DE1419656A1 - Verfahren zum Dotieren eines stabfoermigen Koerpers aus Halbleitermaterial,insbesondere aus Silizium,mit Bor - Google Patents

Verfahren zum Dotieren eines stabfoermigen Koerpers aus Halbleitermaterial,insbesondere aus Silizium,mit Bor

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Description

H19656
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München 2, 2 a FEB. 1359
Witteisbacherplatz 2
PA 61/1286
Verfahren zum Dotieren eines stabförmigen Körpers aus Halbleitermaterial, insbesondere aus SiIizium, mit Bor
Halbleiteranordnungen wie Gleichrichter, Transistoren, Photodioden, Vierschichtanordnungen und dergleichen bestehen meistens aus einem im wesentlichen einkristallinen Halbleiterkörper, z. B. aus Silizium, Germanium oder einer intermetallischen Verbindung der III. und V. bzw. der II. und VI. Gruppe des Periodischen Systems, auf den Elektroden, z. B. durch Legieren, aufgebracht sind.
Zu ihrer Herstellung werden in größeren Mengen Halbleitermaterialien mit definierten Eigenschaften benötigt. Diese werden deshalb hoch gereinigt, z. B. durch tiegelfreies Zonenschmelzen, und anschließend entweder in diesem hoch gereinigten Zustand oder nach der Zufügung von definierten Dotierungszusätzen zu Halbleiteranordnungen verarbeitet.
Bei einem derartigen Dotierungsverfahren wird auf einem dünnen, stabförmigen Körper aus Halbleitermaterial, welcher stark dotiert ist, undotiertes Halbleitermaterial abgeschieden und anschließend durch tiegelfreies Zonenschmelzen die Dotierungskonzentration über den gesaraten Querschnitt des so entstandenen Halbleiterstabes vergleichmäßigt. Pur diese und auch für andere Zwecke
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Unter!aoen
U19656
wird ein hochdotiertes Ausgangsmaterial benötigt, das beispielsweise dadurch gewonnen wird, daß der Halbleiterstab mit einem Verunreinigungsstoff in fester Form, beispielsweise mit einem Stück Bor, abgerieben wird (vergl. österreichische Patentschrift 211 874).
Neben dem erwähnten Verfahren zum Einbringen von Bor in einen stabförmigen Körper aus Halbleitermaterial ist noch ein anderes Verfahren bekannt geworden. Hierbei wird ein Bor enthaltender Glasfaden auf einen Halbleiterstab aufgeschmolzen und dieser danach dem tiegelfreien Zonenschmelzen unterworfen (vergl. österreichische Patentschrift 2o9 955).
Die bekannten Verfahren erfordern eine Vielzahl von anschließenden Zonenzügen, um eine einigermaßen gleichmäßige Bordotierung über den gesamten Halbleiterstab zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahret zum Dotieren eines stabförmigen Körpers aus Halbleitermaterial, insbesondere aus Silizium, mit Bor, durch Aufbringen von Bor auf den stabförmigen Körper und anschließendes, vorzugsweise tiegelfreies, Zonenschmelzen desselben. Dieses Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß pulverförmiges Bor mit einer Korngröße von 5 bis 5oo /u verwendet wird und daß das Borpulver in eine Längsnut des stabförmigen Halbleiterkristalls eingebracht wird. Vorzugsweise wird ein Borpulver mit einer Korngröße von bis 1oo /U verwendet.
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* U19656
Borpulver mit geringerer Korngröße, z. B. staubförmiges Borpulver, weist den Nachteil auf, daß die sich an Luft bildenden Nitridhäute ein Einbringen des Bors in das stabförmige Halbleitermaterial erschweren. Bornitrid, welches mit in einen Halbleiterstab, z. B. aus Silizium oder aus Germanium, eingedrungen ist, erweist sieh ferner beim Einkristallzüchten als schädlich.
Andererseits ist auch der Korngröße nach oben eine Grenze gesetzt, da große Borkörner beim Aufschmelzen des Halbleitermaterials Mischkristalle mit diesen bilden. Es ist deshalb bei großen Korngrößen ein sehr langsames Schmelzen notwendig, weil sonst Legierungen, die sich aus dem Bor und dem Halbleitermaterial bilden, ebenfalls das Einkristallwachstum verhindern.
Anhand eines Ausführungsbeispieles, aus dem weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung hervorgehen, soll die Erfindung näher erläutert werden.
In einen Halbleiterstab, beispielsweise einen Siliziumstab, von etwa 1oo g Gewicht, wird eine Nut eingebracht, z. B. eingefräst, welche parallel zur Längsachse des Stabes verläuft. Etwa 2oo mg Bor werden mit Wasserglas angerührt und diese Mischung in die Nut eingebracht. Anschließend wird der Halbleiterstab langsam auf etwa 9oo° C aufgeheizt und auf dieser Temperatur ca. 3 Stunden belassen. Hierdurch wird die Feuchtigkeit des Wasserglases und chemisch gebundenes Wasser beseitigt, welche beim anschließenden Zonenschmelzen schädlich wären.
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* H19656
Danach wird eine Sehmelzzone durch den gesamten Halbleiterstab geführt, worauf sich eine glasige Schlacke an der Oberfläche des Halbleiterstabes aus den Resten des Wasserglases bildet, Diese Schlacke wird anschließend entfernt, beispielsweise abgekratzt, und danach mindestens eine weitere Schmelzzone durch den Halbleiterstab geführt. Nach dieser Behandlung weist das Halbleitermaterial, welches vorher einen spezifischen Widerstand von etwa 1oo - 5oo Ohm.cm besaß, einen spezifischen Widerstand von 4 · 1o Ohm.cm auf. Der Halbleiterstab ist also mit Bor hochdotiert.
Zweckmäßigerweise wird der"Halbleiterstab in bekannter Weise durch Ansetzen eines einkristallinen Impflings in einen Einkristall verwandelt. Es hat sich hierbei als vorteilhaft erwiesen, diesen Einkristallimpfling erst beim zweiten Zonendurchgang anzuschmelzen, bzw. erst beim zweiten Zonendurchgang den Startpunkt der Schmelzzone in diesen Impfling zu verlegen.
5 Patentansprüche
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Claims (5)

5 1 A 1 9656 Patentansprüche
1. Verfahren zum Dotieren eines stabförmigen Körpers aus Halbleitermaterial, insbesondere aus Silizium, mit Bor, durch Aufbringen von Bor auf den stabförmigen Halbleiterkörper und anschließendes, vorzugsweise tiegelfreies, Zonenschmelzen desselben, dadurch gekennzeichnet, daß pulverförmiges Bor mit einer Korngröße von 5 bis 5oo /u verwendet wird und daß das Borpulver in eine Längsnut des stabförmigen Halbleiterkörpers eingebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Borpulver mit einer Korngröße von 5o bis 1oo /u verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Borpulver mit Wasserglas vermischt und dann in die Längsnut des stabförmigen Halbleiterkörpers eingebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,daß das in der Längsnut des stabförmigen Halbleiterkörpers befindliche Borpulver durch langsames Erwärmen des Halbleiterkörpers auf ca. 9oo° C erhitzt und auf dieser Temperatur mehrere Stunden belassen wird und daß anschließend der Halbleiterkörper zonengeschmolzen wird.
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Unterfagen (Art. 7 § 1 Abs. 2 Nr. I Satz 3 des XnderungagK. v. 4,9. »67)
fr U19656
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem ersten Durchgang der Schmelzzone durch den Halbleiterkörper die aus dem Wasserglas herrührenden Schlacken von dem Halbleiterkörper entfernt und danach noch mindestens ein Zonendurchgang durchgeführt wird.
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DE19611419656 1961-05-16 1961-05-16 Verfahren zum dotieren eines stabfoermigen koerpers aus halbleitermaterial, insbesondere aus silicium, mit bor Pending DE1419656B2 (de)

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DE2624756A1 (de) * 1976-06-02 1977-12-15 Siemens Ag Verfahren zum herstellen von aus silicium oder siliciumcarbid bestehenden, direkt beheizbaren rohren

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