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Verfahren zur Herstellung mindestens zweier tiefer Dotierungen

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017210D
Original Publication Date: 2000-Apr-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-22
Document File: 2 page(s) / 17K

Publishing Venue

Siemens

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Dr. Volker Lehmann: AUTHOR [+2]

Abstract

In der Halbleiterfertigung ist für viele vertikale, elektronische Bauelemente mindestens eine tiefe Dotierung im Substrat mit hohem Aspektenverhältnis notwendig. Zur Erstellung derartiger Dotierungen sind unterschiedliche Verfahren bekannt, die jedoch alle mit Nachteilen behaftet sind. So werden z.B. zur Herstellung eines MOSFETs (n-Schicht mit tiefen p-Regionen auf einer n+ Bulkschicht) mehrmals hintereinander n-Epitaxieschichten abgeschieden, die dann jeweils mit Hilfe einer Maske p-dotiert werden. Leider ist dieses Verfahren sehr kosten- und zeitintensiv. Eine wesentliche Fertigungserleichterung würde eine elektrochemische Porenätzung mit anschließender p-Epiabscheidung darstellen, was jedoch aufgrund der n+ Bulkschicht nicht möglich ist. Um die beschriebenen Nachteile der bekannten Verfahren zu umgehen, wird folgend ein Fertigungsverfahren beschrieben, mit dem mittels Porenätzung und Variation des Porendurchmessers mindestens zwei Dotierungen je Pore erstellt werden können. Zur Erzeugung von x Dotierungen innerhalb einer Pore muss diese mindestens x-1 Verengungen des Porendurchmessers aufweisen (vgl. Fig. 1). Nach einer entsprechenden Porenätzung, die z.B. als elektrochemisches Ätzverfahren durchgeführt werden kann, werden die Poren durch Rückschleifen oder Rückätzen von ihrer Unterseite her geöffnet. Die hierdurch erzeugte Öffnung wird nun durch Abscheiden einer insitu p-dotierten Epischicht mit einer Mindestdicke von b/2 geschlossen (vorteilhafter wäre a/2) und z.B. mit Hilfe von Bor dotiert (vgl. Fig. 2). Anschließend erfolgt eine einseitige Abscheidung einer n+ dotierten Epischicht mit einer Dicke von c/2, die z.B. mittels Phosphor dotiert wird (vgl. Fig. 3).

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Bauelemente

Verfahren zur Herstellung mindestens zweier tiefer Dotierungen

Idee: Dr. Volker Lehmann, München; Dr. Reinhard Stengl, Bergen

In der Halbleiterfertigung ist für viele vertikale, elektronische Bauelemente mindestens einetiefe Dotierung im Substrat mit hohem Aspektenverhältnis notwendig. Zur Erstellungderartiger Dotierungen sind unterschiedliche Verfahren bekannt, die jedoch alle mitNachteilen behaftet sind. So werden z.B. zur Herstellung eines MOSFETs (n-Schicht mittiefen p-Regionen auf einer n+ Bulkschicht) mehrmals hintereinander n-Epitaxieschichtenabgeschieden, die dann jeweils mit Hilfe einer Maske p-dotiert werden. Leider ist diesesVerfahren sehr kosten- und zeitintensiv. Eine wesentliche Fertigungserleichterung würdeeine elektrochemische Porenätzung mit anschließender p-Epiabscheidung darstellen, wasjedoch aufgrund der n+ Bulkschicht nicht möglich ist.

Um die beschriebenen Nachteile der bekannten Verfahren zu umgehen, wird folgend einFertigungsverfahren beschrieben, mit dem mittels Porenätzung und Variation desPorendurchmessers mindestens zwei Dotierungen je Pore erstellt werden können. ZurErzeugung von x Dotierungen innerhalb einer Pore muss diese mindestens x-1 Verengungendes Porendurchmessers aufweisen (vgl. Fig. 1). Nach einer entsprechenden Porenätzung, diez.B. als elektrochemisches Ätzverfahren durchgeführt werden kann, werden die Poren durchRückschleifen oder Rückätzen von ihrer Unterseite her geöffnet. Die hierdurch erzeugteÖffnung wird nun durch Abscheiden einer insitu p-dotierten Epischicht mit einerMindestdicke von b/2 geschlossen (vorteilhafter wäre a/2) und z.B. mit Hilfe von Bordotiert (vgl. Fig. 2). Anschließend erfolgt eine einseitige Absch...