zu ihr nach der Umwandlung ihres Leitungstyps den entgegengesetzten Leitungstyp aufweisenden äußeren Zone (4) die Kristalloberfläche erreichen wird, mit einer Schutzschicht (6) abgedeckt wird und daß erst dann die Wärmebehandlung zur Umwandlung des Leitungstyps der mittleren Zone (2) vorgenommen wird.of the semiconductor crystal (1) the crystal surface at least at those points where the pn junction between the central zone (2) after the conversion of its conductivity type and the outer zone (4) which has the opposite conductivity type after the conversion of its conductivity type, the crystal surface is achieved, is covered with a protective layer (6) and that only then is the heat treatment carried out to convert the conductivity type of the middle zone (2) . 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung der beiden äußeren Zonen (3, 4) deren kleinster Abstand größer als die Strecke eingestellt wird, welche die Dotierungsstoffe der beiden äußeren Zonen (3, 4) in der mittleren Zone (2) bei nachfolgenden Erwärmungen, die zur Fertigstellung des Halbleiterbauelementes angewendet werden, maximal diffundieren können.2. The method according to claim 1, characterized in that in the production of the two outer zones (3, 4) their smallest distance is set greater than the distance which the dopants of the two outer zones (3, 4) in the middle zone ( 2) in the event of subsequent heating, which is used to complete the semiconductor component, can diffuse as much as possible. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Zone (2) mit einem solchen die Umwandlung des Leitungstyps bestimmenden Stoff dotiert wird, der bei einer Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich B1 als Akzeptor und in einem anderen Temperaturbereich B2 als Donator in den Halbleiterkristall (1) eingebaut wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the middle zone (2) is doped with such a substance determining the conversion of the conductivity type, which during a heat treatment in a temperature range B 1 as an acceptor and in a different temperature range B 2 as Donator is built into the semiconductor crystal (1) . 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Zone (2) mit einem solchen die Umwandlung des Leitungstyps bestimmenden Stoff dotiert wird, der bei einer Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich B t als Akzeptor oder Donator und in einem anderen Temperaturbereich Bi als neutrale Substanz eingebaut wird.4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the middle zone (2) is doped with such a substance determining the conversion of the conductivity type, which in a heat treatment in a temperature range B t as an acceptor or donor and in another temperature range B. i is incorporated as a neutral substance. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu der die Umwandlung des Leitungstyps der mittleren Zone (2) bestimmenden Dotierung eine Kombination zweier bzw. mehrerer Stoffe oder ein komplexer Stoff, der bei seinem Zerfall im Halbleiterkristall wirksam wird, verwendet wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that for the conversion of the conductivity type of the middle zone (2) determining doping a combination of two or more substances or a complex substance which is effective when it disintegrates in the semiconductor crystal, is used. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dotierung der mittleren Zone (2) als die Umwandelbarkeit des Leitungstyps bestimmender Stoff mindestens einer der Stoffe Sauerstoff, Schwefel, Kohlenstoff oder ein Schwermetall verwendet wird.6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that at least one of the substances oxygen, sulfur, carbon or a heavy metal is used for doping the middle zone (2) as the convertibility of the conductivity type determining substance. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Silizium als Halbleitermaterial dieses mit Sauerstoff und mit einem seine Dotierungswirkung bei einer Wärmebehandlung nicht ändernden Akzeptormaterial dotiert wird, wobei die Sauerstoffkonzentration höher als die Konzentration des seine Dotierungswirkung bei einer Wärmebehandlung nicht ändernden Akzeptormaterials eingestellt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that when used of silicon as a semiconductor material this with oxygen and with one of its doping effects in the case of a heat treatment, acceptor material that does not change is doped, whereby the oxygen concentration higher than the concentration of its doping effect during heat treatment non-changing acceptor material is set. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung des Leitungstyps der mittleren Zone (2) in den n-Leitungstyp bei 450° C und die Umwandlung in den p- L eitungstyp bei 1000° C vorgenommen wird.8. The method according to claim 7, characterized in that the conversion of the conduction type of the middle zone (2) into the n-conduction type at 450 ° C and the conversion into the p-line type at 1000 ° C is carried out. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Germanium als Halbleitermaterial dieses mit Kupfer und mit einem seine Dotierungswirkun^9. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that when used of germanium as semiconductor material, this with copper and with one of its doping effects 1 2761 276 bei einer Wärmebehandlung nicht ändernden Donatormaterial dotiert wird, wobei die Kupferkonzentration höher als die Konzentration des seine Dotierungswirkung bei einer Wärmebehandlung nicht ändernden Donatormaterials eingestellt wird.Donor material which does not change during heat treatment is doped, the copper concentration being higher than the concentration of the its doping effect is set in the case of a heat treatment which does not change the donor material will. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung des Leitungstyps der mittleren Zone (2) in den n-Leitungslyp bei 520° C und die Umwandlung in den p-Leitungstyp bei 850° C vorgenommen wird.10. The method according to claim 9, characterized in that the conversion of the conductivity type of the middle zone (2) into the n-line type at 520 ° C and the conversion to the p-conductivity type at 850 ° C. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierung der beiden äußeren Zonen (3, 4) bei höherer Temperatur als die Umwandlung der mittleren Zone (2) vorgenommen wird.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the doping of the two outer zones (3, 4) at higher Temperature than the conversion of the middle zone (2) is made. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der die Umwandlung des Leitungstyps der mittleren Zone (2) bestimmende Stoff nach der den Leitungstyp der beiden äußeren Zonen (3, 4) bestimmenden Dotierung und vorzugsweise auch nach der den Leitungstyp der mittleren Zone (2) zunächst bestim-12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the conversion of the conductivity type of the middle zone (2) determining substance according to the doping determining the conductivity type of the two outer zones (3, 4) and preferably also according to the conductivity type of the middle zone (2) menden Dotierung in den Halbleiterkristall (1) eir<diffundiert wird.Menden doping in the semiconductor crystal (1) eir <is diffused. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst an der die n-+Zone (3) bzw. die p+-Zone (4) aufweisende Seite eines scheibenförmigen Halbleiterkristalls (1) mit der Schichtenfolge n+np+ oder η+pp+ mindestens ein Mesaberg (5) durch eine den Halbleiterkristall (1), jedoch nicht die Mesaberge (5), bis mindestens in die mittlere Zone (2) hinein abtragende Ätzung erzeugt, dann die mit den Mesabergen (5) versehene Seite des Halbleiterkristalls (1) mit einer Schutzschicht (6) überzogen und dann die Wärmebehandlung zur Umwandlung des Leitungstyps der mittleren Zone (2) vorgenommen wird.13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that first on the side of a disk-shaped semiconductor crystal (1) with the layer sequence n + np on the side of a disk-shaped semiconductor crystal (1) having the n + zone (3) or the p + zone (4) + or η + pp + at least one mesa mountain (5) is produced by an etching that erodes the semiconductor crystal (1) but not the mesa mountains (5) up to at least the middle zone (2), then the one with the mesa mountains (5) provided side of the semiconductor crystal (1) is coated with a protective layer (6) and then the heat treatment to convert the conductivity type of the middle zone (2) is carried out. In Betracht gezogene Druckschriften: US A.-Patentschrift Nr. 2 603 692; The Bell System Technical Journal«, Bd. 35 (1956), Nr. 3, S. 661 bis 684;Considered publications: U.S. Patent No. 2,603,692; The Bell System Technical Journal ", Vol. 35 (1956), No. 3, pp. 661-684; »Journal of the IEE«, (Dezember 1963), S. 508 bis 510.Journal of the IEE, (December 1963), pp. 508-510. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings «09 598/4Z7 1.6t · Bimd«dnickercl Berlin«09 598 / 4Z7 1.6t · Bimd« dnickercl Berlin
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US2603692A (en) * 1945-12-29 1952-07-15 Bell Telephone Labor Inc Rectifier and method of making it

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US2603692A (en) * 1945-12-29 1952-07-15 Bell Telephone Labor Inc Rectifier and method of making it

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