Verfahren zum Herstellen sehr kleiner, mit Störstellen versehener Zonen in einem Halbleitersubstrat

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen ausserordentlich kleiner, mit Störstellen versehener Zonen innerhalb anderer mit Störstellen dotierter Zonen, ohne dass dafür besonders kritische Masken erforderlich sind. Innerhalb von auf der Oberfläche eines Substrats aufgebrachten Maskenschichten (9, 10) wird zur Definition einer ersten mit einem Störelement dotierten Zone (24), wie zum Beispiel der Basiszone eines bipolaren Transistors, eine Unterschneidung (15) hergestellt. Nachdem diese Zone durch Einführen von Störelementen gebildet ist, wird die Unterscheidung durch chemischen Niederschlag aus der Dampfphase aufgefüllt. Anschliessend kann für die Bildung einer zweiten, mit einem Störelement dotierten Zone (36), in diesem Fall der Emitterzone, innerhalb der ersten Zone eine Sperrmaske eingesetzt werden. Die Öffnung der zweiten Zone wird durch den aufgefüllten Randstreifen festgelegt, wodurch ein vorbestimmter Abstand zwischen den Rändern der ersten und der zweiten mit Störelement dotierten Zone sichergestellt wird. Die gleiche Maske kann ausserdem zur Bildung weiterer, innerhalb der ersten Zone liegenden und damit automatisch ausgerichteten Zonen verwendet werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelemten in integrierter Schaltungstechnik und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen von planaren Transistoren, welches eine kritische Ausrichtung von Masken, die gewöhnlich vor der Herstellung von Emitterzonen und anderen mit Störstellen dotierten Zonen vorgenommen werden müssen, überflüssig macht.

Beschreibung des Standes der Technik:

[0002] Ein Problem, das beim Entwurf von Halbleiterschaltungen eine wesentliche Erhöhung der Anzahl von Transistoren; die innerhalb eines Halbleiterplättchens hergestellt werden können, verhindert hat, ist die Ausrichtung einer mit Störstellen dotierten Zone mit einer anderen ebensolchen Zone. Mit der Verfeinerung der fotografischen und mit Elektronenstrahl arbeitenden lithographischen Verfahren hat man eine wesentliche Verklei_- nerung der geometrischen Abmessungen der aktiven Zonen oder Bereiche innerhalb eines Halbleiterplättchens erzielen können. Die Schwierigkeiten bei der Ausrichtung von Masken hat jedoch eine volle Ausnutzung der darin liegenden Möglichkeiten verhindert.

[0003] Die heute allgemein gebräuchlichen Verfahren zum Ausrichten benutzen auf der Maske und im darunter liegenden Halbleitersubstrat Ausrichtmarken. Diese Marken werden durch erfahrene Bedienungskräfte von Hand miteinander ausgerichtet. Mit abnehmender Größe der einzelnen Bauelemente und Halbleiterschaltungen nimmt die Möglichkeit von Ausrichtfehlern zu. Auch ist dieses Verfahren wesentlich teurer, als eine in einem Fertigungsverfahren sich von selbst ergebende Ausrichtung, da nämlich jede Maske für sich ausgerichtet werden muß.

[0004] Erst kürzlich ist man beim Entwurf von Halbleiterschaltungen dazu übergegangen, selbstausrichtende Masken verfahren einzusetzen, wobei dann Sperrmasken benutzt wurden, die die Notwendigkeit einer vollkommenen Maskenausrichtung bei jedem Schritt umgeht. Die US-Patentschrif ten 3 928 082, 3 948 694, 3 967 981, und die der Anmelderin gehörende US-Patentschrift 3 900 352 sind Beispiele für eine solche, sich von selbst ergebende Ausrichtung. Jedoch ist eine Anwendung dieser Verfahren in der Fertigung entweder durch die erforderliche Ionen-Implantation von einem oder mehreren Störelementen in Bereichen durch eine Maske oder deswegen beschränkt, weil sie sich nur für die Herstellung von auf Abstand liegenden Zonen eignen.

[0005] Insbesondere war es bisher nicht möglich, eine mit Störelementen dotierte Zone mit einer anderen solchen Zone mit einer Sperrmaske genau auszurichten, wegen der Wahrscheinlichkeit eines Kontaktes zwischen den Randbereichen dieser Zonen. In der Praxis wurde diese Schwierigkeit dadurch umgangen, daß die Masken so ausgelegt wurden, daß eine gewisse Fehlausrichtung möglich war, wodurch jedoch Platz verschwendet wurde. Eine andere Lösung ist ein an sich bekanntes Verfahren, wo Emitter-und Basis-Zone beide beispielsweise an einen Isolierbereich anstoßen. Nach diesem Verfahren hergestellte Halbleitervorrichtungen sind nicht sehr zuverlässig.

[0006] Eine Schwierigkeit, die bisher beim Entwurf und bei der Herstellung von Halbleiterschaltungen durch bekannte Verfahren nicht richtig erkannt wurde, ist das seitliche Unterschneiden einer Maskenschicht, die während eines Ätzverfahrens unter einer anderen liegt. Dieses Unter- ätzen vergrößert die effektive Größe der öffnung in der Maske für das Eindringen von Störelementen und kann ein überlappen von Zonen zur Folge haben, die an sich getrennt sein sollten.

Gesamtdarstellung der Erfindung:

[0007] Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zum selbstausrichtehden Eindringen eines Störelementes in ein Halbleitersubstrat oder in einen anderen mit Störelementen dotierten Bereich innerhalb des Substrats anzugeben. Insbesondere soll es dadurch möglich werden, zwei oder mehr mit Störelementen dotierte Zonen innerhalb eines Substrates oder einer anderen mit Störelementen dotierten Zone herzustellen, wobei diese zwei oder mehr Zonen von selbst miteinander ausgerichtet sind.

[0008] Diese der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man die während des Ätzens einer zusammengesetzten Maske aus beispielsweise Siliciumnitrid und Siliciumdioxid sich ergebende Unterschneidung oder Unterätzung mit Vorteil ausnutzt. Im vorliegenden Fall wird diese Unterschneidung oder Unterätzung dazu benutzt sicherzustellen, daß zwischen dem Umfang einer mit Störelementen dotierten Zone und einer anderen, d. h. beispielsweise der Emitter- und der Basiszone eines planaren Transistors ein vorbestimmter kleinster Abstand eingehalten wird.

[0009] Die Erfindung besteht also zunächst darin, daß man auf der Oberfläche eines Substrats eine erste Maskenschicht herstellt, die aus einem unteren und einem oberem Material besteht, die in Bezug aufeinander selektiv ätzbar sind, daß anschließend innerhalb der ersten Maskenschicht zunächst eine erste öffnung geätzt wird, so daß ein Teil der oberen Schicht am Umfang der ersten öffnung über die untere Schicht als Überhang hinausragt. Dies ist die Unterschneidung. Dann wird innerhalb der ersten öffnung eine zweite Maskenschicht gebildet, die auch die Unterschneidung ausfüllt. Diese zweite Maskenschicht enthält ein anderes Material, das mit den gleichen Ätzmitteln wie das obere Material der ersten Maskenschicht ätzbar ist, ist jedoch nicht auf dieses erstgenannte andere Material beschränkt. Vorzugsweise füllt dieses andere Material die Unterschneidung mindestens teilweise aus und bedeckt im übrigen mindestens den Teil der ersten Maskenschicht, der am Umfang der ersten öffnung liegt. Andererseits kann jede der beiden Bedingungen für sich alleine bereits zufriedenstellend sein.

[0010] Auf diese Weise ist die ganze Materialmenge, die durch das Ätzmaterial ätzbar ist, innerhalb der ersten öffnung dünner als deren Rand. Das Verfahren wird dadurch abgeschlossen, daß innerhalb der ersten öffnung durch die zweite Maskenschicht hindurch eine zweite öffnung geätzt wird, wobei das am Umfang der ersten öffnung liegende Material als eine Maske wirkt, und daß anschließend durch diese zweite öffnung ein Störelement in das Substrat eingeführt wird.

[0011] In der bevorzugten Ausführungsform wird die Unterschneidung bis auf etwa 0.7 Micrometer geätzt. Vor Herstellung der zweiten Maskenschicht wird innerhalb der ersten öffnung eine Basiszone gebildet. Innerhalb der zweiten öffnung wird dann eine Emitterzone gebildet. Wenn alles in dieser Weise ausgeführt wird, so erhält man einen Abstand zwischen dem Umfang der Emitterzone und dem Umfang der Basiszonen von etwa 0.7 Micrometer, so daß auf diese Weise eine selbsttätige Ausrichtung sichergestellt ist.

[0012] Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß innerhalb der Basiszone mehr als eine Zone gebildet werden kann. Beispielsweise können Emitter- und Basiskontakte lediglich durch Verwendung einer Sperrmaske mit selbsttätiger Ausrichtung hergestellt werden.

[0013] Kie Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben.

In den Zeichnungen zeigt

[0014] 

Fign. 1A- 1J Querschnittsansichten eines Halbleiterbauelementes bei verschiedenen Fertigungsstufen mit einem Verfahren gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Halbleiterbauelement, bei der in Fig. 1J dargestellten Verfahrensstufe.

[0015] Insbesondere zeigen Fig. 1A einen teilweise fertiggestellten bipolaren Transistor, der nach bisher üblichen Verfahren hergestellt worden ist. Eine N^+-leitende vergrabene Schicht 7 liegt teilweise in einem P-leitenden Halbleitersubstrat 2 und teilweise innerhalb einer N-leitenden epitaxialen Schicht 6. Diese Subkollektorzone wird normalerweise dadurch hergestellt, daß man zunächst Arsen als Störelement in das Substrat 2 eindiffundiert und anschließend eine N-leitende Epitaxialschicht 6 bis zu einer Dicke von etwa 2.0 Micrometern darauf aufwächst.

[0016] Das Substrat enthält ferner eine P^+-leitende Isolationsdiffusion 4, die die Subkollektorzone 7 umgibt. Die P^+-leitende Isolationsdiffusion 4 wird gewöhnlich dadurch hergestellt, daß man vor dem epitaxialen Niederschlag Bor als Störelement in den Halbleiterkörper 2 eindiffundiert, so daß bei der nachfolgenden Herstellung der Epitaxialschicht die P^+-leitende Isolationsdiffusion durch Ausdiffusion in die Epitaxialschicht 6 eindringt. Wie bereits erwähnt, sind die Verfahren zum Herstellen der Subkollektorzone und der Isolationsdiffusionszone dem Fachmann allgemein bekannt und lassen sich auf verschiedene Weise durchführen.Die Dicke der Epitaxialschicht 6 kann geringer oder größer sein als 2.0 Micrometer.

[0017] Auf der Epitaxialschicht 6 sind drei Maskenschichten 8, 10 und 12 angebracht, die vorzugweise aus Siliciumdioxid, Siliciumnitrid bzw. Siliciumdioxid in dieser Reihenfolge bestehen. Die Maskenschicht 8 wird thermisch auf der Epitaxialschicht 6 bis zu einer Dicke von etwa 140 bis 200 nm aufgewachsen. Die Siliciumnitridschicht 10 kann durch chemischen Niederschlag aus der Dampfphase bis zu einer Dicke zwischen 50 und 150 nm niedergeschlagen werden. Die Maskenschicht 10 kann stattdessen auch aus Silicium-Oxinitrid bestehen. Die Maskenschicht 12 besteht aus chemisch aus der Dampfphase niedergeschlagenem Siliciumdioxid. Diese Siliciumdioxidschicht 12 hat lediglich die Aufgabe, die Nitridschicht 10 zu maskieren, da Ätzmittel, wie zum Beispiel heiße Phosphorsäure, die Siliciumnitrid angreift, auch normale Fotolacke angreift. Anstelle der durch chemischen Niederschlag aus der Dampfphase aufgebrachten Schicht 12 kann diese durch eine durch Kathodenzerstäubung aufgebrachte Siliciumdioxidschicht oder andere bekannte Masken ersetzt werden. Andererseits kann die Maskenschicht 12 auch ganz weggelassen werden, wenn das Ätzen als Plasmaätzen durchgeführt wird. Diese Art von Ätzen wird allgemein als reaktives Ionen- oder Plasmaätzen bezeichnet. Beispielsweise läßt sich die Nitridschicht 10 unter Verwendung einer Mischung aus gasförmigem CF₄ und 0₂ in einem Plasmasystem ätzen, indem man den AZ1350H-Fotolack als eine Maske benutzt.

[0018] Gemäß Fig. 1B werden unter Verwendung einer Maske, die die verschiedenen Zonen in dem Transistor begrenzt, öffnungen in die Siliciumdioxidschicht 12 geätzt. In der Darstellung werden die Basiszone, die Anschlußzone für die Subkollektorzone und die Isolationszonen durch die Maske definiert. Andere Zonen, wie zum Beispiel Schottky-Sperrschichtdioden und Widerstände können durch die gleiche Maske an benachbarten Stellen in der Epitaxialschioht 6 definiert werden. Die Schottky-Sperrschichtdiode und der Widerstand, die mit dem Transistor gemeinsam hergestellt werden können, sind nicht gezeigt. Ihre Herstellung läuft jedoch mit den gleichen Verfahrensschritten ab, wie die Bildung der Anschlußzone 11 für den Subkollektor, die beschrieben werden wird.

[0019] Die die Dimensionen festlegende Maske, die die verschiedenen Zonen begrenzt, besteht im allgemeinen aus einem Fotolack, wie zum Beispiel AZ1350J der Firma Shipley, der in der üblichen
Weise belichtet und entwickelt wird. Die pyrolitisch niedergeschlagene Siliciumdioxidschicht 12 kann mittels einer Lösung einer in Ammoniumfluorid gepufferten Flußsäure geätzt werden, wobei dieses Ätzmittel Siliciumnitrid im wesentlichen nicht angreift. Die in den Öffnungen der Siliciumdioxidschicht 12 freiliegenden Bereiche der Nitridschicht 10 werden dann in heißer Phosphorsäure oder in jedem anderen Ätzmittel abgeätzt, das Siliciumdioxid nicht angreift. Während dieses Ätzverfahrensschrittes werden die den Subkollektor und die Isolationszone trennenden Bereiche durch den Fotolack maskiert. Somit werden bei diesem Verfahrensschritt bestimmte Zonen in der Siliciumdioxidschicht 12 definiert.

[0020] Anschließend wird eine aus Fotolack bestehende Sperrmaske zum Herstellen einer öffnung für den Subkollektor anschluß sowie einer öffnung für den Widerstandsbereich (nicht gezeigt) benutzt. Die Lage der Subkollektorzone und der Widerstandsbereiche wird ferner dadurch definiert, daß man die freiliegenden Bereiche der Siliziumnitridschicht 10 in heißer Phosphorsäure oder jedem anderen Ätzmittel ätzt, das Siliciumdioxid nicht angreift. Nachdem diese öffnungen in der Siliciumnitridschicht 10 hergestellt sind, wird das Halbleiterplättchen einem Ätzmittel ausgesetzt, das die Bereiche der Oxidschicht 8 angreift, die in den öffnungen der Siliciumnitridschicht 10 freiliegen. Zum Ätzen der Siliciumdioxidschicht 8 wird vorzugsweise in Ammoniumfluorid gepufferte Flußsäure benutzt. Andere Zonen der Siliciumnitridschicht 10 und der Siliciumdioxidschicht 8 sind durch die aus Fotolack bestehende Sperrmaske geschützt und werden nicht angegriffen. Dann wird die Fotolackschicht vollständig abgezogen und es wird durch die Öffnung zur Bildung der durchgehenden Verbindung 11 nach dem Subkollektor eine Diffusion durchgeführt. Der Dotierungsstoff für den Subkollektor ist gewöhnlich Phosphor, obgleich auch Arsen oder ein anderes Störelement der Gruppe V verwendet werden kann. Der Phosphor wird bei einer Temperatur von 100₀⁰ _C in einer oxidierenden Atmosphäre eingetrieben, wodurch eine Oxidschicht bis zu einer Dicke von etwa 140 nm aufwächst, wie dies Fig. 1D zeigt. Zu diesem Zeitpunkt ist die pyrolitisch niedergeschlagene Oxidschicht 12 abgezogen und der N^+-leitende Anschlußbereich 11 für die Subkollektorzone und der zusätzliche Widerstandsbereich (nicht gezeigt) sind fertiggestellt. Das Substrat ist dabei vollständig mit einer thermisch aufgewachsenen Siliciumdioxidschicht 8 überzogen und die verbleibenden, noch herzustellenden Zonen sind durch die Siliciumnitridschicht 10 definiert.

[0021] Bei diesem Stand des Verfahrens wird durch die Siliciumdioxidschicht 8 hindurch eine öffnung nach der P -leitenden Zone 17 hergestellt. Die thermisch aufgewachsene Siliciumdioxidschicht über der N-leitenden Zone 14, die durchgehende Anschlußzone 11 und der Widerstandsbereich sind durch die Sperrmaske 18 geschützt. Anschließend wird eine Diffusion von P-leitendem Material, etwa Bor, in dem freiliegenden Bereich durchgeführt, wodurch die P^+-leitende Isolationszone 17 gemäß Fig. 1E gebildet wird.

[0022] Im nächsten, in Fig. 1F dargestellten Verfahrensschritt wird eine andere Sperrmaske 22 zum Schutz aller Bereiche des Substrats mit Ausnahme der Zone 14 eingesetzt. Dann wird in der Siliciumdioxidschicht 8 eine öffnung zum Freilegen der Zone 14 hergestellt. Dieses Ätzverfahren ergibt eine Unterschneidung der Siliciumnitridschicht 10 in den Bereichen 15, d. h. daß ein schmales aus Siliciumdioxid bestehendes Band unter der Siliciumnitridschicht entfernt wird, so daß ein Uberhang entsteht. Diese Unterschneidung ist für die vorliegende Erfindung kritisch und muß genau überwacht werden, wenn die Siliciumdioxidschicht 8 in gepufferter Flußsäure geätzt wird. Die Ätzgeschwindigkeit von thermisch aufgewachsenem Siliciumdioxid in 7 : 1 gepufferter Flußsäure bei 31° C beträgt etwa 160 nm je Minute. Wenn daher die öffnungen nach der Zone 14 hergestellt sind, dann wird das Ätzen bis zum Erzielen einer Unterschneidung von etwa 0.6 bis 0.7 Micrometern fortgesetzt. Andererseits könnte das Ätzen auch mittels einer Plasmaätzung für eine genau überwachte Unterschneidung durchgeführt werden.

[0023] Dann wird die P-leitende Basiszone 24 in die N -leitende Epitaxialzone 6 eindiffundiert. Die Basiszone kann auch durch Ionen-Implantation und anschließendes Eintreiben hergestellt werden, wobei man im wesentlichen die gleiche Art von Basiszone erhält. Somit ist die Diffusionsöffnung, die durch die thermisch aufgewachsene Siliciumdioxidschicht 8 definiert ist, auf jeder Seite um mindestens 0.6 bis 0.7 Micrometer weiter, als die in der Siliciumnitridschicht 10 gebildete öffnung.

[0024] Bei einem typischen Basis-Diffusionsverfahren wird BBr₃ in einer aus trockenem Sauerstoff und Argon bestehenden Atmosphäre bei etwa 875° C als Borsilikatglas bis zu einer Dicke von etwa 40 nm niedergeschlagen. Nach der Diffusion wird das Glas zur Entfernung der gesamten Glasschicht in gepufferter Flußsäure abgeätzt und die Basis wird durch übliches Eintreiben und ein Reoxidationsverfahren gebildet, das bei 925° C in Wasserdampf und Sauerstoff abläuft. Dadurch bildet sich eine Schicht 26 aus thermisch aufgewachsenem Siliciumoxid mit einer Stärke von 80 nm über der Basis- zone und den Isolationsbereichen, wie dies Fig. 1G zeigt. Die Oxidschicht 26 bildet sich außerdem unter dem aus Siliciumnitrid bestehenden Überhang.

[0025] Zu diesem Zeitpunkt sei darauf hingewiesen, daß die P-leitenden Zonen 17 und 24 gleichzeitig gebildet werden können, was natürlich von den Verfahrensparametern abhängt.

[0026] In dem nächsten in Fig. 1H dargestellten Verfahrensschritt werden nacheinander Schichten aus Siliciumnitrid und Siliciumdioxid, die mit 28 bzw. 30 bezeichnet sind, entweder durch chemischen Niederschlag aus der Dampfphase oder durch Kathodenzerstäubung aufgebracht. Die Dicke der Schicht 28 und 30 beträgt vorzugsweise etwa 100 nm. Die Schicht 30 dient während eines Naßätzverfahrens mit heißer Phosphorsäure lediglich als Maske. für die Siliciumnitridschicht 28. Durch diesen Niederschlag wird der Überhang unterhalb der Siliciumnitridschicht an der Unterschneidungszone 15 vollständig ausgefüllt. Die Zusammensetzung und Dicke der hier niedergeschlagenen Materialien kann dabei anders sein. Beispielsweise könnte, was jedoch weniger wünschenswert ist, die Basisoxidschicht 26 dicker gemacht werden, so daß dadurch die Unterschneidungszone 15 vollständig ausgefüllt wird, ohne daß dafür noch Siliciumnitrid benötigt würde. Ferner könnte Siliciumnitrid durch Silicium-Oxinitrid oder ein anderes Maskenmaterial ersetzt werden. In der Tat könnte die Schicht 28 aus Silicium-Oxinitrid und die Schicht 10 aus Siliciumnitrid bestehen oder umgekehrt. Die wichtige Überlegung hierbei ist, daß die Dicke der Maskenschicht am Umfang der Basisöffnung größer ist, als die Dicke der Maskenschicht innerhalb der öffnung, wobei beide mit dem gleichen Ätzmittel ätzbar sind. Auf diese Weise können Sperrmasken für die Definition der Emitterzone und anderer mit Störelementen dotierter Zonen verwendet werden, ohne die Schwierigkeit, bis auf die geschützten Flächen des Substrats hinab ätzen zu müssen.

[0027] Anschließend wird eine einzelne Maske 29 zur Bildung von öffnungen auf der Oxidschicht 30 hergestellt zur Bildung des Basiskontakts und der Emitterzonen über der Basiszone 24. Die hier dargestellte Ausführungsform zeigt eine einzige für den Basiskontakt bestimmte öffnung. Es können aber auch zwei oder mehrere Kontakte auf jeder Seite des Emitters gebildet werden. Die Breite des Emitters innerhalb der Basiszone 24 wird durch das neue Verfahren sorgfältig gesteuert. Dies wird durch die vollkommen ausgefüllte Unterschneidung 15 und die doppelten Maskenschichten am Umfang der Basisöffnung ermöglicht. Da dadurch die Emitteröffnung ganz exakt definiert ist, verhindert diese doppelte Maskenschicht, daß der Emitter zu nahe in Richtung auf den Umfang der Basiszone 24 nach der Seite diffundiert.

[0028] Wie Fig. 1I zeigt, wird die Siliciumdioxidschicht 30 dann zum Herstellen der öffnungen 31, 32 und 33 durch die Sperrmaske 29 hindurch geätzt. Ebenso wird das Siliciumnitrid an den freiliegenden Bereichen abgeätzt, wobei die Siliciumdioxidschicht 30 als eine Maske benutzt wird.

[0029] Eine zweite Sperrmaske 35, die die Zone 31 gegen Ätzen schützt, wird dann zum Abätzen der thermisch aufgewachsenen Siliciumdioxidschicht 26 in den in Fig. 1J gezeigten öffnungen 32 und 33 benutzt. Zum Freilegen der Öffnungen 32' und 33' bis zur Oberfläche der Schicht 6 wird ein übliches Ätzverfahren mit gepufferter Flußsäure oder Plasmaätzen eingesetzt. Die Emitterzone wird dann in üblicher Weise, beispielsweise durch die Diffusion von Arsen gebildet. In gleicher Weise wird die Leitfähigkeit in dem Verbindungsbereich 11 durch Arsendiffusion im Bereich 40 erhöht.

[0030] Eine öffnung für eine Schottky-Sperrschichtdiode kann während dieses Verfahrensschritts bis zur epitaxialen Schicht 6 hinunter in einem Bereich, der hier nicht gezeigt ist, hergestellt werden.

[0031] Der Kontakt mit der Basiszone kann dadurch hergestellt werden, daß man die öffnungen 32 und 33 mit einer Sperrmaske verschließt, während der innerhalb der öffnung 31 freiliegende Teil der Siliciumdioxidschicht 26 frei bleibt. Es kann hierbei erwünscht sein, eine dünne abschirmende Oxidschicht mit einer Stärke von etwa 10 nm im Bereich von Emitter- und Subkollektorzonen niederzuschlagen, um dadurch diese Zonen gegen eine Verunreinigung durch den Fotolack zu schützen. Dann wird das Oxid in der Öffnung 31 entfernt, wodurch der Basiskontaktbereich für eine nachfolgende Metallisierung (nicht gezeigt) freigelegt wird.

[0032] In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den Transistor bei dem in Fig. 1J dargestellten Verfahrensstand gezeigt, wobei die automatische Ausrichtung der Emitterzone 36 innerhalb der Basiszone 24 zu erkennen ist. Dabei wird immer wegen der zuvor besprochenen Unterschneidung ein ausgewählter Abstand zwischen der Kante der Emitterzone 36 und der Kante der Basiszone 34 vorhanden sein. Beim derzeitigen Stand der Technik ist diese Unterschneidung mindestens 0.7 Micrometer breit.

[0033] Die durch die Siliciumnitridschicht 10 definierte Maske für die Basiszone und die durch die Oxidschicht 8 in Fig. 1F definierte öffnung für die Basisdiffusion sind durch die Bezugszeichen 43 und 44 bezeichnet. Die Maske für die Emitterzone ist durch die öffnung 32' definiert und die durch die Sperrmaske 35 definierte öffnung ist durch 35' gekennzeichnet. Dabei sind beide dieser Masken absichtlich nicht richtig miteinander ausgerichtet dargestellt, doch hat dies bei dem neuartigen Verfahren gemäß der Erfindung keine Auswirkung auf die Ausrichtung der Emitterzone. Es sei weiter darauf hingewiesen, daß die Emittermaske 32' die Basismaske 43 überlappt, was zeigt, welche Toleranzen bei der Maskengestaltung bei dem neuen Verfahren möglich sind.

Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen einer mit einem Störelement dotierten Zone in einem Halbleitersubstrat, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Bilden einer ersten aus einer unteren (8) und einer oberen (10) Schicht bestehenden ersten Maskenschicht (3, 10),
Ätzen einer ersten öffnung in der ersten Maskenschicht in der Weise, daß ein Teil der oberen Schicht (10) einen überhang (15) über der unteren Schicht (8) bildet,
Bilden einer zweiten Maskenschicht (26, 28) einschließlich eines Materials, das mit dem gleichen Ätzmittel ätzbar ist, wie die obere Schicht (10), zum mindestens teilweisen Ausfüllen des überhangs, wodurch das ätzbare Material innerhalb der öffnung dünner ist als in der Randzone,
Ätzen einer zweiten öffnung (32) innerhalb der ersten öffnung durch die zweite Maskenschicht (26, 28), wobei das in der Randzone liegende Material als Maske wirkt, und Einführen eines Störelementes durch die zweite öffnung (32) zur Bildung der dotierten Zone (36).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien der unteren bzw. oberen Schicht der ersten Maskenschicht selektiv ätzbar sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Bildung der mit einem Störelement dotierten Zone (36) eine andere mit einem Störelement dotierte Zone (40) des gleichen Leitungstyps in einem Bereich des Substrats außerhalb der ersten öffnung gebildet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Erzeugen der zweiten Maskenschicht (26, 28) der Überhang (15) durch die untere Schicht alleine ausgefüllt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Erzeugen der zweiten Maskenschicht der Überhang durch die untere und die obere Schicht (26, 28) ausgefüllt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die untere Schicht (8) der ersten Maskenschicht Siliciumdioxid und als Material der oberen Schicht (10) Siliciumnitrid oder Silicium-Oxinitrid verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für das in der zweiten Maskenschicht enthaltene Material Siliciumnitrid oder Silicium-Oxinitrid verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung der zweiten Maskenschicht zunächst thermisch auf der freiliegenden Substratoberfläche eine Siliciumdioxidschicht (26) gebildet wird, die den Überhang (15) teilweise ausfüllt.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die untere Schicht (8) der ersten Maskenschicht Siliciumdioxid und als Material für die obere Schicht (10) Siliciumnitrid verwendet wird und daß als Materialien für die zweite Maskenschicht unten Siliciumdioxid und oben Siliciumnitrid verwendet werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung eines zweiten Bereiches (36) innerhalb der ersten öffnung während des Ätzens der zweiten öffnung durch die Siliciumnitridschicht eine dritte öffnung durch die Siliciumnitridschicht geätzt wird, während andere Bereiche der Maskenschicht geschützt werden, daß dann nach dem Ätzen der Siliciumdioxidschicht die dritte öffnung durch Ätzen der Siliciumdioxidschicht in der zweiten öffnung hergestellt wird, während gleichzeitig andere Teile der Maskenschichten und die zweite öffnung gegen Ätzen geschützt werden.

Zeichnung