DE1279663B - Verfahren zur Herstellung von aus Halbleitermaterial bestehenden Einkristallen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von aus Halbleitermaterial bestehenden EinkristallenInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. α.:
BOIj
Deutsche KI.: 12 g-17/32
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
P 12 79 663.3-43 (S 83414)
22. Januar 1963
10. Oktober 1968
Verfahren zur Herstellung von aus Halbleitermaterial bestehenden Einkristallen durch thermische
Zersetzung einer gasförmigen Verbindung eines Halbleitermaterials und Abscheiden des Halbleitermaterials
auf erhitzte einkristalline Siliciumkörper, die zuvor geätzt, mit Flußsäure behandelt und in
Wasserstoffatmosphäre geglüht werden, sind bekannt. Damit können hochreine Halbleitereinkristalle mit
über den ganzen Kristall konstantem Widerstand, d. h. auch solche Einkristalle, die durch ein Akzeptoroder
Donatormaterial p- oder η-leitend sind, hergestellt werden. Im letzten Fall wird der gasförmigen
Verbindung des Halbleitermaterials eine gasförmige Verbindung eines Dotierungsstoffes zugesetzt; durch
Steuerung des Anteils des zugeführten Dotierungsstoffes kann hierbei auch die Leitfähigkeit des Halbleiterkristalls
beeinflußt und/oder können Rekombinationszentren oder Haftstellen im Kristall erzeugt
werden.
Ebenso lassen sich Halbleiterkörper mit Zonen unterschiedlichen Leitungstyps herstellen, wobei diese
Zonen beispielsweise dadurch gebildet werden, daß nach der Abscheidung einer Schicht eines bestimmten
Leitungstyps der gasförmigen Verbindung des Halbleitermaterials eine gasförmige Verbindung eines
Dotierungsstoffes zugesetzt wird, der beispielsweise entgegengesetzten Leitungstyp erzeugt.
Bei diesen bekannten Verfahren ,kann beispielsweise die gasförmige Verbindung von außen in das
Reaktionsgefäß mit den Siliciumkörpern eingeleitet werden, oder es kann z. B. eine Transportreaktion
bei der Abscheidung ausgenutzt werden.
Um auf der Oberfläche der einkristallinen Halbleiterkörper,
auf denen die Abscheidung vorgenommen wird, die immer vorhandenen Spuren von Verunreinigungen,
die das einkristalline Aufwachsen stören würden, zu entfernen, insbesondere um die
den Halbleiterkörpern anhaftende Oxydhaut zu zerstören, werden die Halbleiterkörper vor der Abscheidung
bekanntlich neben einer Oberflächenschichten des Halbleitermaterials abtragenden Ätzung einer
Erhitzung im Wasserstoffstrom unterworfen. Zur Entfernung der Oxydschicht auf Siliciumkörpern ist
beispielsweise eine Ausglühperiode von etwa 30 Minuten bei Temperaturen um 1250° C in Wasserstoff
üblich.
Diese Behandlung der Halbleiterkörper wirkt sich jedoch oft ungünstig auf deren elektrische Eigenschaften
aus. Bei definiert dotiertem Silicium, besonders bei Silicium mit hohem elektrischem Widerstand,
erfolgt häufig eine Änderung des Dotierungsgrades infolge Ausdiffusion des Dotierungsstoffes
Verfahren zur Herstellung von aus
Halbleitermaterial bestehenden Einkristallen
Halbleitermaterial bestehenden Einkristallen
Anmelder:
Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, 8000 München 2, Wittelsbacherplatz 2
Als Erfinder benannt:
Horst Doberstein, 8000 München
während der Glühperiode oder durch Reaktion des Dotierungsstoffes mit Wasserstoff; sogar eine Änderung
des Leitungstyps kann hierdurch eintreten. Bei Siliciumkristallen mit Zonen unterschiedlicher Leitfähigkeit
oder unterschiedlichen Leitungstyps bewirkt die Temperung in Wasserstoff häufig eine Verflachung
des Zonenüberganges.
Werden aber Ätzmittel angewandt, so wird neben der Oxydschicht auch Halbleitermaterial mit abgetragen,
das damit verlorengeht.
as Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, für die Herstellung von aus Halbleitermaterial bestehenden
Einkristallen durch thermische Zersetzung einer gasförmigen Verbindung eines Halbleitermaterials
und Abscheiden des Halbleitermaterials auf erhitzte, einkristalline, insbesondere scheibenförmige
Halbleiterkörper eine Möglichkeit für die Oberflächenreinigung der Halbleiterkörper, besonders für
die Entfernung der Oxydhaut, zu schaffen, bei der ein einwandfreies einkristallines Aufwachsen gewährleistet
ist, ohne daß diese schädlichen Wirkungen auftreten.
Für die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß auf nicht geätzte und nicht
oder höchstens nur etwa 5 Minuten in Wasserstoffatmosphäre geglühte, zuvor mit konzentrierter Flußsäure
behandelte Siliciumkörper abgeschieden wird. In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist
vorgesehen, daß eine etwa 40- bis 50%ige Flußsäurelösung für die Vorbehandlung zur Anwendung gelangt.
Zur restlosen Entfernung der Oxydhaut der Siliciumkörper ist eine etwa 10 Minuten dauernde
Behandlung mit Flußsäure völlig ausreichend. Der Vorgang läßt sich durch die Gleichung
SiO2 + 6 HF -v H2SiF6 + 2 H2O
formulieren.
809 620/565
Bei Verwendung eines Siliciumkristalls mit nur geringer, vorzugsweise gleichmäßig über den Kristall
verteilter Dotierungsstoffkonzentration empfiehlt sich nach der Behandlung mit Flußsäure ein kurzes Erhitzen
in Wasserstoffatmosphäre; dadurch läßt sich die Kristallperfektion der aufwachsenden Halbleiterschichten
bedeutend steigern. Es werden in der aufwachsenden Schicht Versetzungsdichten von nur etwa
1000 ... 10 000 pro Quadratzentimeter erreicht. Ein Ausdiffundieren von Dotierungsmaterial ist hierbei
nicht zu befürchten.
Nach der Behandlung mit Flußsäure werden die Siliciumkörper, insbesondere Silichimscheiben, mit
reinstem Wasser gespült und, wie allgemein üblich, im Stickstoffstrom getrocknet.
IO und Abscheiden des Halbleitermaterials auf erhitzte,
einkristalline Siliciumkörper, die zuvor geätzt, mit Flußsäure behandelt und in Wasserstoffatmosphäre
geglüht werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf nicht geätzte und
nicht oder höchstens nur etwa 5 Minuten in Wasserstoffatmosphäre geglühte, zuvor mit konzentrierter
Flußsäure behandelte Siliciumkörper abgeschieden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine etwa 40- bis 50%ige
Flußsäurelösung verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flußsäurebehandlung
etwa 10 Minuten lang durchgeführt wird.
Claims (1)
- Patentansprüche:In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 1079 419,1089 892; 1. Abänderung eines Verfahrens zur Herstel- deutsche Auslegeschriften Nr. 1029 941,lung von aus Halbleitermaterial bestehenden Ein- ao 1048 638;kristallen durch thermische Zersetzung einer gas- Zeitschrift für Metallkunde, 1955, S. 226, 227;förmigen Verbindung eines Halbleitermaterials S m a k u 1 a, »Einkristalle«, 1962, S. 101.809 620/565 9. MBundetdnickerel Berlin
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE1029941B (de) * | 1955-07-13 | 1958-05-14 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung von einkristallinen Halbleiterschichten |
DE1048638B (de) * | 1957-07-02 | 1959-01-15 | Siemens &. Halske Aktiengesellschaft, Berlin und München | Verfahren zur Herstellung von Halbleitereinkristallen, insbesondere von Silizium durch thermische Zersetzung oder Reduktion |
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1963
- 1963-01-22 DE DE1963S0083414 patent/DE1279663B/de not_active Withdrawn
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