DE1056899B - Verfahren zum Herstellen von Schichten aus halbleitendem Werkstoff - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von Schichten aus halbleitendem Werkstoff

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DE1056899B
DE1056899B DES45230A DES0045230A DE1056899B DE 1056899 B DE1056899 B DE 1056899B DE S45230 A DES45230 A DE S45230A DE S0045230 A DES0045230 A DE S0045230A DE 1056899 B DE1056899 B DE 1056899B
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Dr Arthur Gaudlitz
Dr Eberhard Groschwitz
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD

Description

  • Verfahren zum Herstellen von Schichten aus halbleitendem Werkstoff Es ist durch das Patent 865 160 bekannt, daß man auf einem Halbleiterkristall, vorzugsweise Einkristall, Halbleiterschichten gewünschten Leitungstypus aus der Dampfphase durch thermische Zersetzung eines Halogenids erzeugen kann, wobei die entstehende Schicht selbst ein Einkristallkörper sein kann. Durch geeignete Beimengungen von Donatoren oder Akzeptoren und durch Mehrfachbehandlung lassen sich auf diese Weise auf einem Halbleiterkristall aus Germanium oder Silizium ein oder mehrere abwechselnd p-und n-leitende Kristallschichten erzeugen.
  • Bei Verfahren zur Herstellung von p- oder n-leitenden Schichten mit gewünschter Kristallitgröße aus halbleitenden Werkstoffen ist es bereits bekannt, eine Komponente aus einer gasförmigen Verbindung durch Zersetzen dieser Verbindung auf eine andere als Festkörper vorhandene Komponente aufzubringen und zwecks Beeinflussung der Kristallitgröße der aufzubringenden Schicht die in fester Form vorliegende Komponente auf die jeweils erforderliche Temperatur zu erhitzen.
  • Gemäß der Erfindung wird das Verfahren zum Herstellen von halbleitenden Werkstoffen durch thermische Dissoziation flüchtiger Verbindungen der Grund- und Fremdstoffe, wobei die Schichten stufenweise aufgebracht werden und die Kristallbildung durch Zwischenbehandlung zwischen den Stufen beeinflußt wird, dadurch verbessert, daß durch Bestrahlung mit UV-Licht oder Röntgenstrahlen zwischenbehandelt wird.
  • Es wird beispielsweise folgendermaßen verfahren: Die natürliche, nicht geätzte Oberfläche eines Halbleiterkristalls, beispielsweise aus Silizium oder Germanium oder eine AIII BV-Verbindung, vorzugsweise Einkristalls, wird, gegebenenfalls nach Vorbestrahlung, zunächst mit Atomen des Grundgitters bedampft; d. h. ein Germaniumkristall mit Germaniumatomen, ein Siliziumkristall mit Siliziumatomen usw. Auch Kombinationen sind möglich, wobei Silizium-Germanium-Dampf auf einem Silizium- oder Germaniumkristall niedergeschlagen wird. Nach Erreichen einer gewünschten Schichtdicke wird diese mit UV-Licht bestrahlt. Je nach Intensität kann die Bestrahlung einige Minuten oder bis zu etwa einer oder einige Stunden dauern; darauf werden weitere Schichten in gleicher Art unter entsprechender Zwischenbedampfung mit Störstellen gewünschter Art, beispielsweise Donatoren, Akzeptoren, Rekombinationszentren, Haftstellen u. dgl., erzeugt. Zwischen jeder Bedampfung wird eine Bestrahlung eingeschaltet. Auf diese Weise können Schichten mit geeigneten Halbleitereigenschaften, insbesondere mit Zonen gewünschter Dotierungsart und Konzentration erzeugt werden.
  • Durch das Verfahren gemäß der Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß das Kristallwachstum ungestört vor sich geht und daß sowohl unerwünschte Gitterfehlstellen als auch unerwünschte Verbindungsbildungen auf den Oberflächen beim Übergang zu einem anderen Aufdampfarbeitsgang weitgehend vermieden werden. Außerdem werden durch das Verfahren gemäß der Erfindung Oberflächen- und Zwischenschichten - gegebenenfalls aus geeignet geladenen Atomen der Bestrahlung- und/oder Bedampfungsatmosphäre - erhalten, die andere Eigenschaften hinsichtlich der Leitungseigenschaften, insbesondere der Lebensdauer der Ladungsträger besitzen als der Grundkristall. Dieser wird hierdurch veredelt. Es können außerdem hierdurch die Rausch- und Frequenzeigenschaften sowie die Belastbarkeit in gezielter Weise beeinflußt werden. Als weitere Parameter wirken hierbei Art und Druck der Atmosphäre, in der die Bestrahlung und/oder die Schichtbildung durchgeführt wird. Sauerstoff bedingt z. B. andere Eigenschaften als inertes Gas.
  • Bei Verwendung von Kristallen, die gemäß der Erfindung behandelt sind, in Halbleiteranordnungen, z. B. Gleichrichtern, Transistoren, Fieldistoren, mit oder ohne Vorspannung betriebene Fotozellen, magnetisch und/oder elektrisch steuerbaren Halbleiterkörpern, vorzugsweise Widerständen, als spannungsabhängige Kapazität ausgenutzte pn-Übergänge oder dergleichen, entstehen, insbesondere auch im Zusammenhang mit entsprechenden Elektroden, Doppel- oder Mehrfachsperr- bzw. Randschichten, wodurch spezielle Typen von Stromspannungscharakteristiken erzeugt werden können.

Claims (3)

  1. PATEVTANSPRUCHE: 1. Verfahren zum Herstellen von Schichten aus halbleitenden Werkstoffen durch thermische Dissoziation flüchtiger Verbindungen der Grund- und Fremdstoffe, wobei die Schichten stufenweise aufgebracht werden und die Kristallbildung durch Zwischenbehandlung zwischen den Stufen beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch Bestrahlung mit UV-Licht oder Röntgenstrahlen zwischenbehandelt wird. .
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlung in einer wohldefinierten Gasatmosphäre, z. B. Sauerstoff und/oder Edelgas, oder im Vakuum, gegebenenfalls bei vom Atmosphärendruck abweichendem Druck durchgeführt wird.
  3. 3. Anwendung des nach dem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 hergestellten Kristalls, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugte Oberflächenschichtanordnung als Halbleiterbauteil in Halbleiteranordnungen, z. B. Gleichrichtern, Transistoren usw., ausgenutzt wird, wobei gegebenenfalls der ursprüngliche Grundkristall als Vorschaltwiderstand dient. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 885 756.
DES45230A 1955-08-19 1955-08-19 Verfahren zum Herstellen von Schichten aus halbleitendem Werkstoff Pending DE1056899B (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3108915A (en) * 1961-06-30 1963-10-29 Bell Telephone Labor Inc Selective diffusion technique
US3200018A (en) * 1962-01-29 1965-08-10 Hughes Aircraft Co Controlled epitaxial crystal growth by focusing electromagnetic radiation
DE1521400B1 (de) * 1962-06-04 1970-07-16 Philips Nv Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE885756C (de) * 1951-10-08 1953-06-25 Telefunken Gmbh Verfahren zur Herstellung von p- oder n-leitenden Schichten

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