AT232551B

AT232551B - Verfahren zur Herstellung eines Stabes aus hochreinem Halbleitermaterial

Info

Publication number: AT232551B
Application number: AT776562A
Authority: AT
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1962-01-26
Filing date: 1962-10-01
Publication date: 1964-03-25

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Herstellung eines Stabes aus hochreinem
Halbleitermaterial 
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Stabes aus hochreinem Halbleitermaterial, insbesondere Silicium, für elektronische Zwecke, in welchem eine vorbestimmte Konzentration eines Dotierungsstoffes, dessen Verteilungskoeffizient kleiner als 1 und dessen Dampfdruck grösser als derjenige des Halbleitermaterials ist, über die ganze Stablänge annähernd gleichmässig verteilt enthalten ist, durch tiegelfreies Zonenschmelzen im Vakuum. Der Ausgangsstab kann beispielsweise nach einem bekannten Verfahren zur Gewinnung von Halbleitermaterial durch Zersetzung einer gasförmigen Verbindung desselben und Abscheidung auf einem elektrisch beheizten stabförmigen Träger aus demsel- 
 EMI1.1 
 
Dotierungsstoffes im Halbleitermaterial nachträglich durch Zonenschmelzen herabzusetzen. 



   Die Dotierungskonzentration eines solchen Stabes kann ferner nach einem früheren Vorschlag (Patent-   schrift Nr. 211874) dadurch   herabgesetzt werden, dass ein dotierter Stab, dessen Querschnitt zunächst durch
Dünnziehen vermindert werden kann, durch Abscheidung von undotiertem Halbleitermaterial auf seiner
Oberfläche nach dem erwähnten Gewinnungsverfahren wieder verdickt wird. Dabei ist das Querschnitts- verhältnis zwischen der dotierten Seele und der undotierten Verdickungsschicht beliebig wählbar, derart, dass ein gewünschter Mittelwert der Dotierungskonzentration des ganzen Stabes erreicht wird. 



     Es besteht nunhäufig die   Aufgabe, einen solchen Halbleiterstab, der eine tiber seine ganze Länge annähernd gleichmässig verteilte Dotierung aufweist, nachträglich einem Zonenschmelzverfahren zu unterziehen, sei es zu dem Zweck, dem Stab eine einkristalline Struktur zu geben, sei es zwecks Vergleichmässigung der Dotierungskonzentration über den Stabquerschnitt oder sei es zwecks Herabsetzung der Dotierungskonzentration, wie oben erwähnt. Eine solche Behandlung hat wegen des von 1 verschiedenen Verteilungskoeffizienten des Dotierungsstoffes zur Folge, dass die   Gleichmässigkeit   der Längsverteilung des Dotierungsstoffes in einem von der Schmelzzone zuerst durchwanderten Teil des Stabes zerstört wird.

   Es ist bekannt, die Gleichmässigkeit der Längsverteilung durch das sogenannte Zonenschmelznivellieren " (Zone-levelling)" wieder herzustellen, welches darin besteht, dass der Stab mehreren Schmelzzonendurchgängen mit jeweiligem Richtungswechsel unterworfen wird. Mit der Erfindung kann demgegenüber eine wesentliche Vereinfachung erzielt werden. 



   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Stabes aus hochreinem Halbleitermaterial, insbesondere Silicium, für elektronische Zwecke, in welchem eine vorbestimmte Konzentration eines Dotierungsstoffes, dessen Verteilungskoeffizient kleiner als 1 und dessen Dampfdruck grösser als derjenige des Halbleitermaterials ist, über die ganze Stablänge annähernd   gleichmässig   verteilt enthalten ist, durch tiegelfreies Zonenschmelzen im Vakuum mit mehrfachem Durchlauf der Schmelzzone in der gleichen Richtung.

   Es ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchlauf der Schmelzzone in einem Abstand in Richtung des Zonendurchlaufes von einem Fünftel bis zum Zweifachen des Stabdurchmessers von der Anfangs-   stelle der übrigen Zonendurchläufe begonnen wird,   und dass danach mindestens ein Durchlauf der Schmelzzone mit normalem Anfang erfolgt. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 
 EMI2.1 
 
 EMI2.2 
 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 
Hand von Ausführungsbeispielen sollmesser mit einer n-Dotierung durch Phosphor genannt. Zweckmässige Wanderungsgeschwindigkeiten der Schmelzzone liegen bei etwa   2 - 6   mm/min. Mit diesen Daten durchgeführte Versuche zeigten ein gutes Ergebnis. 



    PATENT ANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Herstellung eines Stabes aus hochreinem Halbleitermaterial, insbesondere Silicium, für elektronische Zwecke, in welchem eine vorbestimmte Konzentration eines Dotierungsstoffes, dessen Verteilungskoeffizient kleiner als l und dessen Dampfdruck grösser als derjenige des Halbleitermaterials ist, über die ganze Stablänge annähernd gleichmässig verteilt enthalten ist, durch tiegelfreies Zonenschmelzen im Vakuum mit mehrfachem Durchlauf der Schmelzzone in gleicher Richtung, dadurch ge-   kennzeichnet, dass einDurchlauf der Schmelzzone   in einem Abstand in Richtung des Zonendurchlaufes von einem Fünftel bis zum Zweifachen des Stabdurchmessers von der Anfangsstelle der übrigen Zonendurchläufe begonnen wird, und dass danach mindestens ein Durchlauf der Schmelzzone mit normalem Anfang folgt.

Claims

2. Verfahrennach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchlauf der Schmelzzone in einem Abstand in Richtung des Zonendurchlaufes von etwa einem halben Stabdurchmesser von der Anfangsstelle der übrigen Zonendurchläufe begonnen wird.