<B>Verfahren</B> zur <B>Herstellung von Hohlkörpern aus Halbleitermaterial</B> Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines aus einem Halbleitermaterial, bestehen den Hohlkörpers durch Abscheiden aus einer gasförmigen Verbindung dieses Halbleitermaterials auf die Oberfläche eines beheizten Trägerkörpers, der nach dem Abscheiden einer Schicht des Halbleitermaterials ohne Zerstörung der selben entfernt wird.
Ein solches Verfahren ist bereits vorgeschlagen worden. Damit ist es insbesondere möglich, an zwei gegenüberliegen den Seiten offene Hohlkörper, z.B. aus Silizium, herzustel len. Der Trägerkörper kann dann leicht z. B. durch Ausbren nen oder Ausbohren entfernt werden. Bei nur einseitig offenen Hohlkörpern ist ein Ausbrennen dagegen schlecht möglich oder langwierig und beim Ausbohren besteht die Ge fahr, mit dem Bohrer die der offenen Seite gegenüberliegende Seite des Hohlkörpers zu beschädigen, wenn der an dieser Seite anliegende Teil des Trägerkörpers entfernt werden soll.
Die vorliegende Erfindung zeigt nun einen Weg, mit denen Hohlkörper aus einem Halbleitermaterial, insbesondere Silizium, hergestellt werden können. Dabei soll eine Entfer nung des Trägerkörpers auch dann leicht und ohne Be schädigung des Hohlkörpers möglich sein, wenn dieser nur einseitig offen ist.
Der Lösungsweg besteht darin, dass ein hohler und wenig stens an zwei gegenüberliegenden Seiten offener Trägerkör per verwendet wird, dass dann das Halbleitermaterial aus der gasförmigen Verbindung abgeschieden wird, bis die ge wünschte Schichtdicke erreicht ist, dass dann eine Scheibe festen Halbleitermaterials, deren Form der offenen Seite an- gepasst ist, mit dem abgeschiedenen Halbleitermaterial im Vakuum oder im Schutzgas verschweisst wird.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Figur näher erläutert. In der Figur ist eine Einrichtung zum Abscheiden einer Schicht von Halb leitermaterial gezeigt. Diese besteht im wesentlichen aus einer Quarzglocke 1 als Reaktionsgefäss, die auf der Unter seite mit zwei Einlassrohren 2 und auf der Oberseite mit einer Austrittsöffnung 3 versehen ist. In der Quarzglocke ist ein mit einem Fuss 6 versehener, z.B. aus Graphit be- stehender Trägerkörper 4 angeordnet, der auf der Unter seite der Quarzglocke 1 mittels eines Ringes 7 und mittels Schrauben 8 befestigt ist. Im Fuss des Trägerkörpers und im Ring 7 sind Dichtringe 9 eingelassen, die das Innere der Quarzglocke gegen die Atmosphäre abdichten.
Im Träger körper 4 ist eine Heizwicklung 11 angeordnet, die über Zu leitungen 13 und 14 an eine Spannungsquelle angeschlossen wird.
Der Trägerkörper wird aufgeheizt. Nach Einleitung der gasförmigen Verbindung des Halbleitermaterials scheidet sich dieses an der aufgeheizten Fläche, d.h. an der Wan dung des Trägerkörpers 4 ab. Ist die Siliziumschicht ge nügend dick geworden, so wird das Abscheiden beendet und der Trägerkörper mit der Siliciumschicht aus der Glocke ent fernt. Auf die Stirnseite des Trägerkörpers 4 wird dann eine Siliziumschicht aufgesetzt, deren Durchmesser mindestens gleich dem Innendurchmesser des Siliziumrohres ist.
Dann wird die Siliziumscheibe beispielsweise in einer nicht näher zu erläuternden Vorrichtung im Vakuum mittels Hochfre quenzenergie mit der Siliziumschicht 15 verschweisst. An- schliessend kann dann der Trägerkörper 4 entfernt werden, wenn, wie bei der Erfindung ohne weiteres möglich, dies nicht bereits vor dem Verschweissen beider Teile erfolgte. Durch das Verschweissen lässt sich ebenfalls eine gasdichte und mechanisch stabile Verbindung erzielen. Das Ver- schweissen kann auch mit Elektronenstrahlen im Hochva kuum oder mittels Plasmabrenner im Schutzgas erfolgen.
Diese Lösung kann auch dazu benutzt werden, einen Hohlkörper aus einem Halbleitermaterial vollständig zu ver- schliessen. Dazu muss natürlich der Trägerkörper vorher ent fernt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die Herstellung von Hohl körpern aus Silizium beschränkt. Es können z.B. auch Hohl körper aus anderen Halbleitermaterialien, wie z.B. Germanium, Siliziumkarbid, Wolframkarbid, AII, Bv-Ver- bindungen und AIIBvi-Verbindungen hergestellt werden. Soll z. B. ein Hohlkörper aus Siliziumkarbid hergestellt wer den, so wird als gasförmige Verbindung z.B. CH3SiC13 und Wasserstoff verwendet. Soll der Hohlkörper z. B. aus Bornitrit bestehen, wird z.B. Hexachlorborazol B3N3C16 und Wasserstoff verwendet.
Alle diese Halbleiter sind sehr hart und spröde, ausser- dem beständig gegen hohe Temperaturen und gasdicht. Sie eignen sich daher gut als Reaktionsgefässe für bei hohen Temperaturen ablaufende Reaktionen. Ein Beispiel für eine solche Reaktion ist der Diffusionsprozess bei Siliziumschei ben. Die bisher für die Diffusion verwendeten Quarzampul len halten nur Temperaturen von etwa 1200 C aus. Mit Ampullen aus Silizium oder einem anderen der angegebenen Halbleitermaterialien können die Temperaturen wesentlich erhöht werden, was den Diffusionsprozess beschleunigt.
Ausserdem besteht keine Gefahr mehr, dass, wie bisher, bei Quarz als Reaktionsgefäss enthaltene Verunreinigungen in die Siliziumscheiben hineindiffundieren, da das niederge schlagene Halbleitermaterial, insbesondere Silizium bekannt lich sehr rein hergestellt werden kann.
<B> Method </B> for <B> producing hollow bodies from semiconductor material </B> The present invention relates to a method for producing a hollow body made of a semiconductor material by depositing a gaseous compound of this semiconductor material on the surface a heated carrier body which is removed after a layer of the semiconductor material has been deposited without destroying the same.
Such a method has already been proposed. This makes it possible in particular to produce hollow bodies open on two opposite sides, e.g. made of silicon. The carrier body can then easily z. B. be removed by burnout or drilling out. In the case of hollow bodies that are only open on one side, however, burning out is difficult or tedious and when drilling out there is a risk of damaging the side of the hollow body opposite the open side with the drill if the part of the carrier body resting on this side is to be removed.
The present invention now shows a way by which hollow bodies can be produced from a semiconductor material, in particular silicon. It should be possible to remove the carrier body easily and without damage to the hollow body if it is only open on one side.
The solution is that a hollow and at least on two opposite sides open support body is used, that then the semiconductor material is deposited from the gaseous compound until the ge desired layer thickness is reached, that then a slice of solid semiconductor material, the shape of the open side is adapted, is welded to the deposited semiconductor material in a vacuum or in a protective gas.
The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment in conjunction with the figure. In the figure, a device for depositing a layer of semiconductor material is shown. This consists essentially of a quartz bell 1 as a reaction vessel, which is provided with two inlet tubes 2 on the underside and with an outlet opening 3 on the top. In the quartz bell there is a foot 6, e.g. Carrier body 4 made of graphite is arranged, which is attached to the underside of quartz bell 1 by means of a ring 7 and by means of screws 8. In the foot of the support body and in the ring 7 sealing rings 9 are embedded, which seal the interior of the quartz bell against the atmosphere.
In the support body 4, a heating coil 11 is arranged, which is connected to lines 13 and 14 to a voltage source.
The carrier body is heated up. After the gaseous compound of the semiconductor material has been introduced, it separates on the heated surface, i.e. on the wall of the support body 4 from. If the silicon layer has become sufficiently thick, the deposition is ended and the carrier body with the silicon layer is removed from the bell. A silicon layer, the diameter of which is at least equal to the inner diameter of the silicon tube, is then placed on the end face of the carrier body 4.
The silicon wafer is then welded to the silicon layer 15, for example in a device not to be explained in more detail, in a vacuum using high frequency energy. The carrier body 4 can then be removed if, as is readily possible with the invention, this has not already taken place before the two parts were welded together. A gas-tight and mechanically stable connection can also be achieved by welding. Welding can also be done with electron beams in high vacuum or with a plasma torch in protective gas.
This solution can also be used to completely close a hollow body made of a semiconductor material. To do this, of course, the carrier body must be removed beforehand.
The invention is not limited to the production of hollow bodies made of silicon. E.g. also hollow bodies made of other semiconductor materials, e.g. Germanium, silicon carbide, tungsten carbide, AII, Bv compounds and AIIBvi compounds can be produced. Should z. B. a hollow body made of silicon carbide, the gaseous compound e.g. CH3SiC13 and hydrogen used. If the hollow body z. Consist of boron nitrite, e.g. Hexachloroborazole B3N3C16 and hydrogen used.
All of these semiconductors are very hard and brittle, also resistant to high temperatures and gastight. They are therefore well suited as reaction vessels for reactions that take place at high temperatures. An example of such a reaction is the diffusion process in silicon wafers. The quartz ampoules previously used for diffusion can only withstand temperatures of around 1200 C. With ampoules made of silicon or another of the specified semiconductor materials, the temperatures can be increased significantly, which accelerates the diffusion process.
In addition, there is no longer any risk that, as before, impurities contained in quartz as the reaction vessel will diffuse into the silicon wafers, since the deposited semiconductor material, in particular silicon, is known to be very pure.