CH498491A - Verfahren zur Herstellung eines Schichten verschiedener Leitfähigkeit und/oder verschiedenen Leitungstyps aufweisenden einkristallinen Halbleiters - Google Patents

Description

  
 



   Verfahren zur Herstellung eines Schichten verschiedener Leitfähigkeit und/oder verschiedenen Leitungstyps aufweisenden einkristallinen Halbleiters
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schichten verschiedener Leitfähigkeit und/oder verschiedenen Leitungstyps aufweisenden einkristallinen Halbleiters, insbesondere aus Silicium oder Germanium, bei welchem ein Reaktionsgas aus einer gas- oder dampfförmigen Halogenverbindung dieses Halbleiters wie auch mindestens eines Dotierstoffes und aus Wasserstoff in einem Reaktionsgefäss über einen hocherhitzten, einkristallinen Träger aus dem herzustellenden Halbleitermaterial geleitet und hierdurch der Halbleiter und der Dotierungsstoff am Träger abgeschieden wird.



   In dem schweizer Patent 426 742 wird ein Verfahren zum Herstellen von einkristallinem Silicium vorgeschalgen, das auf der Erkenntnis beruht, dass die Menge des Siliciums, die sich in der Zeiteinheit aus einem Reaktionsgas durch thermisch-chemische Zersetzung einer gasförmigen Siliciumverbindung auf der Flächeneinheit eines Siliciumträgers abscheidet, durch Zusatz von Halogenwasserstoff zum Reaktionsgas gesteuert werden kann. Das gleiche gilt auch für das Abscheiden von Bor, das in geringer Menge in dem Reaktionsgas in Form einer gas- oder dampfförmigen Verbindung, im allgemeinen als Borchlorid oder einer ähnlichen Halo   genwasserstoff-Bor-Verbindung,    enthalten ist.

  Bei diesem Verfahren wird durch den Zusatz der Halogenwasserstoff-Verbindung zum Reaktionsgas die Menge des sich aus dem Reaktionsgas auf dem einkristallinen Siliciumkörper abscheidenden Siliciums so klein gehalten, dass die auf dem einkristallinen Siliciumträger anfallenden Siliciumatome bei der gewählten Oberflächentemperatur des Trägers sich einkristallin in das Gitter dieses Trägers einordnen, so dass der Halbleiterkörper einkristallin wächst.

  Darüber hinaus kann die Temperatur der Oberfläche des Siliciumträgers so gewählt und der Zuschuss der Halogenwasserstoff Verbindung zum Reaktionsgas so eingestellt werden, dass nicht nur das einkristalline Wachstum des Siliciumeinkristalls gewährleistet ist, sondern zugleich auch die Abscheidung des im Reaktionsgas enthaltenen Bors auf diesem Siliciumkörper verhindert wird, und ausserdem kann durch einen hohen Anteil der Halogenwasserstoff Verbindung im Reaktionsgas, vor allem zu Beginn des Aufwachsverfahrens, der als Träger dienende Siliciumeinkristall oberflächlich behandelt werden und auf diese Weise im Reaktionsgefäss die einkristalline Struktur des Trägers bis zur Oberfläche freigelegt und erst danach unter Verringerung des Anteils der Halogenwasserstoff Verbindung im Reaktionsgas mit dem Abscheiden des Siliciums auf dem Träger begonnen werden.

  Wie im schweizer Patent 426 742 dargelegt, ist auch das Molverhältnis zwischen der Siliciumverbindung und dem Wasserstoffgehalt im Reaktionsgas wesentlich für die Durchführung des Verfahrens, so dass auch durch   Änderung    dieses Molverhältnisses der Abscheidevorgang in der gewünschten Weise gesteuert werden kann.



   Wie eingehende Überlegungen und Versuche gezeigt haben, gelten diese Erkenntnisse nicht nur für Silicium, sondern auch für Germanium in entsprechender Weise.



  Auch Germanium kann in der im Schweizer Patent 426 742 vorgeschlagenen Weise einkristallin auf einem Träger zum Aufwachsen gebracht werden, gleichzeitig kann auch die Borabscheidung aus dem borhaltigen Reaktionsgas durch die Wahl der Oberflächentemperatur des einkristallinen Germaniumträgers, durch die Zugabe und Regelung des Anteils der Halogenwasserstoff-Verbindung im Reaktionsgas und durch Einstellung und Regelung des Molverhältnisses oder Germaniumverbindung zum Wasserstoff im Reaktionsgas vermieden werden.



   Ausserdem kann, wie sich gezeigt hat, nicht nur die Abscheidung des Bors, sondern auch die Abscheidung anderer Dotierungsstoffe, vor allem von Stoffen der III.



  Hauptgruppe des Periodischen Systems, z. B. Indium, in  der angegebenen Weise gesteuert werden. Wie jedoch die Untersuchungen ergeben haben, werden die Stoffe, die, wie vor allem das Phosphor und die anderen Elemente der V. Hauptgruppe, im Germanium oder Silicium als Donatoren wirksam sind, weitgehend unabhängig vom Molverhältnis der Halbleiterverbindung zum Wasserstoff im Reaktionsgas und vom Anteil der dem Reaktionsgas zugesetzten Halogenwasserstoff-Verbindung praktisch in demselben atomaren Verhältnis zum Silicium bzw. Germanium abgeschieden, wie es im Reaktionsgas zwischen dem Donatorstoff und dem Halbleiter besteht.



   Gemäss der Erfindung wird dieses unterschiedliche Verhalten der als Donatoren bzw. Akzeptoren wirksamen Stoffe bei den genannten Änderungen des Reaktionsgases zur Steuerung der Dotierung während des einkristallinen Niederschlagens des Halbleiters in der Weise ausgenützt, dass während des Abscheidevorgangs, unter Beibehaltung des Atomverhältnisses Halbleiter zu Dotierungsstoff im Reaktionsgas, durch eine zeitweilige Erhöhung bzw. Verminderung des Wasserstoffanteils des Reaktionsgases und/oder Zugabe eines Halogenwasserstoffs der Anteil des mitabgeschiedenen Dotierungsstoffes gesenkt bzw. erhöht wird.



   Zur Änderung des Anteils der zugesetzten Halogenwasserstoff-Verbindung im Reaktionsgas wird zweckmässig nur die in der Zeiteinheit dem Reaktionsgas zugeführte Menge der Halogenwasserstoff-Verbindung geändert, wobei das Molverhältnis MV zwischen der Halbleiterverbindung und dem Wasserstoff im Reaktionsgas unverändert bleibt; doch ist es auch möglich, statt dessen oder zugleich das genannte Molverhältnis MV zu ändern.

  Stets kommt es bei diesen Änderungen wesentlich darauf an, das chemische Gleichgewicht im Reaktionsgefäss zwischen dem Reaktionsgas und dem festen Halbleiterkörper durch Änderung des Molverhältnisses MV und/oder des Anteils der zugesetzten, weder den Halbleiter (Silicium oder Germanium) noch die Dotierungsstoffe enthaltenden Halogenwasserstoff-Verbindung im Reaktionsgas so zu verschieben, dass das Mengenverhältnis zwischen dem sich insbesondere einkristallin abscheidenden Halbleiter (Silicium bzw. Germanium) und dem störstellenbildenden Dotierungsstoff dem für die Dotierung der jeweils aufwachsenden Halbleiterschicht gewünschten Verhältnis entspricht.



   Für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens haben sich, wie gesagt, besonders die als Dotierung wirksamen Stoffe der III. Hauptgruppe des Periodischen Systems bewährt, vor allem das Bor. Um nun aber in der Lage zu sein, bei dem Niederschlagen des Germaniums oder Siliciums sowohl die Höhe der Störstellenleitfähigkeit zu regeln als auch pn-Übergänge herzustellen, wird gemäss der weiteren Erfindung dem Reaktionsgas noch ein weiterer Dotierstoff, vorzugsweise in Form einer Verbindung, insbesondere eines Halogenids oder einer halogenierten Wasserstoffverbindung, zugesetzt, der wesentlich schwächer, überhaupt nicht oder in entgegengesetzter Weise als der erstgenannte Dotierstoff auf die   Anderung    der Zusammensetzung des Reaktionsgases reagiert und der im Halbleiter den entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp hervorruft.

  Ist also der erste Dotierstoff im Halbleiterkörper als Akzeptor wirksam, so ist der auf die Änderungen des Reaktionsgases nur schwach oder entgegengesetzt reagierende zweite Dotierstoff im Halbleiter als Donator wirksam bzw. umgekehrt. Es empfiehlt sich also, beim einkristallinen Aufwachsen Schichten unterschiedlicher Leitfähigkeit dadurch herzustellen, dass das Reaktionsgas sowohl Donator- als auch Akzeptorverbindungen enthält und dass beim Aufwachsen der Schichten durch die angegebene   Anderung    des Gases das Verhältnis der sich aus dem Gas abscheidenden Donator- und Akzeptormengen geregelt wird. Auf diese Weise kann ersichtlich auch der Leitfähigkeitstyp von Schicht zu Schicht geändert werden.

  Das folgende Ausführungsbeispiel zeigt, wie bei der Herstellung eines Einkristallkörpers sowohl die Höhe als auch der Typ der Leitfähigkeit schichtweise durch die angegebenen Anderungen des Reaktionsgases eingestellt werden können. Dabei braucht der Aktivatorstoff, dessen Niedeschlagsmenge in der Zeiteinheit durch die vorgeschlagene Änderung des Reaktionsgases geregelt werden soll, nicht ständig niedergeschlagen zu werden.



  Vielmehr kann durch entsprechende Wahl der Zusammensetzung des Reaktionsgases das Niederschlagen des Aktivatorstoffes während einer gewissen Zeit auch verhindert werden.



   Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, die die Herstellung eines Germanium- oder Silizium-Einkristalls mit 5 Schichten 0, I, II, III, IV betrifft (s. die Fig.). Dieser Kristall ist dadurch hergestellt, dass auf ein dünnes Halbleiterplättchen, das im fertigen Kristall die Schicht 0 bildet, nacheinander die Schichten   I-IV    in der erfindungsgemässen Weise einkristallin und unter entsprechender Dotierung aufgewachsen sind. Das hierzu verwendete Reaktionsgas enthält ausser der Halbleiterverbindung, aus der der Halbleiter durch thermische Zersetzung der Verbindung an der Oberfläche der Einkristallschicht   0    einkristallin aufwächst, auch noch die Chloride je eines Donator- und Akzeptorstoffes. 

  Im Ausführungsbeispiel besteht der in der Figur 1 dargestellte Halbleiterkörper aus Silicium und die als Donatoren bzw. Akzeptoren wirksamen Dotierungsstoffe sind Phosphor als Donator und Bor als Akzeptor. Das Reaktionsgas besteht z. B.



  aus Siliciumchlorid   (SiCl4),    Wasserstoff (H2), Borchlorid   (Bors),    Phosphorchlorid   (PCI5)    und einem bis auf Null regelbaren Chlorwasserstoff-(HCl)-Zusatz. Die Oberflächentemperatur des Einkristalls während des Abscheidevorgangs beträgt   1400 0K    =   1127  C.    Das Verhältnis der Mol zahlen n der Halbleiter- und Dotier stoffverbindung im Reaktionsgas beträgt:   BClzj/nSiCl4 = i016 (= 5.10 4 Mol$)      nPC1 5sici4      = 2,5.1O8    (=   2,5.1o6    Mol% )  und bleibt während der ganzen Aufwachsdauer der Schichten   I-IV    konstant. Dies kann z.

  B. nach Patent 400 711 erreicht werden, indem die entsprechenden Borchlorid- und Phosphorchloridkonzentrationen bereits in dieser flüssigen Siliciumverbindung, insbesondere im flüssigen Chlorsilan, eingestellt werden. Beim Abdampfen der Siliciumverbindung im Wasserstoffstrom bleibt dieses Verhältnis dann konstant. Bei einer solchen Zusammensetzung des Gases kann die Dotierung des aufwachsenden Siliziums durch Regelung des   HCI-    Anteils und/oder durch   Anderung    des Molverhältnisses MV zwischen dem Siliciumchlorid und dem Wasserstoff des Reaktionsgases in weiten Grenzen geändert werden.



  Die vollständige Borabscheidung wird bei dem angegebenen Molverhältnis erzielt, wenn dem Gas kein HCI zugesetzt wird; denn der spezifische Widerstand der aufwachsenden Siliciumschicht 0,15 Ohm.cm und die Schicht ist p-leitend. Bei einem Zusatz von 1Mol% HCI/H-, (nHCI/nH2 = 10-2) wird die Borabscheidung in der aufwachsenden Siliciumschicht unterbunden; die Schicht enthält durch sich niederschlagenden Phosphor einen spezifischen Widerstand von 4 Ohm.cm und ist nleitend.



   Diese Änderung des Leitfähigkeitstyps und der Höhe der Leitfähigkeit kann also ohne Änderung der oben angegebenen Molverhältnisse der Aktivatorverbindungen zu den Halbleiterverbindungen im Gas erzielt werden, indem dem Reaktionsgas HCI zugesetzt wird.



  Das gleiche lässt sich auch durch Änderung des Molverhältnisses MV zwischen der Siliciumverbindung   (SiCI4)    und dem Wasserstoff (H2) im Reaktionsgas erzielen, wobei ebenfalls das genannte Molverhältnis der Aktivator-Verbindungen zur Halbleiterverbindung unverändert bleiben kann. So lässt sich z. B. ohne Änderung des Molverhältnisses des Borchlorids zur Si-Verbindung im Reaktionsgas allein durch Änderung des Molverhältnisses   MV    zwischen der Siliciumverbindung und dem Wasserstoff von   10-8    auf 10-2 eine Mindestkonzentration für die Borhalogenide im Reaktionsgas von etwa   2 10-2 Mol /o    erreichen.

  Dabei ist die Höhe dieser Grenzkonzentration durch die Konstante Kp = 0,63 gegeben, aus der sich der Partialdruck p des Borchlorids gemäss der folgenden Formel errechnen lässt:
EMI3.1     
   in der pnct, PI3C1 und 112 die Partialdrucke
2    des HCI, BCl3 und H2 in Atmosphären (at) bedeuten; d. h. bei einem Molverhältnis MV von =    oiC1 4/ < I2    =   10-2    ist nur dann Bor in dem abgeschiedenen Silicium enthalten, wenn - bei den im Beispiel angewendeten Verbindungen des Bors und Siliciums - das Atomverhältnis des Bors zum Silicium im Reaktionsgas = 2    104    ist.

  Bei dem genannten Molverhältnis MV und der oben angegebenen Borchloridkonzentration von 5   104,    bezogen auf die Halbleiterverbindung   (SiCl4),    scheidet sich also kein Bor mehr ab und das niedergeschlagene Silicium erhält infolge der praktisch vollständigen Abscheidung des Phosphors aus dem Phosphorchlorid   (PCl5)    eine n Leitfähigkeit mit einem spezifischen Widerstand von 4 Ohm.cm.



   In der 2. und 3. Spalte der folgenden Tabelle sind für den in der Fig. 1 angegebenen Halbleiter der Leitfähigkeitstyp und der spezifische Widerstand   e    der einzelnen Schichten   I-IV    eingetragen, die auf der mit 0 bezeichneten Schicht einkristallin unter Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens niedergeschlagen werden:

  :
EMI3.2     


<tb>  <SEP>    0    <SEP> Leitfähig- <SEP> o <SEP>    ci    <SEP> 
<tb>  <SEP> Schicht <SEP>    Beitfähig- <SEP>     <SEP> a <SEP> cm <SEP> nSiX4 <SEP>    flop/o    <SEP> zugesetztes
<tb>  <SEP> keitstyp <SEP>    H2    <SEP>    nHCl/nH    <SEP> 
<tb>  <SEP> 2
<tb> 1.Spalte <SEP> 2.Spalte <SEP> 3.Spalte <SEP> 4.Spalte <SEP> 5.Spalte
<tb>  <SEP> I <SEP> P <SEP> 0,3 <SEP> 2 <SEP> 10-3 <SEP> 0,2
<tb>  <SEP> II <SEP> n <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP>    10-3    <SEP> 10-3 <SEP> 1
<tb>  <SEP> III <SEP> P <SEP> 0,3 <SEP> 2 <SEP>    10    <SEP> 0,2
<tb>  <SEP>    IV <SEP> n, <SEP> Is <SEP> 10-3    <SEP> 
<tb>   
In der 4.

  Spalte ist das Molverhältnis (MV) der mit SiX4 bezeichneten Siliciumverbindung, z. B.   SiHCI3,    zum Wasserstoff angegeben, das das in das Reaktionsgefäss einströmende Reaktionsgas besitzen muss, damit bei den oben angegebenen Anteilen der Aktivatorverbindungen die niedergeschlagenen Schichten die jeweils gewünschten Leitfähigkeiten haben; dabei wird dem Reaktionsgas kein HCl zugesetzt; die gewünschte Regelung ist also auch ohne den Zusatz der Halogen Wasserstoff-Verbindung möglich. Die gleichen Leitfähigkeiten in den einzelnen Schichten   I-IV    können jedoch bei dem Molverhältnis MV von   10-8    zwischen der Si-Verbindung und dem Wasserstoff auch durch den in der 5. Spalte der Tabelle angegebenen   Mol /o-Zusatz    des HCI zum Reaktionsgas erzielt werden.

  Zur Herstellung der Schicht I mit einer p-Leitfähigkeit und einem spezifischen Widerstand von 0,3 Ohm.cm soll also (s. Spalte 4) bei fehlendem HCl-Anteil das Molverhältnis   MV 2. 2 10-3 sein. Es soll bei der Schicht II auf über    5    10-3    erhöht, bei dem Aufwachsen der Schicht HI wieder auf 2    103    verringert und schliesslich zur Erzielung der Schicht IV bis auf   10-5    herabgesetzt werden. Bei den oben angegebenen Konzentrationen der Bor- und Phosphorverbindungen im Reaktionsgas entstehen dann die gewünschten Leitfähigkeiten der genannten Schichten   I-IV.    Das gleiche kann auch in der Weise erzielt werden (s. 5.

  Spalte), dass das Molverhältnis (MV) der Siliciumverbindung zum Wasserstoff im   Reaktionsgas konstant gleich 10 gehalten wird, der      MolO/o-Anteil    des   HC1    im Reaktionsgas jedoch beim Aufwachsen der Schicht I auf 0,2 eingestellt, beim Aufwachsen der Schicht II auf 1 erhöht, bei der Schicht III wieder auf 0,2 verringert und beim Aufwachsen der Schicht IV schliesslich ganz unterbunden wird. Die   Änderungen    des Molverhältnisses (MV) sowie des Anteils von HCI können sinngemäss auch miteinander kombiniert werden, um die gewünschte Schichtfolge beim Aufwachsen zu erzielen.

  In der Fig. 2 ist ein Diagramm gezeigt, das den Einfluss des Molverhältnisses der Siliciumverbindung zum Wasserstoff im Reaktionsgas bei einer Abscheidetemperatur von   1400 0K    auf der Oberfläche des Einkristalls, auf dem sich das Silicium abscheidet, und in Abhängigkeit des Molverhältnisses zwischen der Borverbindung und der Siliciumverbindung im Reaktionsgas zeigt. Dabei sind in der Waagerechten die Atomverhältnisse des sich abscheidenden Bors zum sich abscheidenden Silicium angegeben. In der Senkrechten sind die   Atom- /o-Sätze    des Bors zum Silicium bzw.



  die entsprechenden   Mol /o-Sätze    der diese Stoffe enthaltenden Verbindungen des Reaktionsgases angegeben. Die Borverbindungen bestehen z. B. aus Borchlorid BCl3 oder Borbromid   BBr3    und die Siliciumverbindungen z. B. aus dem Chlorid SiCl4 oder dem Siliciumchloroform SiHCl3. Das Molverhältnis (MV) der Siliciumverbindung zum Wasserstoff im Reaktionsgas ist als Parameter an den verschiedenen Kurven eingetragen. Verschiedene Molverhältnisse (MV) liefern im Abscheidungsgleichgewicht verschiedene Halogen-Wasserstoff Partialdrucke; diese Halogen-Wasserstoff-Konzentration legt, wie die Fig. 2 zeigt, weitgehend fest, in welchem Konzentrationsbereich der Halogen-Wasserstoff-Verbindung im Reaktionsgas die Änderung der Dotierung des sich niederschlagenden Halbleiters durch Änderung dieser Konzentration möglich ist. Beträgt z.

  B. das Molverhältnis MV =   10--     (s. den entsprechend waagrechten Ast der Kurve in Fig. 2), so scheidet sich Bor im Silizium nur   ab    wenn das   Atom- /o-Verhältnis    des Bors zum Silicium im Reaktionsgas mindestens 10-2 Atom-% beträgt.

  Ist der   Atom- /o-Anteil    des Bors grösser, so scheidet sich das Bor mit diesem   Atom-O/o-Anteil    auch in der aufwachsenden Siliciumschicht ab (s. den etwa diagonalen Kurvenast); entspricht der Anteil jedoch dieser Grenzkonzentration, so kann der Anteil des sich mit dem Silicium abscheidenden Bors durch steigende Zugabe einer Halogen-Wasserstoff-Verbindung, wie insbesondere HCI, zunehmend unterdrückt werden (s. den waagerechten Kurvenast); um diese Dotierungsänderungen schnell zu erreichen, wird die Öffnung, aus der der zugesetzte Halogen-Wasserstoff in das Reaktionsgas eingeführt wird, möglichst in der Nähe der Zuführungsdüse angebracht, durch die das Reaktionsgas in das Reaktionsgefäss einströmt.



   Wie die Fig. 2 ferner zeigt, fallen die Kurven für die verschiedenen MV mit der Diagonale annähernd zusammen, wenn die Konzentration der Aktivatorverbindung (z. B. BCl:3) bezogen auf die Halbleiterverbindung (z. B.



     SiHCl3,)    grösser ist als die Mindestkonzentration dieses Konzeritrationsbereiches. Das Verhältnis des Bors im Silicium nach der Abscheidung ist in diesen Fällen im wesentlichen gleich dem   Atom- /o-Verhältnis    des Bors und Siliciums im Reaktionsgas. Eine   Anderung    der Dotierung des sich abscheidenden Siliciums durch das Bor ist also auf diesem Kurvenast praktisch nur möglich durch entsprechende Änderung des   Atom- /o-Verhältnis-    ses des Bors zum Silicium im Reaktionsgas. Gemäss der Erfindung kann aber der   Atom- /o-Satz    des abgeschiedenen Bors im abgeschiedenen Silicium auch auf dem waagerechten Ast bei gegebenem Molverhältnis (MV) vorgenommen werden, indem (s. insbesondere nach Fig.



  3) durch Steigerung der   Halogen-Wasserstoff-Konzen    tration im Reaktionsgas die Borabscheidung zunehmend unterdrückt wird.



   Die Fig. 3 zeigt, wie diese durch die HCl-Zugabe zum Reaktionsgas bei konstantem MV bewirkte Anderung des   Atom-O/o-Anteils    des Bors im niedergeschalgenen Silicium längs des in der Fig. 2 gezeigten waagerechten Astes der Kurve zustande kommt. In der Fig. 3 ist hierzu die Abhängigkeit der Menge des sich abscheidenden Aktivators, z. B. des Bors, und des Halbleiters (Silicium), von der Temperatur T (in    K)    auf der Oberfläche des Körpers dargestellt, auf dem sich der Aktivator bzw. der Halbleiter bei dem dort zugrunde gelegten Molverhältnis MV von 0,05 niederschlagen.   a    bezeichnet, der Anteil des Siliciums dagegen mit   crsi.    Die sich auf dem Niederschlagskörper von der im Reaktionsgas für den Niederschlag zur Verfügung gestellten Gesamtmenge des Aktivators bzw. Halbleiters.

  Dieser Anteil ist für den Niederschlag des Bors mit   NB    bezeichnet, der Anteil des Siliziums dagegen mit   ossi.    Die gestrichelten Kurven zeigen die Abhängigkeit dieses Anteils   oder    von der Temperatur der Oberfläche, auf der sich das Bor niederschlägt, und von dem Parameter des dem Reaktionsgas zugesetzten Halogen-Wasserstoffes, insbesondere des   HCI. Tm Reaktionsgas beträgt das    Molverhältnis
EMI4.1     
 und das Molverhältnis   aer isorvernaung (ISLir) zur Halblefter-      verbindung (SiHCl8) ist gleich o,ì Moi /o. 

  Wie ersicht-    lich, ändert sich die Menge des sich abscheidenden Boranteils aus dem Reaktionsgas ausserordentlich stark   bei der Steigerung der HCl-Zugabe von 0 O/o auf 100 O/o    (bezogen auf die eingesetzte Silicium-Halogenid-Menge).



  Gegenüber dieser starken Änderung des Anteils aB  in Abhängigkeit vom Parameter der HCl-Zugabe zum Reaktionsgas ist die Änderung des Anteils   ossi    des sich auf dem Reaktionsgas niederschlagenden Siliciums relativ sehr gering. Wie sich aus den Paramaterangaben an den Kurven ergibt, kann z. B. bei einer Abscheidetemperatur von etwa 1400   "K    auf der Oberfläche des Niederschlagskörpers der Anteil   a    des Bors von fast 100   O/o    auf 0   O/o    dadurch herabgesetzt werden, dass die   HCI-    Zugabe von z. B.   20 Mol0/o    auf etwa   50 MolO/o      HC1    erhöht wird. 

  Gleichzeitig ändert sich dadurch der Niederschlagsanteil   asi    des Siliciums nur von etwa 0,9 auf etwa 0,8, d. h., dass bei Änderung der HCl-Zugabe von 20 auf 50   MolO/o    die Menge des sich aus dem Reaktionsgas niederschlagenden Siliciums sich nur sehr wenig, die Menge des sich niederschlagenden Bors sehr stark ändert.



   Das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung kann ausser bei Germanium und Silicium auch bei anderen Halbleitern, insbesondere anderen halbleitenden Elementen Anwendung finden. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Verfahren zur Herstellung eines Schichten verschiedener Leitfähigkeit und/oder verschiedenen Leitungstyps aufweisenden, einkristallinen Halbleiters, insbesondere aus Silicium oder Germanium, bei welchem ein Reaktionsgas aus einer gas- oder dampfförmigen Halogenverbindung dieses Halbleiters wie auch mindestens eines Dotierstoffes und aus Wasserstoff in einem Reaktionsgefäss über einen hocherhitzten, einkristallinen Träger aus dem herzustellenden Halbleitermaterial geleitet und hierdurch der Halbleiter und der Dotierungsstoff am Träger abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des Abscheidungsvorganges, unter Beibehaltung des Atomverhältnisses Halbleiter zu Dotierungsstoff im Reaktionsgas, durch eine zeitweilige Erhöhung bzw.

   Verminderung des Wasserstoffanteils des Reaktionsgases und/oder Zugabe eines Halogenwasserstoffes der Anteil des mitabgeschiedenen Dotierungsstoffes gesenkt bzw. erhöht wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Dotierungsstoffe Bortrichlorid und Phosphorpentachlorid und als Halbleiterverbindung Siliciumtetrachlorid verwendet werden.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reaktionsgas gewählt wird, welches gas- oder dampfförmige Verbindungen, z. B. BCl3 oder PCl5, zweier den entgegengesetzten Leitungstyp im Halbleiter hervorrufender Dotierungsstoffe enthält, von denen der eine, z. B. Phosphor, durch Änderung des Wasserstoffanteils des Reaktionsgases und/oder der Halogenwasserstoffzugabe zum Reaktionsgas in seiner Abscheidung am Träger praktisch nicht oder umgekehrt wie der andere, z. B. Bor, beeinflusst wird.

   3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass während des Abscheidevorgangs durch zeitweise erhöhte Halogenwasserstoffzugabe zum Reaktionsgas die Abscheidung des Dotierungsstoffes, z. B.

   Bor, während dieser Zeit verhindert wird.