DE1060056B - Verfahren zum Dotieren von Halbleiterkoerpern, vorzugsweise aus Silizium, mit Bor - Google Patents
Verfahren zum Dotieren von Halbleiterkoerpern, vorzugsweise aus Silizium, mit BorInfo
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Description
DEUTSCHES
KL.21g 11/02
INTERNAT. KL. H 0]
PATENTAMT
S 56725 VIII c/21
ANMELDKTAG: 28. J A N TJ A R 195
BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 25. JUNI 1959
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 25. JUNI 1959
Durch das Hauptpatent 1 044 981 ist ein Verfahren zum Dotieren von Halbleiterkörpern, vorzugsweise
aus Silizium, mit Bor geschützt, bei dem der zu dotierende Halbleiterkörper und elementares Bor in
einem gemeinsamen, mit Luft bzw. Sauerstoff gefüllten und auf eine unterhalb des Schmelzpunktes
des betreffenden Halbleiterkörpers gelegene Temperatur erhitzten Reaktionsgefäß mehrere Stunden lang
unter stark vermindertem Druck von einigen Torr bis 10~6 Torr geheizt wird und die Temperatur des
Reaktionsgefäßes so hoch gewählt wird, daß eine Reaktion des elementaren Bors mit der umgebenden,
verdünnten Gasatmosphäre möglich ist.
Bei Verfahren dieser Art treten an der Oberfläche des Siliziumkristalls meist Schichten von überschüssigem
Bor oder Bornitrid auf, die sich außerordentlich schlecht kontaktieren lassen und außerdem
meist fleckig aussehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, bei dem gleichmäßige, leicht
kontaktierbare, schön aussehende Oberflächen entstehen. Auf schönes Aussehen wird besonderer Wert
gelegt, da die borierten Kristalle auch als Fotoelemente in die Ziffernblätter von Uhren eingebaut
werden sollen.
Die Erfindung geht von der Feststellung aus, daß bei der Dotierung von elementarem Bor manchmal
auf der Oberfläche der Kristalle von selbst abblätternde Schichten auftreten, die nach Beendigung des
Temperns und des Erkaltens von selbst abspringen. Die Oberflächen, die unter den abgelösten Schichten
freigelegt werden, erweisen sich als gut zu kontaktieren und zeigen einen schönen, gleichmäßigen
Seidenglanz, wie mattverchromte Metallteile.
Mit dem im folgenden beschriebenen Verfahren gelingt es, diese abblätternden Schichten planmäßig
herzustellen und somit zu gut kontaktierbaren und schön aussehenden, borierten Siliziumkristallen zu
gelangen.
Erfindungsgemäß wird zunächst ein_ Siliziumeinkristall
zusammen mit elementarem Bor und staubformigem :Mhzimn31o3^~Tfltftz^TjfIcl dann werden
die sidh da6ei auf den Oberflächen des Siliziumeinkristalls
ansetzenden, abblätternden Schichten entfernt. Bei dem ersten Verfahrensschritt findet offenbar
eine Reaktion zwischen dem Siliziumdioxyd und dem Bor statt, bei der Bortrioxyd und Siliziummonoxyd
entstehen. Der Dampf dieser beiden Verbindungen erzeugt vermutlich die gewünschten, abblätternden
Schichten.
Im folgenden sei ein Ausführungsbeispiel beschrieben:
Tn einem Rohr aus Quarz oder anderem temperaturbeständigem Material werden Siliziumkristallscheiben
zusammen mit einer Mischung von Verfahren
zum Dotieren von Halbleiterkörpern,
vorzugsweise aus Silizium, mit Bor
vorzugsweise aus Silizium, mit Bor
Zusatz zum Patent 1 044 981
Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2
München 2, Witteisbacherplatz 2
Dr. Franz Nissl, München,
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
elementarem, amorphem Bor und staubförmigem Siliziumdioxyd (Quarz) bei etwa 1200° C Jim Vakuum,
einer Diffusionspumpe getempert. Durch das Mengenverhältnis
zwischen dem™ Siliziumdioxyd und dem 1 Bor, die Dauer der Temperatur und die Temperatur
bei der Temperung ist die Abscheidung des Bors_unci
die Eindiffusion des Bors in den Siliziumkristall ϊίΓ
weiten Grenzen veränderbar. Eine Erhöhung des Anteils an Siliziumdioxyd ergibt dickere, abblätternde
Schichten, längere Temperung und Erhöhung der Temperatur erzeugen dickere p-Schichten im Kristall.
Folgende Bemessungsgrenzen haben sich als brauchbar erwiesen:
1. Temperung im Vakuum von weniger als 10~5 Torr.
2. Dauer der Temperung 8 bis 18 Stunden.
3. Temperung bei einer Temperatur zwischen 1050 und 1300° C.
4. Gewichtsverhältnis Bor zu SiO2 zwischen 50:1
und 5 : 1.
5. Anordnung der Siliaitnnscheiben über dem Bor-Siliziumdioxyd-Gemisch
auf einer Länge von 25 cm und einem waagerecht liegenden Quarzrohr mit 25 mm Durchmesser. Das Rohr wird an eine
Vakuumpumpe mit 31/sec Saugleistung angeschlossen.
Claims (6)
1. Verfahren zur Dotierung von Halbleiterkörpern, vorzugsweise aus Silizium, mit Bor, bei
dem der zu dotierende Ä^
40
mentares Bor in einem gemeinsamen, rnjj__La-£L
bzjw.Sauerstoff gefüllten und auf eine unterhalb
des~~Schraelzpu,nktes des betreffenden HalMeiterkörpers
gelegene Temperatur erhitzten Reaktionsgefäß mehrere Stunden lang unter stark vermin-
dertem TJFüek von einigen Torr bis 10~6 Torr ge-HeIzT
wird, und die Temperatur des Reaktionsgefäßes so hoch gewählt wird, daß eine Reaktion
des elementaren Bors mit der umgebenden, verdünnten Gasatmosphäre möglich ist, nach Patent
1044981, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst
ein Siliziumeinkristall zusammen mit elementarem Bor und staubförmigem Siliziumdioxyd erhitzt
wird und daß dann die sich dabei auf den Oberflächen des Siliziumeinkristalls ansetzenden, abblätternden
Schichten entfernt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Erhitzung im Vakuum unter einem Druck von weniger als 10~5 Torr vorgenommen
'wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Temperung 8 bis
18 Stunden ausgedehnt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur bei der Temperung
zwischen 1050 und 1300° C gewählt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis Bor zu
Siliziumdioxyd zwischen 50 : 1 und 5 : 1 gewählt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Siliziumscheiben in einem
waagerecht liegenden Quarzrohr über dem Bor-Siliziumdioxyd-Gemisch angeordnet und unter
dauerndem Pumpen mit einer Gasvakuumpumpe getempert werden.
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