DE962868C

DE962868C - Tiegel zum Herstellen reinsten Halbleitermaterials, insbesondere von Silizium und dessen Verwendung

Info

Publication number: DE962868C
Application number: DES32979A
Authority: DE
Inventors: Dr Karl Seiler
Original assignee: Standard Elektrik AG
Current assignee: Standard Elektrik AG
Priority date: 1953-04-09
Filing date: 1953-04-09
Publication date: 1957-04-25

Description

Tiegel zum Herstellen reinsten Halbleitermaterials, insbesondere von Silizium und dessen Verwendung Die Erfindung geht von der Erfahrung aus, daß für die Herstellung von Dioden, Transistoren usw. die Reindanstellung von einkristallinen Halbleitern, insbesondere Silizium, eine erhebliche Rolle spielt.
Es wurde nun gefunden, daß man, aus technischem Silizium von nur etwa 99,70/a Reinheit nach der Czochralskimethode einen Einkristall ziehen kann, der eventuell unter Wiederholung dieses Prozesses sehr rein ist. Um dieses Ergebnis zu erreichen und die Oualität des Kristalls noch zu steigern, ist es aber nach den gemachten Erfahrungen notwendig, den Schmelzprozeß in einem Tiegelmaterial vorzunehmen, das kaum oder keine Störstoffe abgibt. Die bereits bekannten Tiegel aus sehr reinen Siliziumverbindungen, die z. B. zum Schmelzen von optischem Glas verwendet werden können, genügen den bei der Herstellung von Halbleiterstoffen zu stellenden ungewöhnlich hohen Anforderungen an den Reinheitsgrad des Tiegelmaterials bei weitem nicht, da die Verunreinigungen dabei so gering sein müssen, daß sie nicht einmal spektralanalytisch nachgewiesen werden können. Auch Tiegel aus Siliziumdioxyd, die unter Umwandlung einer hydrolisierbarenSiliziumverbindung, wie z. B. Siliziumtetrachlorid, hergestellt werden, konnten wegen der Verunreinigungen nicht verwendet werden. Aus demselben Grund erwiesen sich auch mehrschichtige Tiegel mit Ausfütterungen von Graphit als ungeeignet für das Schmelzen von Halbleiterstoffen.
Erfindungsgemäß wird deshalb ein Tiegel aus einer sehr reinen Siliziumverbindung auf seiner Infenseite mit einer Schicht aus besonders reinem Siliziumdioxyd überzogen, das durch Rektifikation von Siliziumtetrachlorid und anschließender Hydrolyse mit reinstem Wasser gewonnen wird.-Bei diesem Prozeß entsteht eine gelarti.ge Masse, die auf die Innenseite des Tiegels aufgebracht und dort bei etwa i2oo bis 1400° C eingesintert wird.
Der erfindungsgemäße Tiegel aus Quarz mit dem besonders reinen Innenüberzug aus Siliziurndioxyd wird dann zum Schmelzen von Silizium zweckmäßig in einen härteren Tiegel aus reinem Aluminiumoxyd oder reinem Graphit hineingestellt, um dadurch unerwünschte Formänderungen des Quarztiegels zu vermeiden.
Im Sinne der Erfindung liegt es auch, als TiegelmateTial Siliziumkarbid zu verwenden, das aus reinstem Silizium und ebenso reinem Kohlenstoff durch Reaktion bei etwa r2oo° C hergestellt wird. Zum Formen und Sintern eines solchen Tiegels können -die üblichen Mittel und Methoden herangezogen werden.
Ein aus Siliziumkarbid bestehender Tiegel ist sowohl zur direkten Aufnahme des Schmelzgutes als auch als Mantel zum Hineinstellen eines Quarztiegels der oben näher angegebenen Art geeignet. Bei direkter Benutzung des Tiegels zum Schmelzen des Halbleitermaterials wird man ebenso wie bei dem Tiegel aus Quarz zweckmäßig einen Innenüberzug aus der gelartigen Masse verwenden, die wie oben beschrieben erzeugt und auf die Tiegelwandung aufgebracht werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Tiegel zur Herstellung von reinsten Halbieiterstoffen, insbesondere reinstem Silizium, vorzugsweise für Dioden, Transistoren und spektralanalytische Untersuchungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tiegel aus reinstem Quarz oder reinstem Siliziumkarbid auf seiner Innenseite mit .einem Überzug aus Siliziumdioxyd versehen ist, das durch Rektifikation von Siliziumtetrachlorid und anschließende Hydrolyse mit reinstem Wasser gewonnen wird. z. Tiegel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug auf der Innenseite aufgesintert ist. 3. Tiegel nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß dieser von einem zweiten härteren Tiegel als Mantel umgeben ist.. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 712 36a; deutsche Patentschriften Nr. 484 386, 638 955.