DE1081869B - Verfahren zur Herstellung von Silicium-Einkristallen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Silicium-Einkristallen

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DE1081869B
DE1081869B DES56111A DES0056111A DE1081869B DE 1081869 B DE1081869 B DE 1081869B DE S56111 A DES56111 A DE S56111A DE S0056111 A DES0056111 A DE S0056111A DE 1081869 B DE1081869 B DE 1081869B
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DE
Germany
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silicon
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atomic
heating
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Application number
DES56111A
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Inventor
Dr Theodor Rummel
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • 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
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02—Elements
    • C30B29/06—Silicon
    • 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
    • C30B17/00—Single-crystal growth onto a seed which remains in the melt during growth, e.g. Nacken-Kyropoulos method
    • 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
    • C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
    • 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
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth

Description

  • Verfahren zur Herstellung von Silicium-Einkristallen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Silicium-Einkristallen. Bekanntlich bereitet die Herstellung derartiger Einkristalle technisch erhebliche Schwierigkeiten.
  • Es ist bereits bekannt, Süicium in einem einzigen Arbeitsgang auf einen aus Silicium bestehenden, erhitzten, einkristallinen Träger niederzuschlagen und den auf diese Weise erhaltenen Siliciumkörper nach Beendigung des Abscheidevorganges einer den ganzen Körper umfassenden Wärmebehandlung, z. B. einem Zonenschmelzverfahren, zur Verbesserung seiner Kristallstruktur zu unterwerfen.
  • Erfindungsgemäß werden beim durch Abscheiden von Silicium aus der Gasphase auf einen erhitzten, einkristallinen Siliciumkörper vorgenommenen Herstellungsprozeß sofort Silicium-Einkristalle dadurch erhalten, daß auf den einkristallinen Siliciumkörper mehrere Schichten Silicium aufgebracht werden und jede Schicht nach dem Aufbringen mindestens einmal bis zur Schmelze erhitzt wird.
  • Der Siliciumkörper kann dabei scheiben- oder nadelförinig sein. In der Zeichnung ist eüi nadelförmiger Einkristall 1 aus Silicium dargestellt, auf den einige Schichten 2 von, wie aus der Zeichnung zu ersehen, geringer Dicke erfindungsgemäß abgeschieden sind.
  • Das Aufbringen des Siliciums kann durch Aufdampfen erfolgen. Auch kann das Silicium durch thermische Zersetzung von gasförmigen Siliciumverbindungen auf dem erhitzten Grundkörper erzeugt werden. Für ein solches Vorgehen eignen sich insbesondere die Verbindungen SiHCI, und SiH4.
  • Das Silicium kann auch aus gasförmigen Siliciumverbindungen durch Reduktion erzeugt werden. Hierzu wird beispielsweise S'C'4 Mit Wasserstoff gemischt angewendet.
  • Die Erhitzung jeder Schicht bis zur Schmelze kann wiederholt werden. Hierdurch wird erreicht, daß beliebig dicke Einkristallschichten erzielt werden können.
  • Die Erhitzung der Schichten bis zur Schmelze erfolgt in einer Ausbildung der Erfindung durch Einwirkung von Hochfrequenzfeldern.
  • Auch kann eine Erhitzung durch Kathodenfallstöße erfolgen. Hierzu wird beispielsweise der Siliciumkörper als Anode geschaltet. Auch Entladungsstöße mit Mittel- oder Hochfrequenz sind zur Erhitzung brauchbar.
  • Es ist nicht erforderlich, daß stets reinstes Silicium abgeschieden wird, sondern es kann das Silicium. mit drei- oder fünfwertigen Elementen versetzt sein, die dann bei Niederschlag p- oder n-leitende Schichten erzeugen. Durch Zugaben von atomarem Bor tritt eine p-Dotierung ein, während durch Zugaben von Arsen eine n-Dotierung eintritt.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Herstellen von Silicium-Einkristallen durch Abscheiden von Silicium aus der Gasphase auf einen erhitzten, einkristalhnen Siliciumkörper, dadurch gekennzeichnet, daß auf den einkristallinen Sfliciumkörper mehrere Schichten Süicium aufgebracht werden und jede Schicht nacli dem Aufbringen mindestens einmal bis zur Schmelze erhitzt wird.
  2. 2. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Siliciumgrundkörper scheibenförmig ist. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Siliciumgrundkörper nadelförmig ist. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das atomare Silicium auf den Grundkörper aufgedampft wird. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das atomare Silicium aus gasförmigen Sihciumverbindungen durch thermische Zersetzung dieser Verbindungen auf dem Grundkörper erzeugt wird. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das atomare Silicium aus gasförrnigen Siliciumverbindungen durch Reduktion erzeugt wird. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung jeder Schicht bis zur Schmelze mehrfach erfolgt. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung durch Einwirkung von Hochfrequenzfeldern erfolgt. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung durch Kathodenfallstöße erfolgt. 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung durch Entladungsstöße erfolgt. 11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem atomaren Silicium drei-oder fünfwertige Elemente atomar aufgebracht werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 1125 207, 1125 277.
DES56111A 1957-12-03 1957-12-03 Verfahren zur Herstellung von Silicium-Einkristallen Pending DE1081869B (de)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1125207A (fr) * 1954-05-18 1956-10-26 Siemens Ag Procédé de préparation de substances très pures de préférence pour emploi comme semi-conducteurs, dispositif pour sa réalisation et produits conformes à ceux obtenus
FR1125277A (fr) * 1954-06-13 1956-10-29 Siemens Ag Procédé de préparation de substances cristallines très pures, de préférence pour leur emploi comme dispositifs de semi-conduction, et dispositifs conformes à ceuxobtenus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1125207A (fr) * 1954-05-18 1956-10-26 Siemens Ag Procédé de préparation de substances très pures de préférence pour emploi comme semi-conducteurs, dispositif pour sa réalisation et produits conformes à ceux obtenus
FR1125277A (fr) * 1954-06-13 1956-10-29 Siemens Ag Procédé de préparation de substances cristallines très pures, de préférence pour leur emploi comme dispositifs de semi-conduction, et dispositifs conformes à ceuxobtenus

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