DE1245335B - Verfahren zur Herstellung einkristalliner, homogen bordotierter, insbesondere aus Silicium oder Germanium bestehender Aufwachsschichten auf einkristallinen Grundkoerpern - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einkristalliner, homogen bordotierter, insbesondere aus Silicium oder Germanium bestehender Aufwachsschichten auf einkristallinen Grundkoerpern

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DE1245335B DES91724A DES0091724A DE1245335B DE 1245335 B DE1245335 B DE 1245335B DE S91724 A DES91724 A DE S91724A DE S0091724 A DES0091724 A DE S0091724A DE 1245335 B DE1245335 B DE 1245335B
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES .
PATEMTAMT
ÄySLEÖESCHRIFT
Int. Cl.:
BOIj
Deutsche KL: 12 g -.17/32
Nummer: . 1245 335
Aktenzeichen: S 91724IV c/12 g
Anmeldetag; 26. Juni 1964
Auslegetag: 27. Juli 1967
Herstellung einkristalliner, homogen bordotierter, insbesondere aus Silicium oder Germanium bestehender "Aufwachsschichten ■ auf 'einkristallinen Grund-1 Körpern durch thermische Zersetzung eines durch · Verdampfen einer flüssigen Verblödung des abzuscheidenden Halbleitermatefiais hergestellten: Gases und eines gasförmigen Borhydrids, wobei die Gase in einen Reaktionsraum übergeführt und das durch die Zersetzung gebildete Halbleitermaterial und Bor aiii . einen oder gleichzeitig« auf mehrere erhitzte, im Reaktionsraurn befindliche Grundkörper abgeschieden werden. ' ■ .
• Zur Dotierung von aus der Gasphase abgeschiedenen Silicium- oder Germapiumaufwachsschichten mit Bor * ■ ist es üblich, als borliefernde Verbindung Bortrichlorid BCl3 zu verwenden und die Verbindung mit Hilfe eines Trägergases in den Reaktionsraum einzuleiten, indem das Trägergas durch ein Gefäß-geleitet wird, in dem sich die Borverbindung in flüssigem Zustand ,-befindet. Das Trägergas wird dabei mit verdampftem ao Bortrichlorid beladen. Dieses Verfahren hat .den großen Nachteil, daß Bortrichlorid äußerst empfindlich gegen Feuchtigkeit ist. Geringste Spuren vbn Wasser zersetzen Bortrichlorid unter Bildung von Borsäure < und Chlorwasserstoff. Außerdem sind bei diesem Ver- »5 fahren, bei dem die Verbindung des Halbleitermaterials und die Borverbindung aus zwei getrennten Gefäßen verdampft werden, kaum homogen dotierte Kristalle herstellbar, da 'die beiden Gefäße, wenn r überhaupt, nur unter größtem technischem Aufwand während des ganzen Abscheideverfahrens auf konstanter Temperatur gehalten werden können. Geringe Temperaturschwankungen in den Gefäßen- führen aber sofort zu einer Verschiebung im Konzentrations- ' verhältnis der von den Verdampf era an das Trägergas gegebenen Verbindungen und damit sofort zu einer merklichen Änderung des Dotierungsgrades des abgeschiedenen Halbleiters. Darüber hinaus muß zur Herstellung homogen dotierter Kristalle die Strömühgs- ; geschwindigkeit des Trägergäses in den beiden Gefäßen während des ganzen Abscheideverfahrens auf dem einmal eingestellten Wert gehalten werden, was aber sehr schwierig ist.
•Diese Nachteile treten auch dann auf, wenn zwei Verdampfergefäße verwendet werden, von denen das eine jnit einer flüssigen Halbleiterverbindung, das andere mit einem konzentrierten Gemisch aus der flüssigen Halbleiterverbindunj» und einer Verbindung des Dotierstoffs, beispielsweise Borhydrid, gefüllt ist.
Weiterhin isFes möglich, als borliefernden Stoff eine feste, pulverisierte Borverbindung zu verwenden. Dabei sind ebenfalls zwei getrennte Verdampfergefäße für Verfahren zur Herstellung einkristailiner,
homogen bordotierter, insbesondere aus Silicium odex Germanium bestehender Aufwachsschichten auf einkristallinen Grundkörpern
1 Anmelder:
Siemens Aktiengesellschaft; Berlin uüd München, München 2, Witteisbacherplatz 2
Als Erfinder benannt: ■
DipL-Chem. Dr. Hartmut Seiter, München
die Borverbindung und für die Verbindung des Halbleitermaterials erforderlich, so daß die schon beschriebenen Nachteile auch bei diesem "Verfahren auftreten. Darüber hinaus können bei dieser Atisführungsform aus einem weiteren Grund nur sehr schwer feproduzierbar definierte Borkonzentrationen erhalten werden' Die * 'Verdampfungsgescbwindigkeit fester Stoffe hängt sehr stark Von der Oberflächengröße und -beschaffenheit dieser Substanzen ab. Stellt man zur Umgehung dieses Nachteils den Sättigungsdampfdruck der festen Borverbindung ein, so erhält' man nur meist "unerwünscht hohe Borkonzentrationen in der Gasphase und dadurch im abgeschiedenen Halbleitermaterial.
. Die Erfindung sieht zur Vermeidung dieser Nach; teile vor, daß bei einem Verfahren zur Herstellung einkristalliner, homogen bordotierter, insbesondere aus Silicium oder Germanium bestehender Aufwächsschichten auf einkristallinen Grundkörpern durch thermische Zersetzung eines durch Verdampfen einer flüssigen Verbindung des abzuscheidenden Halbleiter^ materials hergestellten Gases und eines gasförmigen Borhydrids, wobei die Gase in einen Reaktionsraum übergeführt und das durch die Zersetzung gebadete Halbleitermaterial und Bor auf einen oder gleichzeitig auf mehrere erhitzte, im Reaktionsraum befindliche Grundkörper abgeschieden werden erfindungsgemäß als Borhydrid Dekaboran in der flüssigen Verbindung' des Halbleitermaterials gelöst und mit der Halbleiterverbindung verdampft wird. Hierbei ist nur ein einziges Verdampfergefäß für die Halbleiterverbindung und das Dekaboran erforderlich.·
Mit dem durch die Erfindung vorgesehenen Verfahren lassen sich ohne Schwierigkeiten homogene Dotierungen im Halbleiterkristall erhalten. Ebenso
es mit dem Verfahren möglich, reproduzierbar de.
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niert eingestellte Dotierstoffkonzentrationen, insbe- dergelöstenMDldesStoffeszudemVolumsnderLösung
sondere relativ hochohmige. Halbleiterschichten, mit proportional ist. Die analytischen Bsstimtnungsn des
einem spezifischen Widerstand größer als 0,1 Qsm Dskaborangehalts in der Gasphase ergaben stets
herzustellen. Werte, die von den rechnerisch nach dem Raoultschen
Ungenauigkeiten auf Grund von Temperatur- 5 Gesetz ermittelten Werten abweichen. Selbst wenn also
Schwankungen sind bei dem Verfahren gemäß der das Einbauverhältnis Bor zu abzuscheidendem HaIb-
Erfindung ausgeschlossen; ebenso führen geringe leitermaterial bei der eingestellten und konstant
Abweichungen von der zu Beginn des Abscheide- gehaltenen Abscheidetemperatur einen Wert von 1
Verfahrens eingestellten Strömungsgeschwindigkeit des besitzt, also dem in der Gasphase vorliegenden Ver-
vorteilhafterweise verwendeten Trägergases, z. B. io hältnis entsprechen würde, ließen sich die Dstierstoff-
Wasserstoffs, nicht zu Widerstandsänderungen im konzentrationen und damit der spezifische Widerstand
abgeschiedenen Kristall, da das Verhältnis von Bor zu der abgeschiedenen Halbleiterschichten nicht auf
abzuscheidendem Halbleitermaterial in der Gasphase Grund der Einwaage des Dskaborans in der Lösung
dadurch nicht beeinflußt wird. rechnerisch ermitteln. Das Einbauverhältnis von 1 bei
Dekaboran B10H11 ist eine leicht handzuhabende, 15 Silicium ergibt sich aber erst, wie weiter gefunden
feste Substanz mit einem Schmelzpunkt von 99,30C wurde, wenn das Verhältnis Bor zu Silicium in der
und einem Siedepunkt von 2130C. Die Löslichkeit Gasphase kleiner ist als ΙΟ"6.
des Dekaborans in Siliciumtetrachlorid beispielsweise Um bei dem Verfahren gemäß der Erfindung Halbbeträgt bei +250C etwa 0,5 Gewichtsprozent bei leiterschichten mit definiertem, spezifischem Wider-—200C etwa 0,05 Gewichtsprozent, in Silicochloro- 20 stand herstellen zu können, wird daher eine Eichkurve form bei +25° C etwa 1 Gewichtsprozent und bei aufgenommen. Es werden hierfür mehrere definierte —400C etwa 0,1 Gewichtsprozent. Lösungen mit verschiedenen Konzentrationen des
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Ver- Dekaborans in einer bestimmten Verbindung des HaIbfahrens kann beispielsweise so vorgegangen werden, leiters hergestellt, ζ. B. also zur Abscheidung von daß zuerst eine relativ konzentrierte Stammlösung des 25 Siliciumschichten definierte Lösungen von Dskaboran Dekaborans in der in flüssigem Zustand vorliegenden in Silicochlorof orm oder in Siliciumtetrachlorid. Von Verbindung des abzuscheidenden Halbleitermaterials den verschiedenen Lösungen werden bei bestimmten hergestellt wird, beispielsweise eine 0,lgewichtspro- Abscheidetemperaturen Halbleiterschichten hergestellt, zentige Lösung. Antejle dieser. Stammlösung werden deren Dotierstoffkonzentrationen dann z. B. durch dann jeweils in Abhängigkeit von dem erwünschten 30 Leitfähigkeitsmessungen bestimmt werden. Die er-Widerstand der herzustellenden Schichten mit der ,. haltenen Werte werden in eine Eichkurve eingetragen* Verbindung des Halbleitermaterials verdünnt, und Sollen die Halbleiterschichten nur eine exakt homodiese verdünnte Mischung wird zum Verdampfen ge- gene DDtierstofrVerteilung, dagegen aber Jceine- erbracht und zweckmäßigerweise mit Hilfe eines Träger- wünschte, . definierte DDtierstoffkonzeatration aufgases dem Reaktionsraum zugeführt. Im Reaktions«· 35 weisen, ist dsis Aufnehmen einer Eichkurve natürlich raum ist ein Grundkörper angeordnet, der auf die 1 nicht erforderlich.
Abscheidetemperatur erhitzt ist, Faden- odei Draht- Mit Hilfe der Eichkurve gelingt es, z. B. Schichten form besitzt und vorzugsweise an den Enden gehaltert mit einem spezifischen Widerstand herzustellen, der. ist. Ebenso können mehrere dieser Grundkörper im dem spezifischen Widerstand des Trägerkörpers exakt Reaktionsraum angeordnet sein oder auch solche 40 entspricht. Das kann vorteilhaft sein, wenn z. B. ein Grundkörper, die platten- oder scheibenförmig ausge- - fadenförmiger Träger mit dem gleichen Halbleiterbildet sind. Die Grund- oder Trägerkörper können aus material verdickt und dann durch Schnitte senkrecht dem abzuscheidenden Halbleitermaterial bestehen und zur Achse in Scheiben zerlegt werden soll. Ebenso bereits bordotiert sein, z. B. auch die gleiche Bor- können Schichten unterschiedlicher, definierter spszikonzentration aufweisen, wie sie für die herzustellenden 45 fischer Widerstände auf Grundkörper abgeschieden Schichten erwünscht ist. Die Träger können jedoch werden.
auch aus einem vom Material der abzuscheidenden Die obere Grenze der Bordotierung, nach dem erSchichten unterschiedlichen Material bestehen. Die findungsgemäßen Verfahren liegt — bedingt durch die Materialien müssen aber in diesem Fall, damit die Löslichkeitsgrenze des Dskaborans in den herköntmeinkristalline Struktur der abgeschiedenen Schichten 50 liehen Halbleiterverbindungen—etwa bsi JV= 5· 10", gewährleistet ist, gleiche Gitterstruktur aufweisen und wobei ΛΓ die Anzahl der Boratoms pro 1 Grammauch in der Gitterkonstante wenigstens annähernd atom, also auf 6,02 · 10is Atoms, des Halbleiter-= übereinstimmen. Es ist selbstverständlich, daß das materials bedeutet. Diese Datierstoffkonzentration ent-Trägermaterial auch nach dem Gesichtspunkt des spricht etwa einem spezifischen Widerstand von Schmelzpunkts ausgewählt werden muß: Der Schmelz- 55 0,1 Ω cm. Die Verdampfertempsraturen werden dabei punkt des Trägermaterials muß höher sein als die zwischen —20 und —400C gehalten. Das Verfahren Abscheidetemperatur. ist daher besonders für die Herstellung hochohmiger
Bei den der Erfindung zugunde liegenden Unter- Halbleiterschichten mit einem Widerstand, der größer
suchungen wurde die Beobachtung gemacht, daß sich ist als 0,1 Ω cm, geeignet.
aus dem Konzentrationsverhältnis des Dekaborans 60 In der F i g. 1 sind in zweifach logarithmischer
zur Verbindung des Halbleitermaterials in der Lösung Ausführung zwei Eichkurven dargestellt, von denen
nicht der Partialdruck des Dekaborans über der Lö- die Kurve 1 zeigt, welcher spezifische Widerstand ψ
sung des Dekaborans in der in flüssigem Zustand vor- von einkristallinen Siliciumschichten [in Ω:;ηι] sich
liegendenVerbmdungdesHalbleitermaterialsberechnen in Abhängigkeit der Konzentration des Dskaborans in
läßt. Die Lösung gehorcht also nicht dem Raoultschen 65 flQ j SiHciumtetrachlorid f ^i^-1 ergibt, wenn
Gesetz, nach dem der Partialdruck pa eines gelosten & I cm·1 SiCi4 J 0^
S di S i di Abhid f 0C hl
, pa g
. - Stoffes über einer Lösung dieses Stoffes der Konzentrati- die Abscheidetempsratur auf etwa 11500C gehalten ^Ti des gelösten Stoffes, also dem Verhältnis der Anzahl wird und ein MDlverhältnis von SiCl4 zu dem als
Trägergas verwendeten Wasserstoff wie 0,01 eingestellt ist.
Die Kurve 2 gibt die Werte des spezifischen Widerstands φ an für eine Lösung aus Dekaboran und Silicochloroform, wenn bei gleichen Bedingungen gearbeitet wird. Aus beiden Kurven läßt sich leicht ablesen, welche Konzentration des Dekaborans in der jeweiligen Siliciumverbindung für die Erzielung eines bestimmten spezifischen Widerstandes der abzuscheidenden Siliciumschichten notwendig ist.
Eine Ausführungsform einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist beispielsweise in der F i g. 2 dargestellt.
Das doppelwandige Quarzgefäß 3, durch dessen Wandung mittels der Zuführungsöffnungen 4 und 5 Wasser zur Kühlung der Reaktionsgefäßwandung geleitet wird, umschließt den eigentlichen Reaktionsraum, in dem die thermische Zersetzung und die Abscheidung des dotierten Halbleitermaterials vorgenommen werden. Das Verdampfergefäß 22, das auf konstanter Temperatur gehalten wird, enthält eine definierte Lösung 23 des Dekaborans in einer Verbindung des abzuscheidenden Halbleitermaterials, ζ. Β. in Silicochloroform. Mittels eines Trägergasstroms — symbolisiert durch den Pfeil 24 — wird ständig der verdampfte Anteil der Lösung, ia dem das Verhältnis Dekaboran zur Verbindung des abzuscheidenden Halbleitermaterials unverändert erhalten bleibt, über die Rohrleitung 6 — symbolisch durch den Pfeil 11 dargestellt — in den Reaktionsraum eingeleitet. An dem erhitzen, aus hochreinem Silicium bestehenden Trägerkörper 8, der im Ausführungsbeispiel die Form eines dünnen Fadens besitzt, wird das Reaktionsgasgemisch zersetzt, wobei sich Silicium und Bor an dem Trägerkörper 8 abscheiden. Die Aufheizung des Trägerkörpers 8 auf die erforderliche Abscheidetemperatur, z. B. 1150° C, erfolgt im Beispiel mit Hilfe der zwei in die Gefäßwand eingeschmolzenen Elektroden 7 und 9, die z. B. aus Wolfram bestehen, durch direkten Stromdurchgang. Die Restgase — symbolisiert durch den Pfeil 12 — verlassen den Reaktionsraum über den Rohransatz 10. Da im strömenden Reaktionsgas gearbeitet wird, wächst der Halbleiterniederschlag an dem Faden 8 ständig, so daß sieh dieser nach einiger Zeit zu einem dicken Stab vergrößert, der zu Halbleiterbauelementen verarbeitet wird.
Das Ausführungsbeispiel kann in mannigfacher Weise abgeändert werden; insbesondere können mehrere Trägerkörper, vorzugsweise parallel nebeneinander, im Reaktionsraum ausgespannt sein. Die Elektroden 7 und 9 können, wenigstens im Innern des Gefäßes oder auch vollständig, mit dem Material des Trägerkörpers oder des abzuscheidenden Halbleitermaterials überzogen sein oder ganz aus diesem Stoff bestehen.
Wenn Scheiben aus Halbleitermaterial beschichtet werden sollen, bedient man sich vorteilhafterweise der in der F i g. 3 dargestellten Vorrichtung oder einer abgewandelten Form dieser Vorrichtung.
Auf die Grundplatte 13 aus Quarz, die vakuumdicht mit der ebenfalls aus Quarz bestehenden Haube 14 verbunden ist, wird eine Platte 15 aufgelegt, die vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Trägerkörper 18, im Beispiel aus Silicium, besteht. Durch die Öffnungen 16, die in den seitlichen Wandungen der Quarzhaube 14, etwa in der Höhe der Trägerkörper 18, angebracht sind, wird die gasförmige Verbindung des abzuscheidenden Halbleitermaterials im definierten Gemisch mit Dekaboran — symbolisch durch den Pfeil 17 dargestellt — vorzugsweise mit Hilfe eines Trägergases in den Reaktionsraum eingeleitet und an der zu beschichtenden Oberfläche der Siliciumscheiben 18 entlanggeführt. Die Zuführung des Reaktionsgasgemisches zum Reaktionsraum erfolgt aus einem einzigen, nicht dargestellten Verdampfergefäß. Der
ίο plattenförmige Körper 15 kann in jeder beliebigen Form Verwendung finden, er kann z. B. auch die gleiche Form wie die Grundplatte des Reaktionsgefäßes besitzen. Die Ableitung der Reaktionsgase—symbolisiert durch den Pfeil 19 — erfolgt über das Rohr 20.
Die Aufheizung der Trägerkörper 18 auf die Zersetzungstemperatur wird im Beispiel mittels einer Induktionsspule 21 vorgenommen, die von einer nicht dargestellten Hochfrequenzquelle gespeist wird. Die Erhitzung der Trägerkörper 18 auf die Abscheide-
ao temperatur kann auch durch Wärmeübergang vom plattenförmigen Körper 15 erfolgen, der in diesem Fall zweckmäßigerweise U-förmig ausgebildet und durch direkten Stromdurchgang erhitzt wird.
Inbsesondere bei der Herstellung von Siliciumaufwachsschichten kann z. B. die in der F i g. 3 dargestellte Vorrichtung unter anderem dahingehend abgeändert sein, daß das Reaktionsgefäß ganz aus Silicium besteht. In diesem Fall kann auf eine Unterlage für die zu beschichtenden Halbleiterkörper 18 verzichtet werden. Es ist aber notwendig, das Reaktionsgefäß mit einem Quarzgehäuse zu umgeben, damit die Oxydation des Süiciumgefäßes verhindert wird.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung einkristalliner, homogen bordotierter, insbesondere aus Silicium oder Germanium bestehender Aufwachsschichten auf einkristallinen Grundkörpern durch thermische Zersetzung eines durch Verdampfung einer flüssigen Verbindung des abzuscheidenden Halbleitermaterials hergestellten Gases und eines gasförmigen Borhydride, wobei die Gase in einen Reaktionsraum übergeführt und das durch die Zersetzung gebildete Halbleitermaterial und Bor auf einen oder gleichzeitig auf mehrere erhitzte, im Reaktionsraum angeordnete Grundkörper abgeschieden werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Borhydrid Dekaboran in der flüssigen Verbindung des Halbleitermaterials gelöst und mit der Halbleiterverbindung verdampft wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine relativ konzentrierte Lösung hergestellt wird, daß in Abhängigkeit von dem erwünschten Widerstand der herzustellenden Aufwachsscbichten jeweils ein Anteil dieser Lösung mit der in flüssiger Form vorliegenden Verbindung des Halbleitermaterials verdünnt wird und daß diese verdünnte Lösung zum Verdampfen gebracht wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Halogenverbindungen des Halbleitermaterials verwendet werden.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 883 784;
österreichische Patentschrift Nr. 199 701.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DES91724A 1964-06-26 1964-06-26 Verfahren zur Herstellung einkristalliner, homogen bordotierter, insbesondere aus Silicium oder Germanium bestehender Aufwachsschichten auf einkristallinen Grundkoerpern Pending DE1245335B (de)

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DES91724A DE1245335B (de) 1964-06-26 1964-06-26 Verfahren zur Herstellung einkristalliner, homogen bordotierter, insbesondere aus Silicium oder Germanium bestehender Aufwachsschichten auf einkristallinen Grundkoerpern
NL6507006A NL6507006A (de) 1964-06-26 1965-06-02
US466210A US3488712A (en) 1964-06-26 1965-06-23 Method of growing monocrystalline boron-doped semiconductor layers
CH888965A CH447126A (de) 1964-06-26 1965-06-24 Verfahren zur Herstellung einkristalliner, homogen bordotierter, aus Halbleitermaterial, insbesondere aus Silicium oder Germanium, bestehender Aufwachsschichten auf einkristallinen Grundkörpern
FR22365A FR1437326A (fr) 1964-06-26 1965-06-25 Procédé pour faire croître sur des monocristaux des couches monocristallines dopées de façon homogène
GB27228/65A GB1035810A (en) 1964-06-26 1965-06-28 Improvements in or relating to processes for the manufacture of monocrystalline layers of semiconductor material

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3874920A (en) * 1973-06-28 1975-04-01 Ibm Boron silicide method for making thermally oxidized boron doped poly-crystalline silicon having minimum resistivity
US5891242A (en) * 1997-06-13 1999-04-06 Seh America, Inc. Apparatus and method for determining an epitaxial layer thickness and transition width

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE883784C (de) * 1949-04-06 1953-06-03 Sueddeutsche App Fabrik G M B Verfahren zur Herstellung von Flaechengleichrichtern und Kristallverstaerkerschichten aus Elementen
AT199701B (de) * 1953-10-26 1958-09-25 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung reinster kristalliner Stoffe, vorzugsweise Leiter oder Halbleiter

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1147567B (de) * 1960-01-15 1963-04-25 Siemens Ag Verfahren zum Gewinnen von insbesondere einkristallinem, halbleitendem Silicium
DE1155098B (de) * 1960-06-10 1963-10-03 Siemens Ag Verfahren zur Gewinnung von reinstem Silicium
NL265948A (de) * 1960-06-14 1900-01-01
US3321278A (en) * 1961-12-11 1967-05-23 Bell Telephone Labor Inc Process for controlling gas phase composition
US3173802A (en) * 1961-12-14 1965-03-16 Bell Telephone Labor Inc Process for controlling gas phase composition
US3318814A (en) * 1962-07-24 1967-05-09 Siemens Ag Doped semiconductor process and products produced thereby
DE1224279B (de) * 1964-01-03 1966-09-08 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung kristalliner, insbesondere einkristalliner, aus Halbleiter-material bestehender, dotierter Schichten auf kristallinen Grundkoerpern aus Halbleitermaterial

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE883784C (de) * 1949-04-06 1953-06-03 Sueddeutsche App Fabrik G M B Verfahren zur Herstellung von Flaechengleichrichtern und Kristallverstaerkerschichten aus Elementen
AT199701B (de) * 1953-10-26 1958-09-25 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung reinster kristalliner Stoffe, vorzugsweise Leiter oder Halbleiter

Also Published As

Publication number Publication date
NL6507006A (de) 1965-12-27
US3488712A (en) 1970-01-06
CH447126A (de) 1967-11-30
GB1035810A (en) 1966-07-13

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