CH370751A - Verfahren zur Herstellung eines aus einem hochreinen chemischen Element bestehenden kohärenten Körpers für die Halbleitertechnik - Google Patents

Description

  Verfahren zur     Herstellung        eines    aus einem     hochreinen    chemischen Element  bestehenden kohärenten Körpers für die     Halbleitertechnik       Halbleiterkörper werden seit einer Reihe von  Jahren in ständig zunehmendem Masse in der Fabri  kation von Gleichrichtern und sog. Kristallverstär  kern verwendet. Das bisher für solche Zwecke am  meisten verwendete Halbleitermaterial ist Germa  nium, obwohl es in der Natur eher spärlich ange  troffen wird, während das ebenfalls verwendbare  Silizium, das in der Natur häufig vorkommt,     bisher     kaum angewendet worden ist. Dies hat seinen Grund  darin, dass Silizium bisher Ergebnisse lieferte, die  nicht befriedigten.  



  Bekanntlich werden die Eigenschaften solcher  Gleichrichter oder Kristallverstärker sehr weitgehend  durch verhältnismässig geringe Mengen von im Halb  leiter vorhandenen Fremdstoffen bestimmt. Beim Si  lizium sind die genannten unbefriedigenden Ergebnisse  in erster Linie darauf zurückzuführen, dass es ausser  ordentlich schwierig ist, Silizium herzustellen, das  eine bestimmte Menge eines gewünschten Fremd  stoffes enthält. Um solches Silizium zu erhalten, ist  es in erster Linie erforderlich, Silizium von grösst  möglicher Reinheit herzustellen. Es sind dazu bereits  verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden.

   Eines  derselben besteht darin, dass     Siliziumtetrachlorid    in  der Dampfphase mit Zink reduziert und das so er  haltene Produkt dann mit Säuren ausgewaschen     wird.     Das so erhaltene Silizium wurde als  hyperrein  be  zeichnet. Wir haben jedoch gefunden, dass das Ver  fahren selbst dann, wenn es mit der grössten Sorg  falt durchgeführt wird, kein genügend reines Silizium  liefert. Es ist auch vorgeschlagen worden, Halbleiter  materialien durch Spaltung einer     gasförmigen    Ver  bindung, nämlich eines     Chlorides,    niederzuschlagen.  Dieses Verfahren schliesst jedoch eine Reaktion des  Chlorids mit Wasserstoff in sich. Dieses Verfahren    weist zwei ausgesprochene Nachteile auf.

   Erstens  entsteht ein korrosiv wirkendes Produkt, welches  Teile der Vorrichtung, in der es zur Verwendung  gelangt, in genügend starkem Masse anzugreifen ver  mag, um die Einführung von Fremdstoffen in den  Halbleiter zu ermöglichen. Zweitens wurden keine       Massnahmen    zur Verhinderung der Reaktion in der  Gasphase getroffen, obschon es für die Bildung eines  kohärenten Körpers aus Halbleitermaterial wichtig  ist, dass die gasförmige Verbindung an einer Ober  fläche gespalten wird.

   Ferner ist auch schon, und  zwar im  Journal of     the        American        Chemical        Society      Jahrgang 1936,     Bd.    58, Seite- 109, vorgeschlagen  worden,     Siliziumwasserstoff        (SiH4),    eine Verbindung,  die selbst einen hohen Reinheitsgrad aufzuweisen  vermag, thermisch zu spalten, doch hat sich das dort  beschriebene Verfahren nicht zur kommerziellen  Herstellung von     Silizium    geeignet.  



  Wir haben jedoch     gefunden,    dass es     möglich    ist,  grosse Mengen von     Silizium    und anderem Halbleiter  material durch     thermische    Spaltung herzustellen, und  die     vorliegende        Erfindung        betrifft    ein Verfahren, das  die Herstellung von Körpern aus Halbleitermaterial  von grösster Reinheit ermöglicht, in denen weniger  als eine     spektrographische    Spur eines die Eigenschaf  ten des Halbleitermaterials beeinflussenden Fremd  stoffes vorhanden sein soll.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung  eines aus einem hochreinen chemischen Element be  stehenden kohärenten Körpers für die Halbleiter  technik ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Strom  eines Hydrids, eines für die Halbleitertechnik geeig  neten chemischen Elements auf eine Oberfläche ge  leitet wird, die in einer Kammer in einer Zone ange  ordnet ist, welche mindestens auf die Spaltungs-           temperatur    des Hydrids erhitzt ist, und dass die  Strömungsgeschwindigkeit des Hydrids und der  Druck in der Kammer so eingestellt sind, dass die  Spaltung des Hydrids an der genannten     Oberfläche     stattfindet.  



  Das genannte für die Halbleitertechnik geeignete  chemische Element kann Bor, Silizium, Germanium,  Phosphor, Arsen, Antimon, Selen oder     Tellur    sein.  



  Bei der Herstellung von kohärenten Körpern aus       Silizium    oder Germanium ist es zur Erzielung der       genannten    Oberflächenreaktion zweckmässig,     dass    das       Siliziumhydrid    oder das     Germaniumhydrid    mit einer  molekularen Konzentration, die kleiner als     1001/o     ist, in die Spaltungszone geleitet wird. Dies kann  z. B. dadurch geschehen, dass man das Hydrid mit  tels eines     inerten    Gases oder unter reduziertem Druck  in die Spaltungszone leitet.  



  Unter dem Begriff  molekulare Konzentration   ist das prozentuale Verhältnis zwischen der Anzahl       Hydridmoleküle    (z. B.     Siliziumwasserstoffmoleküle),     die in 1     cm3    des Gases (z. B. des     Siliziumwasser-          stoffgases)    tatsächlich vorhanden sind, und der An  zahl, die in 1     cm33    des reinen Hydrids bei Atmosphä  rendruck und bei der Spaltungstemperatur vorhan  den wären, zu verstehen. Für die     Abscheidung    von  Silizium ist beispielsweise ein Druck von weniger als  76 mm     Hg    zweckmässig.  



  Nachstehend wird die Erfindung anhand einer       Anzahl        Ausführungsbeispiele    und der beiliegenden  Zeichnung     ausführlicher    beschrieben.  



  In der Zeichnung zeigt:       Fig.    1 ein Schema zur Herstellung von sehr  reinem Halbleitermaterial,       Fig.    2 eine Apparatur zur Durchführung des  Verfahrens zur Herstellung eines Körpers aus reinem  Halbleitermaterial und       Fig.    3 ein Detail zu     Fig.    2.  



  Unter Bezugnahme auf die     Fig.    1 soll zunächst  als Beispiel die Herstellung von Silizium und später  die Herstellung anderer hochreiner, für     die    Halbleiter  technik geeigneter chemischer Elemente beschrieben  werden.  



  Für die Gewinnung des für die Herstellung von  Silizium benötigten     Siliziumwasserstoffes    werden als  Ausgangsstoffe vorzugsweise     Siliziumtetrachlorid    und       Lithiumaluminiumhydrid    verwendet. Das     Sihzium-          tetrachlorid    wird in der Verfahrensstufe 1 durch  Destillation und chemische Behandlung gereinigt.  Unter     Rückfluss    mit Kupferspiralen wird der Arsen  gehalt von 1 mg pro ml auf weniger als 0,1     ,ug    pro  ml herabgesetzt.

   Hierauf werden Arsen und andere  Elemente, die in der Form von     Chloriden    vorhanden  sind, bis auf kleinste Restbestände durch fraktio  nierte Destillation entfernt, wobei die Siedepunkte  der     Chloride    ziemlich weit     auseinanderliegen.     



  Das     Siliziumtetrachlorid    wird in der Stufe 2 mit  trockenem Äther oder     Tetrahydrofuran    gemischt,  welcher bzw. welches zuvor in der Stufe 3 durch  bekannte Verfahren der Destillation und chemischen  Behandlung gereinigt worden ist.    In der Stufe 4 wird das     Lithiumaluminiumhydrid     unter     Rückfluss    mit dem trockenen Äther oder     Tetra-          hydrofuran    behandelt zwecks Entfernung     flüchtiger     Hydride.

   Die sich ergebende gereinigte Lösung oder  Suspension von     Lithiumaluminiumhydrid    wird in der  Stufe 5 mit der Lösung von     Siliziumtetrachlorid    zur  Reaktion gebracht, wobei ein Strom eines     inerten     Gases, wie z. B. Argon oder Stickstoff, welcher zuvor  gereinigt worden ist, zuerst über die Leitung 6 zu  geführt wird, um aus dem Reaktionsgefäss etwa vor  handene Luft auszutreiben.  



  An dieser Stelle ist zu erwähnen, dass es emp  fehlenswert ist, dass die gesamte für die bisher er  wähnten Stufen des Verfahrens benötigte Apparatur  aus Quarz und nicht aus Glas besteht, da die ver  wendeten Stoffe geringe     Meng--n    unerwünschter  Fremdstoffe aus dem Glas aufnehmen könnten.  



  Der über die Leitung 6 zugeführte Strom von  Trägergas wird weiter aufrechterhalten, um den im  Reaktionsgefäss der Stufe 5 erzeugten     Siliziumwasser-          stoff    abzuführen. Die Mischung aus Trägergas und       Siliziumwasserstoff    wird in der Stufe 7 einer frak  tionierten Abkühlung und fraktionierten Destilla  tion unterworfen, um die Reinheit des Silizium  wasserstoffes weiterhin sicherzustellen.  



  Der     Siliziumwasserstoff    wird dann entweder über  Speicherzylinder 8 oder unter Umgehung der Spei  cher direkt über die Leitung 9 einer Spaltungsstufe  zugeführt. Die thermische Spaltung wird in der  Stufe 10 zweckmässig bei einer molekularen Konzen  tration des     Siliziumwasserstoffes,    die kleiner als       10011/o    ist, durchgeführt. Dies geschieht entweder  dadurch, dass man den     Siliziumwasserstoff    in später  zu beschreibender Weise durch verminderten Druck  der Speicherstufe 8 entnimmt, oder dass man das der  Stufe 7 entnommene gereinigte Trägergas wieder       einführt,    um den     Siliziumwasserstoff    der Spaltungs  stufe zuzuführen.  



  Der aus der Stufe 7 austretende gereinigte     Sili-          ziumwasserstoff    kann geringe Spuren anderer flüch  tiger Hydride enthalten. Vom Standpunkt der thermi  schen Spaltung aus ist     Siliziumwasserstoff    ein sehr  stabiles Hydrid, und seine Spaltungstemperatur ist  höher als diejenige irgendwelcher Hydride anderer  Elemente, die noch vorhanden sein können. Um die  genannten Spuren anderer Hydride zu entfernen,  kann der     Siliziumwasserstoff    durch eine     Spaltungs-          Reinigungs-Stufe    11 hindurchgeführt     werd-.n,    in wel  cher Hydride von Arsen, Bor oder andern Fremd  stoffen gespalten werden.

   Dabei kann auch eine ge  ringe Menge von     Siliziumwasserstoff    gespalten wer  den. In der Stufe 11 wird somit das entstehende Si  lizium, Arsen, Bor usw. entfernt.  



  Der     Siliziumwasserstoff    wird in der Stufe 10 ge  spalten, und zwar wird vorzugsweise das     Silizium     auf einen     Siliziumkeim    niedergeschlagen und der er  zeugte Wasserstoff abgeführt.  



  Bei der Spaltung entstehen somit keine korrodie  renden Bestandteile, und das erzeugte     Silizium    be  findet sich daher in einem derart reinen Zustand,      dass die     spektrographische        Analyse    keinen mess  baren Betrag an Fremdstoffen zeigt.  



  Wie bereits erwähnt, werden die molekulare Kon  zentration und die Gasgeschwindigkeit unmittelbar  über der Oberfläche des     Siliziumkeims    in der Stufe  10 so gewählt, dass eine Spaltung des     Siliziumwasser-          stoffes    durch eine Oberflächenreaktion stattfindet.  



  Für andere für die Halbleitertechnik geeignete  chemische Elemente als Silizium wird das an sich in  bekannter Weise erzeugte Chlorid des chemischen  Elementes in der Stufe 1 wiederum durch fraktio  nierte Destillation und chemische Behandlung ge  reinigt. Ferner wird im Teil 3 der Apparatur der  Äther oder das     Tetrahydrofuran,    welcher bzw. wel  ches zur Bildung einer Lösung des Chlorids und des  damit zur Reaktion zu bringenden Hydrids verwen  det wird, destilliert und chemisch behandelt.

   Ein Teil       dieses    Lösungsmittels wird im Teil 2 der Apparatur  zur Bildung einer Lösung des     Chlorids    verwendet,  während der andere Teil im Teil 4 zur Bildung einer  Lösung oder Suspension des Hydrids verwendet wird,  das wieder verflüssigt wird, um     Fremdstoffhydride,     die flüchtiger sind als das gewünschte Produkt, aus  zutreiben.  



  Die bei 2 und 4 erhaltenen Produkte werden bei  5 miteinander zur Reaktion gebracht, wobei schon       vorgängig    dem Mischen der miteinander zur Reak  tion zu bringenden Stoffe und zum Austreiben des  resultierenden gasförmigen Hydrids dem Teil 5 über  die Leitung 6 ein     inertes    Trägergas zugeführt wird.  



  Je nach dem gasförmigen Hydrid, das man zu  erzeugen wünscht, können bei den einzelnen Schritten  1 bis 5 des     Verfahrens    geringfügige     Änderungen    er  forderlich sein.  



  Zur Herstellung von     Germaniumhydrid,    kann       Germaniumtetrachlorid    mit     Lithiumaluminiumhydrid     zur Reaktion gebracht werden, wobei vorzugsweise  als Lösungsmittel     Tetrahydrofuran    verwendet werden  soll. Es wird dabei verhältnismässig wenig     Germa-          niumhydrid    gewonnen, und zwar etwa nur 400/a der  Menge, die theoretisch erhalten werden sollte. Es  kann aber mehr gewonnen werden, und zwar bis zu       7011/a,    wenn     Germaniumtetrachlorid    mit     Natrium-          borhydrid    zur Reaktion gebracht wird.  



  Für     Diboran    oder     Antimonwasserstoff    wird das       Trichlorid    mit     Lithiumaluminiumwasserstoff    in     Di-          äthyläther    zur Reaktion gebracht, und in diesem  Falle ist die Reihenfolge der Beimischung der mit  einander zur Reaktion zu bringenden Stoffe wichtig,       falls    eine grössere Menge gewonnen werden soll.  Die     Lithiumaluminiumhydridlösung    sollte     zur        Chlo-          ridlösung    beigegeben werden statt     umgekehrt.     



  Phosphorhydrid und Arsenhydrid werden durch  Reaktion in     Tetrahydrofuran    zubereitet.       TellüI'waSSerStoff    und     Selenwasserstoff    werden,  in beiden Fällen in Äther gelöst, durch Beimischung  des     Tetrachlorids    zu     Lithiumaluminiumhydrid    zube  reitet. Die Reaktion sollte im Falle des     Tellurwasser-          stoffes    bei einer niedrigen Temperatur, beispielsweise  bei -78  C, stattfinden, um eine Spaltung des Tellur-         wasserstoffes    infolge der     Reaktionswärme        zu    ver  hindern.  



       Selenwasserstoff    kann auch durch eine Reak  tion     Selenaluminium    mit     Chlorwasserstoffsäure    her  gestellt werden.  



  Das im Teil 5 gewonnene Hydrid wird vom  Trägergas, wozu ein gereinigtes träges Gas, beispiels  weise Stickstoff oder Argon, verwendet wird, nach  dem Teil 7 der Apparatur geführt, in welchem  zwecks Reinigung des Hydrids eine fraktionierte  Destillation und ein Ausfrieren durchgeführt     wird.     



  Das Hydrid kann dann, wie dies durch den  Teil 8 angedeutet ist, in der üblichen Weise ge  speichert werden.     Germaniumtetrahydrid    kann über  Wasser aufgespeichert werden, andere Hydride da  gegen sind     löslich    und reagieren mit Wasser. Sie  müssen daher in trockenem Zustand gespeichert wer  den. Arsenwasserstoff dagegen spaltet sich bei atmo  sphärischem Druck sehr leicht und     kann    nur sehr  schwer gespeichert werden.  



  Das gereinigte Hydrid wird dann entweder aus  dem Speicher 8 oder direkt aus dem Teil 7 der       Spaltungskammer        zugeführt,    in welcher es durch Er  hitzung gespalten und das für die     Halbleitertechnik     geeignete chemische Element in hochreiner Form auf  eine Oberfläche niedergeschlagen wird.  



  Die     Fig.2    zeigt ein Beispiel einer Apparatur,  welche beim Verfahren zur Erzeugung     eines    kohären  ten Körpers aus Halbleitermaterial aus dem entspre  chenden gasförmigen Hydrid durch Anlagerung auf  einem Kern oder     Keimling    des Halbleitermaterials  verwendet werden kann. Als Beispiel wird die Er  zeugung reinen     kristallinen        Siliziums    aus gasförmi  gem     Siliziumwasserstoff    durch Anlagerung auf einem       Siliziumkeimling    beschrieben. Die Spaltungskammer  12 besteht aus einem Zylinder 13 mit Endplatten  14 und 15, welche mit dem Zylinder 13 hermetisch  verbunden sind.

   Ein     kristalliner        Siliziumkeimling    16  ist in einem Halter befestigt, welcher von einem Stab  17 getragen wird. Die obere Oberfläche des Keim  lings 16 wird durch direkte Strahlung von einem  aus Kupfer bestehenden     Stromkonzentrationszylinder     18 erwärmt, welcher Zylinder dadurch gekühlt wird,  dass man Wasser durch ein     spulenförmiges    Rohr 19       hindurchschickt,    welches bei 20 eintritt und bei 21  austritt.

   Der Konzentrationszylinder 18 bildet die  sekundäre Wicklung eines     Hochfrequenztransforma-          tors,    dessen Primärwicklung 22 einen abgestimmten       Kreis    einer     Induktionsheizvorrichtung    bildet, welche  mit einer Frequenz von ungefähr 1 MHz schwingt.  



  Der     Siliziumwasserstoff    wird der     Kammer    12  aus einem Speicherzylinder oder aus der Stufe 7 der       Fig.    1 über die Eintrittsöffnung 23 zugeführt und  durchläuft einen Strömungsmesser 24 und ein     Ventil     25 und gelangt von diesem     in    das Eintrittsrohr 26,  welches knapp über einer Öffnung 27 in der Kon  zentrationsvorrichtung 18 endigt.

   Die Öffnung 27  ist     in    der Nähe der Oberfläche des     Siliziumskeimlings     16 so geformt, dass die obere Oberfläche des Keim  lings 16     schmilzt,    und     dass    die Übergangsschicht zwi-           schen    dem     geschmolzenen    und dem festen     Silizium     eine     gewünschte    Form aufweist.  



  Der horizontale Teil des Eintrittsrohres 26 ist  durch eine     Induktionsheizspule    28 mit einem Metall  kern hindurchgeführt, wodurch die Temperatur des       Kerns    auf einen zwischen 300 und 500  C liegenden  Wert gebracht wird. Irgendwelche entstehende Spalt  produkte bilden einen an den Wänden des Rohres  26 haftenden Niederschlag.  



  Der     Siliziumwasserstoff    wird mittels einer an das  Rohr 29 angeschlossenen Vakuumpumpe durch die  Öffnung 27 in der Konzentrationsvorrichtung 18       hindurchgesogen.    Im Rohr 29 ist ein     Druckregulier-          ventil    30 eingesetzt.  



  Der Stab oder     Bolzen    17 ist mittels eines herme  tischen Abschlusses 31 durch die untere Platte<B>15</B>       hindurchgeführt    und mit einem Mechanismus 32  verbunden, durch welchen der Stab 17 gedreht und  nach unten verschoben wird, und zwar     mit    vorgege  benen     Geschwindigkeiten.     



  Die am     Messinstrument    24 abgelesene     Strömungs-          geschwindigkeit    und der am Monometer 33 abge  lesene     Druck    werden durch die Ventile 25 und 30  so eingestellt, dass sich ein optimales Kristallwachs  tum einstellt.  



  Die Geschwindigkeit, mit welcher sich der Stab  17 senkt, wird so eingestellt, dass sie genügend gross  ist, damit die Oberfläche des     Keimlings    oder Körpers  16 beim Wachsen des Keimlings infolge des ihm zu  geführten Siliziums auf einer konstanten Höhe bleibt.  Das dem wachsenden     Körper    zugeführte     Silizium     kühlt sich beim Absinken unter die vorgenannte  Höhe     allmählich    ab und     kristallisiert.     



  Wenn der ursprünglich vorhandene Keimling 16  ein Einkristall ist, erfolgt das Wachstum an der obern  Oberfläche in     monokristalliner    Form, falls die moleku  lare     Konzentration    des     Siliziumwasserstoffes    in unmit  telbarer Nähe der wachsenden     Oberfläche    derart ist,  dass eine     Spaltung    praktisch     vollständig    an der Ober  fläche des Keimlings stattfindet und eine Spaltung  im Gasraum praktisch vermieden wird.

   Dies lässt  sich durch eine richtige Einstellung des     Druckes    in  der Kammer und der Strömungsgeschwindigkeit in       übereinstimmung    mit der Temperatur der obern  wachsenden     Oberfläche    verwirklichen    An der Aussenseite des Einkristalls entsteht auch  eine gewisse Menge von polykristallinem Stoff. Ein  Schnitt durch den gewachsenen Körper ist in der       Fig.    3 gezeigt. Der ursprüngliche Einkristall ist wie  derum mit 16 bezeichnet. Ein monokristallines  Wachstum baut die Verlängerung 34 des ursprüng  lichen Einkristalls 16 auf, während ein äusseres  polykristallines Wachstum an der Stelle 35 auftritt.  Der oder die Teile 35 können abgeschliffen werden,  falls nur der Einkristall verwendet werden soll.  



  Wenn anderseits eine grössere Wachstumsrate  erwünscht ist, kann der ursprüngliche Keimling 16  polykristallin sein, und die Verhältnisse können so  gewählt werden, dass eine grössere Wachstumsrate  auftritt, bei welcher jedoch vorzugsweise wieder  darauf geachtet wird, dass nur eine Spaltung an der  Oberfläche des Keimlings auftritt. Der polykristalline  Körper aus     Silizium    kann dann in einen monokristal  linen Körper umgewandelt werden, und zwar durch  das bekannte Verfahren, das in einem     Schmelzen     und Ziehen eines Kristalls aus der     Schmelze    besteht.  



  Wie bereits erwähnt worden ist, eignet sich das  Verfahren, das vorangehend für     Silizium    beschrieben  worden ist, auch für andere Stoffe, nämlich Ger  manium, Bor, Phosphor, Arsen, Antimon, Selen und       Tellur.    Alle diese Elemente bilden Hydride, die  durch eine Reaktion von     Lithium-Aluminium-          Hydrid    mit dem entsprechenden Chlorid erhalten  werden können, wie dies für die Herstellung des     Si-          liziumhydrides    beschrieben worden ist. Immerhin  sind geringfügige     Änderungen    der Bedingungen für  eine solche Reaktion ratsam, wie dies bereits be  schrieben worden ist.

   Alle diese Hydride     können     durch Hitze leicht gespalten werden, und der zusam  menhängende Körper kann dann durch Spaltung  der Hydride mittels einer Oberflächenreaktion her  beigeführt werden.  



  Vorzugsweise wird das chemische Element auf  einem Kernkörper aus dem gleichen Element nieder  geschlagen.  



  Nachstehend sollen noch einige experimentell er  mittelte Bedingungen für die thermische Spaltung  von Hydriden von Silizium und Germanium ange  geben werden.  
EMI0004.0045     
  
    <I>Spaltung <SEP> von <SEP> Siliziumwasserstof <SEP> f</I>
<tb>  a) <SEP> ohne <SEP> Verwendung <SEP> eines <SEP> inerten <SEP> Gases:

  
<tb>  Beispiel
<tb>  1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4
<tb>  Druck <SEP> (mm <SEP> Hg) <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 15
<tb>  Strömungsrate <SEP> (Liter <SEP> pro <SEP> Sekunde) <SEP> 26 <SEP> 26 <SEP> 20 <SEP> 15
<tb>  Temperatur <SEP> (<B>0</B> <SEP> C) <SEP> 1000 <SEP> 1100 <SEP> 1100 <SEP> 1200
<tb>  Wachstumsrate <SEP> (Gramm <SEP> pro <SEP> Stunde) <SEP> 16 <SEP> 18 <SEP> 14 <SEP> 10,5
<tb>  Molekulare <SEP> Konzentration <SEP> (a/9) <SEP> 1,3 <SEP> 1,3 <SEP> 1,3 <SEP> 2,0       
EMI0005.0001     
  
    b) <SEP> bei <SEP> Verwendung <SEP> eines <SEP> inerten <SEP> Trägergases <SEP> (Argon)
<tb>  Druck <SEP> (mm <SEP> Hg) <SEP> 760
<tb>  Strömungsrate <SEP> des <SEP> Siliziumwasserstoffes <SEP> (1/h) <SEP> 0,5
<tb>  Strömungsrate <SEP> von <SEP> Argon <SEP> (1/h) <SEP> 200
<tb>  Spaltungstemperatur <SEP> (  <SEP> C)

   <SEP> 800
<tb>  Wachstumsrate <SEP> des <SEP> Siliziums <SEP> (g/h) <SEP> 0,5
<tb>  Molekulare <SEP> Konzentration <SEP> ( /o) <SEP> 0,25
<tb>  <I>Spaltung <SEP> vorn <SEP> Germaniumwasserstoff</I>
<tb>  (ohne <SEP> Verwendung <SEP> eines <SEP> inerten <SEP> Gases)
<tb>  Druck <SEP> in <SEP> der <SEP> Spaltungskammer <SEP> (mm <SEP> Hg) <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 15 <SEP> 15
<tb>  Strömungsrate <SEP> des <SEP> GeH4 <SEP> (1/h) <SEP> 5 <SEP> 10 <SEP> 5 <SEP> 10
<tb>  Temperatur <SEP> (<B>0</B> <SEP> C) <SEP> 800 <SEP> 800 <SEP> 780 <SEP> 800
<tb>  Wachstumsrate <SEP> (glh) <SEP> 8 <SEP> 16 <SEP> 8,2 <SEP> 16
<tb>  <I>Herstellung <SEP> vorn <SEP> Einkristallen <SEP> aus <SEP> Germanium</I>
<tb>  a) <SEP> ohne <SEP> Verwendung <SEP> eines <SEP> inerten <SEP> Gases
<tb>  Druck <SEP> in <SEP> der <SEP> Kammer <SEP> (mm <SEP> Hg) <SEP> 16,

  5 <SEP> 24 <SEP> 76 <SEP> 24 <SEP> 78 <SEP> 120
<tb>  Strömungsrate <SEP> des <SEP> GeH4 <SEP> (ljh) <SEP> 0,6 <SEP> 0,6 <SEP> 0,6 <SEP> 0,3 <SEP> 0,3 <SEP> 0,3
<tb>  Keimtemperatur <SEP> (  <SEP> C) <SEP> 760 <SEP> 760 <SEP> 760 <SEP> 760 <SEP> 760 <SEP> 760
<tb>  Wachstumsrate <SEP> (g/h) <SEP> 0,22 <SEP> 0,28 <SEP> 0,8 <SEP> 0,12 <SEP> 0,3 <SEP> 0,44
<tb>  b) <SEP> Verdünnung <SEP> mit <SEP> N2 <SEP> (90%) <SEP> + <SEP> H2 <SEP> (100/0)
<tb>  Druck <SEP> (mm <SEP> Hg) <SEP> 10 <SEP> 100 <SEP> 8 <SEP> 20 <SEP> 55 <SEP> 5 <SEP> 50
<tb>  Strömungsrate <SEP> (1;

  h) <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1
<tb>  0/<B>9</B> <SEP> GeH4 <SEP> 15 <SEP> 15 <SEP> 19,5 <SEP> 19,5 <SEP> 19,5 <SEP> 18 <SEP> 18
<tb>  Keimtemperatur <SEP> (  <SEP> C) <SEP> 750 <SEP> 750 <SEP> 750 <SEP> 750 <SEP> 750 <SEP> 750 <SEP> 750
<tb>  Wachstumsrate <SEP> (glh) <SEP> 0,013 <SEP> 0,23 <SEP> 0,012 <SEP> 0,11 <SEP> 0,30 <SEP> 0,03 <SEP> 0,23

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung eines aus einem hoch reinen chemischen Element bestehenden kohärenten Körpers für die Halbleitertechnik, dadurch gekenn zeichnet, dass ein Strom eines Hydrids eines für die Halbleitertechnik geeigneten chemischen Elementes auf eine Oberfläche geleitet wird, die in einer Kammer in einer Zone angeordnet ist, welche min destens auf die Spaltungstemperatur des Hydrids er hitzt ist, und dass die Strömungsgeschwindigkeit des Hydrids und der Druck in der Kammer so eingestellt sind, dass die Spaltung des Hydrids an der genannten Oberfläche stattfindet. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass als für die Halbleitertechnik ge eignetes chemisches Element Bor, Silizium, Germa- nium, Phosphor, Arsen, Antimon, Selen oder Tellur erzeugt wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch, zur Herstel lung eines Halbleiterkörpers aus Silizium oder Ger manium, dadurch gekennzeichnet, dass Silizium- oder Germaniumhydrid in einer molekularen Konzentra tion, die niedriger als 1000/a ist, auf die genannte Oberfläche geleitet wird. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch, zur Herstel lung eines Halbleiterkörpers aus Silizium, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strom von Siliziumwasser- stoff mittels eines inerten Gases auf die genannte Oberfläche geleitet wird. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch, zur Herstel lung eines Halbleiterkörpers aus Silizium, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strom von Siliziumwasser- stoff unter Anwendung eines reduzierten Druckes auf die genannte Oberfläche geleitet wird. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch, zur Herstel lung eines Halbleiterkörpers aus Silizium, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strom von Siliziumwasser- stoff auf einen in der genannten Zone untergebrach ten Siliziumkeim geleitet wird, auf welchem Silizium aus dem Siliziumwasserstoff niedergeschlagen wird. 6.

   Verfahren nach Unteranspruch 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Siliziumkeim von der genann ten Zone mit einer solchen Geschwindigkeit weg bewegt wird, dass eine Oberfläche des wachsenden Siliziumkeims, auf der Silizium niedergeschlagen wird, in der genannten Zone verbleibt. 7. Verfahren nach Unteranspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, dass das Erhitzen der genannten Zone durch Erhitzen des Siliziumkeims auf die genannte Spaltungstemperatur bewerkstelligt wird. B.

   Verfahren nach Unteranspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, dass die genannte Oberfläche auf eine solche Temperatur erhitzt wird, dass das Silizium an der genannten Oberfläche schmilzt. 9. Verfahren nach Unteranspruch 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Erhitzung der Oberfläche des Siliziumkeims durch Induktionsheizung erfolgt.