DE1164680B - Process for the production of rod-shaped semiconductor bodies of high purity - Google Patents
Process for the production of rod-shaped semiconductor bodies of high purityInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Internat. Kl.:Boarding school Cl .:
Deutsche KL: 4Od-3/02German KL: 4Od-3/02
Nummer: 1 164 680Number: 1 164 680
Aktenzeichen: S 58305 VI a / 40 dFile number: S 58305 VI a / 40 d
Anmeldetag: 21. Mai 1958 Filing date: May 21, 1958
Auslegetag: 5. März 1964Opening day: March 5, 1964
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von stabförmigen Halbleiterkörpern hoher Reinheit mit definiertem Verlauf der Störstellenleitfähigkeit und des Leitungstyps, praktisch über die gesamte Länge des Körpers, bei dem der Körper zunächst über seine Länge dotiert hergestellt wird und dann dem Zonenschmelzverfahren unterworfen wird.The invention relates to a method for producing rod-shaped semiconductor bodies of high purity with a defined course of the impurity conductivity and the conductivity type, practically over the entire Length of the body, in which the body is first made doped along its length and then is subjected to the zone melting process.
Das unter dem Begriff Zonenschmelzen bekannte Reinigungsverfahren für Halbleitermaterial teilt sich bekanntlich in zwei Gruppen:The cleaning process for semiconductor material known under the term zone melting is shared as is well known in two groups:
Beim sogenannten Zonenreinigen (»zone-refining«) werden ein oder mehrere lösliche Stoffe an einem Ende des Halbleiterstabes angereichert, so daß der Rest des Stabes nach der Durchführung des Verfahrens aus sehr reinem Halbleitermaterial besteht.In the so-called zone cleaning (»zone refining«) one or more soluble substances are removed enriched at one end of the semiconductor rod so that the rest of the rod after the implementation of the process consists of very pure semiconductor material.
Bei der zweiten Gruppe des Zonenschmelzen zur gezielten und gleichförmigen Verteilung (»zone-leveling«) wird eine gleichmäßige Verteilung eines oder mehrerer löslicher Stoffe über eine gewisse Länge des Halbleiterstabes dadurch erzielt, daß der Stab zahlreichen Schmelzzonendurchgängen in entgegengesetzten Richtungen unterworfen wird.In the second group of zone melting for targeted and uniform distribution (»Zone-leveling«) is an even distribution of one or more soluble substances over a certain length of the semiconductor rod is achieved in that the rod has numerous melt zone passages is subjected in opposite directions.
Der nach dem Zonenreinigen hergestellte Halbleiterstab weist über einem Teil seiner Länge eine einheitliche Konzentration der gelösten Stoffe auf, an seinen Enden aber tritt eine Verarmung bzw. eine Anreicherung von gelösten Stoffen auf. Bei diesem Verfahren muß also stets am Stabende ein Stück mit zu großer bzw. zu geringer Störstellenkonzentration wegen der großen Leitfähigkeitsinhomogenität durch Abscheiden entfernt werden.The semiconductor rod produced after the zone cleaning has a uniform over part of its length Concentration of the dissolved substances, but at its ends there is a depletion or an enrichment of dissolved substances. With this method, a piece must always be closed at the end of the rod large or too low concentration of impurities due to the large conductivity inhomogeneity Deposit to be removed.
Bei dem zweiten Verfahren ist eine sehr große Zahl von Schmelzzonendurchgängen notwendig, um einen über die ganze Zonenziehlänge, eine homogene Störstellenverteilung aufweisenden Stab herzustellen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beim Zonenreinigen auftretende Anreicherung an den Stabenden und dem damit verbundenen Verlust von Halbleitermaterial zu vermeiden und nach wenigen Zonendurchgängen, möglichst nach nur einem Zonendurchgang eine definierte, insbesondere konstante Störstellenverteilung praktisch über die Gesamtlänge des Körpers zu erzielen.The second method requires a very large number of melt zone passes to make one over the entire length of the zone to produce a homogeneous distribution of defects. The present invention is based on the object of the enrichment occurring during zone cleaning at the rod ends and the associated loss of semiconductor material and after a few zone passes, if possible after only one zone pass, a defined, in particular to achieve a constant distribution of impurities practically over the entire length of the body.
Um dies zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Körper zunächst überdotiert wird und danach einem tiegellosen Zonenschmelzverfahren unterworfen wird, bei dem zur Erzielung der definierten Störstellenverteilung längs des Halbleiterkörpers durch Ausdampfen die Menge der Störstellen pro Längeneinheit des Körpers geändert wird.In order to achieve this, it is proposed according to the invention that the body is initially overdoped and is then subjected to a crucible-free zone melting process in which to achieve the defined Defect distribution along the semiconductor body by evaporation the amount of defects per unit length of the body is changed.
Verfahren zum Herstellen von stabförmigen
Halbleiterkörpern hoher ReinheitProcess for the production of rod-shaped
Semiconductor bodies of high purity
Anmelder:Applicant:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,Berlin and Munich,
München 2, Witteisbacherplatz 2Munich 2, Witteisbacherplatz 2
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Dipl.-Phys. Dr. Günther Ziegler, ErlangenDipl.-Phys. Dr. Günther Ziegler, Erlangen
Beim Ziehen eines Halbleiterstabes aus einer in einem Tiegel befindlichen Schmelze ist es bereits bekannt, durch Ausdampfen einer Verunreinigung die Konzentration dieser Verunreinigung in der Schmelze während des Ziehens möglichst konstant zu halten. Das tiegellose Zonenziehen weist jedoch inVerbindung mit der Ausnutzung des Ausdampf ens von Störstellen wesentliche technische Vorteile auf. Diese Vorteile liegen vor allem darin, daß ζ. B. die relativ große Oberfläche der Schmelzzone im Vergleich zum Volumen des Schmelztropfens eine bessere Beeinflussung der Dotierung des fertigen Stabes gestattet.When pulling a semiconductor rod from a melt in a crucible, it is already known, by evaporation of an impurity, the concentration of this impurity in the melt to keep it as constant as possible while pulling. The pan-less zone pulling, however, is related with the exploitation of the evaporation of imperfections, there are significant technical advantages. These advantages lie mainly in the fact that ζ. B. the relatively large surface area of the melting zone compared to the volume the melt droplet allows better influencing of the doping of the finished rod.
Bei dem an sich bekannten Zonenschmelzen wird häufig angenommen, daßIn zone melting known per se, it is often assumed that
a) die Diffusion der Fremdstoffe im festen Stabteil vernachlässigbar ist,a) the diffusion of foreign matter in the solid part of the rod is negligible,
b) die Konzentration in der Schmelzzone einheitlich ist,b) the concentration in the melting zone is uniform,
c) der Verteilungskoeffizient konstant ist,c) the distribution coefficient is constant,
d) keine Wechselwirkung mit dem Tiegelmaterial und der Atmosphäre stattfindet.d) there is no interaction with the crucible material and the atmosphere.
Diese Annahmen sind häufig nur teilweise erfüllt. Das betrifft vor allem die Annahme b) einheitlicher Konzentration in der Schmerze und die unter d) genannte Wechselwirkung zwischen Tiegelmaterial und Atmosphäre. Während eine Konzentrationsanreicherung an der Erstarrungsgrenzfläche durch Einführung eines von den Versuchsparametern abhängigen effektiven Verteilungskoeffizienten in Rechnung gesetzt werden kann, ist diese einfache Form der Korrektur bei einer Wechselwirkung mit Tiegelmaterial oder Atmosphäre nicht möglich. Gerade diese Einflüsse stören aber zuweilen erheblich. Der Einfluß des Tiegelmaterials läßt sich durch Anwendung des tiegelfreien Zonenschmelzens, eine Verunreinigung aus der Gasatmosphäre durch Arbeiten im Hochvakuum ausschalten. Es tritt dann allerdings eine zusätzliche Ab-These assumptions are often only partially fulfilled. This applies above all to assumption b) more uniform Concentration in the pain and the interaction between crucible material and mentioned under d) The atmosphere. During a concentration enrichment at the solidification interface through introduction an effective distribution coefficient dependent on the test parameters is taken into account is this simple form of correction in the event of an interaction with crucible material or Atmosphere not possible. However, it is precisely these influences that are sometimes very disturbing. The influence of the crucible material By using crucible-free zone melting, an impurity from the gas atmosphere can be eliminated switch off by working in a high vacuum. However, there is then an additional
4Ü9 537/4414Ü9 537/441
dampfung der Verunreinigungssubstanzen auf, die sich der Segregation überlagert und dadurch die Form der Konzentrationskurven grundsätzlich verändert.evaporation of the pollutants that superimpose the segregation and thereby the shape the concentration curves fundamentally changed.
Bei der rechnerischen Behandlung der Abdampfung ist es bekannt, die für das Zonenschmelzen im Tiegel aufgestellte Differentialgleichung für die Verteilung der Störstellen in einem stabförmigen Halbleiterkörper durch ein Abdampfungsglied zu erweitern. Im folgenden seien die praktisch wichtigen Gleichungen wiedergegeben. In the mathematical treatment of the evaporation, it is known that for the zone melting in the crucible Differential equation established for the distribution of the impurities in a rod-shaped semiconductor body to be expanded by an evaporation link. The equations that are important in practice are given below.
Die durch die Abdampfung hervorgerufene zeitliche Änderung der Konzentration Cs in der Schmelzzone wird durch den linearen AnsatzThe change over time in the concentration Cs in the melting zone caused by the evaporation is determined by the linear approach
dCs dC s
berücksichtigt. Der Ansatz ist gleichbedeutend mit der Annahme, daß der Partialdruck der gelösten Substanz über der Lösung proportionell der Konzentration Cs ist, was bei starker Verdünnung wohl zutreffen dürfte.considered. The approach is synonymous with the assumption that the partial pressure of the dissolved Substance above the solution is proportional to the concentration Cs, which is probably the case with strong dilution should apply.
Die Konzentrationsbilanz in der Schmelzzone ist dannThe concentration balance in the melting zone is then
zur Einkristallherstellung dadurch auftritt, daß alle Verunreinigungen mit dem Verteilungsfaktor/:, der von Eins verschieden ist, zu den beiden Stabenden hin abtransportiert werden, zu beseitigen, wenn man die Zonenlänge und die Ziehgeschwindigkeit so wählt, daßfor single crystal production occurs in that all impurities with the distribution factor / :, der is different from one, to be transported to the two ends of the rod, to be eliminated if one the zone length and the drawing speed is selected so that
_ i
v _ i
v
k =1k = 1
dCs = dCs =
C0FdX kCsFdxC 0 FdX kCsFdx
y y
γγ
- * Cs dt, (1) - * Cs dt, (1)
a5a5
wobei C0 die Ausgangskonzentration \ der von der Geometrie der Schmelzzone abhängige Abdampfungskoeffizient, F der Querschnitt des Halbleiterstabes, V das Volumen der Schmelzzone und k der Verteilungskoeffizient ist. Nach einiger Umformung erhält man die Differentialgleichung für das erstarrte Endewhere C 0 is the initial concentration \ the evaporation coefficient depending on the geometry of the melting zone, F is the cross section of the semiconductor rod, V is the volume of the melting zone and k is the distribution coefficient. After some transformation, the differential equation for the solidified end is obtained
dxdx
II.
' Ί'Ί
C0=O,C 0 = O,
(2)(2)
(3)(3)
3535
gesetzt wurde. C/ ist dabei die Konzentration im festen erstarrten Ende, ν die Geschwindigkeit, mit der die Schmelzzone längs des Stabes entlanggeführt wird, / die Länge der Schmelzzone.was set. C / is the concentration in the solid, solidified end, ν the speed with which the melting zone is guided along the rod, / the length of the melting zone.
Die Lösung mit der Einführung der entsprechenden Randbedingungen Cs — C0 für χ = 0 lautet bei konstantem C0 und konstantem ν The solution with the introduction of the corresponding boundary conditions Cs - C 0 for χ = 0 reads with constant C 0 and constant ν
CfCf
Cn C n
= k-- e = k-- e
k uk u
(4)(4)
Zur Veranschaulichung des Kurvenverlaufs sind in F i g. 1 einige Konzentrationskurven mit gleichem Verteilungskoeffizienten k und verschiedenen Werten von u, also mit verschiedenem Abdampfungsfaktor, gezeichnet. Der Anfangspunkt der Kurven C/ = C0- k ist unabhängig von «. Sodann stellt sich exponentiell ein stationärer WertTo illustrate the course of the curve, FIG. 1 some concentration curves with the same distribution coefficient k and different values of u, i.e. with different evaporation factors, are drawn. The starting point of the curves C / = C 0 - k is independent of «. A stationary value then arises exponentially
5555
CfCf
C0- kC 0 - k
6060
ein. Wie aus Fig.] ersichtlich ist, kann eine ursprünglich homogene Konzentrationsverteilung, d. h. C0 = konstant, beim Zonenschmelzen homogen erhalten werden (k · C0), wenn man durch geeignete Wahl von Zonenlänge und Zonenziehgeschwindigkeit 11 = 1 macht.a. As can be seen from FIG. 1 , an originally homogeneous concentration distribution, ie C 0 = constant, can be obtained homogeneously during zone melting (k · C 0 ) if one makes 11 = 1 by a suitable choice of zone length and zone pulling rate.
Es ist also möglich, den Dotierungsgradienten längs eines Halbleiterstabes, der beim ZonenschmelzenIt is therefore possible to determine the doping gradient along a semiconductor rod that occurs during zone melting
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Zonenschmelzverfahren in einem fortlaufend evakuierten Gefäß mit kleinen Partialdrücken der Doticrungsstoff, d. h. mit Partialdrücken der im Stab enthaltenen Dotierungsstoffe, die unter den jeweiligen Dampfdrücken dieser Stoffe bei den Temperaturen der Schmelzzone liegen, durchgeführt.According to an embodiment of the invention, the zone melting process is carried out in a continuous manner evacuated vessel with small partial pressures of the Doticrungsstoff, d. H. with partial pressures of the im Rod contained dopants under the respective vapor pressures of these substances at the temperatures the melting zone are carried out.
Das Zonenschmelzverfahren kann jedoch auch in einer Schutzgasatmosphäre, z. B. in einer Wasserstoffatmosphäre, durchgeführt werden. Die Abdampfung wird dann jedoch geringer.However, the zone melting process can also be carried out in a protective gas atmosphere, e.g. B. in a hydrogen atmosphere, be performed. However, the evaporation is then less.
Dies ist verständlich, da sich bei Anwesenheit eines Schutzgases über der Schmelzzone rasch eine Gasschicht mit dem Partialdruck der abdampfenden Substanz aufbaut, während im Vakuum die abdampfenden Teilchen ungehindert wegfliegen können. Diese Gasschicht wird durch Konvektion und Diffusion wesentlich beeinflußt. Da die Konvektion vom Aufbau der Apparatur abhängig ist, ist auch eine Apparaturabhängigkeit des Abdampfungskoeffizienten beim Schmelzen unter Schutzgas zu erwarten.This is understandable because if a protective gas is present over the melting zone, a Gas layer with the partial pressure of the evaporating substance builds up, while in a vacuum the evaporating substance Particles can fly away unhindered. This gas layer is created by convection and diffusion significantly influenced. Since convection is dependent on the structure of the apparatus, it is also dependent on the apparatus of the evaporation coefficient when melting under protective gas.
Die Störstellenverteilung längs des Halbleiterkörpers wird gemäß der Erfindung durch Wahl der Geschwindigkeit und/oder der Länge und/oder der Temperatur der Schmelzzone während eines Durchzugs der Schmelzzone durch den Körper, eingestellt.The impurity distribution along the semiconductor body is according to the invention by choosing the Speed and / or the length and / or the temperature of the melting zone during a pull-through the melting zone through the body.
Durch eine entsprechende Kombination von Ausdampfen und Segregation lassen sich auch beliebige definierte Konzentrationsverteilungen der Dotierungssubstanz längs des Stabes erzielen. Es ist also z. B. möglich, dadurch, daß man die eine Zone des Stabes länger auf die Schmelztemperatur aufheizt als die anliegenden Zonen, Stufen in der Konzentrationskurve zu erhalten. Außerdem kann ein nur stellenweise auftretender Konzentrationsgradient durch längere Abdampfzeiten eingeebnet werden.Any desired combination of evaporation and segregation can be used achieve defined concentration distributions of the doping substance along the rod. So it is z. B. possible by heating one zone of the rod longer to the melting temperature than that adjacent zones, steps in the concentration curve. In addition, a can only be used in places occurring concentration gradient can be leveled by longer evaporation times.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein stabförmiger Halbleiterkörper mit einer stufenweisen Verminderung der Leitfähigkeit längs der Stabachse hergestellt und diese stufenweise Verminderung bei jedem Durchgang der Schmelzzone etwa konstant gehalten.According to one embodiment of the invention, a rod-shaped semiconductor body with a stepwise Reduction of the conductivity along the rod axis produced and this reduction in stages held approximately constant with each passage through the melting zone.
Werden die Geschwindigkeit und/oder die Länge und/oder die Temperatur der Schmelzzone so eingestellt, daß der Wert für u etwas größer als Eins ist, so kann das in der Anfangszone, also bei der Einkristallherstellung in der an dem Keimkristall anschließenden Schmelzzone am Anfang des Zonendurchganges auftretende Absinken der Störstellenkonzentration weitgehend vermieden und somit nach einer möglichst geringen Anzahl von Durchgängen die gewünschte Störstellenverteilung längs des Stabes erhalten werden, wenn die aufgeschmolzene Zone zunächst in ruhendem Zustand belassen wird.If the speed and / or the length and / or the temperature of the melting zone are adjusted so that the value for u is somewhat greater than one, this can be done in the initial zone, i.e. in the melting zone adjoining the seed crystal at the beginning of the single crystal production The decrease in the concentration of impurities occurring during the zone passage is largely avoided and the desired impurity distribution along the rod can thus be obtained after the smallest possible number of passes if the melted zone is initially left in a stationary state.
Der als Ausgangsmaterial dienende überdotierte Stab kann nach bekannten Verfahren, also z. B. durch Zersetzung einer gasförmigen Verbindung des Halbleitermaterials im Lichtbogen oder auch durchThe overdoped rod serving as the starting material can be prepared by known methods, e.g. B. by decomposition of a gaseous compound of the semiconductor material in the arc or by
Zersetzung einer gasförmigen Halbleiterverbindung auf der Oberfläche eines erhitzten Trägers erfolgen. Dabei wird in beiden Fällen durch gleichzeitige Abscheidung von Dotierungsstoffen aus gasförmigen, mit den Halbleiterverbindungen vermischten Verbindungen dieser Stoffe die Überdotierung erzielt. Erfindungsgemäß ist dabei dafür gesorgt, daß die Uberdotierung über die Stablänge im wesentlichen konstant ist, d. h. die Abweichungen höchstens etwa ± 10 % vom Mittelwert über den ganzen Stab betragen.Decomposition of a gaseous semiconductor compound take place on the surface of a heated substrate. In both cases, the simultaneous deposition of dopants from gaseous, Compounds of these substances mixed with the semiconductor compounds achieve the overdoping. According to the invention, it is ensured that the overdoping essentially extends over the length of the rod is constant, i.e. H. the deviations are no more than approximately ± 10% from the mean value over the entire rod.
Anschließend wird dann die gewünschte, insbesondere konstante Störstellenverteilung durch tiegelloses Zonenschmelzen, insbesondere im Vakuum, gegebenenfalls auch in einem inerten Gas, z. B. Wasserstoff, bei Atmosphärendruck durchgeführt. Die Schmelzzonenlänge und die Ziehgeschwindigkeit werden dabei z. B. so aufeinander abgestimmt, daß die den Dotierungsgradienten verursachende Aufstauung der Verunreinigungssubstanzen vermieden wird und insbesondere die Enddotierung über die Stablänge im wesentlichen konstant ist, d. h. die Abweichungen höchstens etwa ±10% vom Mittelwert über den ganzen Stab betragen.Subsequently, the desired, in particular constant, impurity distribution is then achieved by means of crucible-free zone melting, in particular in a vacuum, optionally also in an inert gas, e.g. B. hydrogen, carried out at atmospheric pressure. The length of the melting zone and the drawing speed are, for. B. so coordinated that the damming up of the impurity substances causing the doping gradient is avoided and in particular the end doping is essentially constant over the rod length, ie the deviations are at most about ± 10% from the mean value over the entire rod.
In einem besonderen Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wird der Stab zunächst n-überdotiert und anschließend im tiegellosen Zonenschmelzverfahren auf einen gewünschten, insbesondere konstanten Verlauf der η-Leitfähigkeit gebracht.In a special embodiment according to the invention, the rod is first n-overdoped and then in the crucible-free zone melting process to a desired, in particular constant Brought the course of the η conductivity.
Die Stäbe waren z. B. mit Phosphor überdotiert und das tiegellose Zonenziehen wurde unter Hochvakuum (10~5 Torr) bei induktiver Aufheizung der Schmelzzone durchgeführt, wobei ein Stabende, und zwar das, das bei der Durchführung des Verfahrens zuletzt erstarrt, mit etwa 100 U/min gedreht wurde, um die Durchmischung der Schmelze zu unterstützen und damit die Bildung einer oberflächlichen Verarmungszone zu vermeiden. Um am Anfang des Zonendurchgangs ein Absinken der Störstellenkonzentration zu verhindern, wurde die aufgeschmolzene Zone zunächst in ruhendem Zustand etwa 1,5 Minuten belassen und dann erst der Vorschub eingeschaltet.The bars were z. B. overdoped with phosphorus and the crucible zone pulling was carried out under high vacuum (10 ~ 5 Torr) with inductive heating of the melting zone, with one rod end, namely the one that solidified last while carrying out the process, was rotated at about 100 rpm to support the mixing of the melt and thus avoid the formation of a superficial depletion zone. In order to prevent the concentration of impurities from dropping at the beginning of the zone passage, the melted zone was initially left in a resting state for about 1.5 minutes and only then was the feed switched on.
Eine Rückdotierung durch Zurückbedampfen der Phosphormoleküle von den Apparateteilen wird dadurch vermieden, daß die Phosphormoleküle zum Teil in die rasch auf den direkt bedampften Apparateteilen wachsenden Siliciumaufdampfschichten eingebaut werden und außerdem teilweise bei dem angewandten dynamischen Vakuum sofort abgesaugt werden. Außerdem kann auch eine Reaktion mit den im Vakuum vorhandenen Sauerstoffspuren stattfinden. A back doping by evaporating back the phosphor molecules from the apparatus parts is thereby avoided that the phosphor molecules in the rapidly on the directly vaporized parts of the apparatus growing silicon vapor deposition layers are incorporated and also partially in the applied dynamic vacuum can be sucked off immediately. It can also react with the there are traces of oxygen present in the vacuum.
Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewandte tiegellose Zonenziehen besitzt gegenüber dem Zonenschmelzen im Tiegel wesentliche Vorteile. Wie schon erwähnt, wird dadurch der störende Einfluß des Tiegelmaterials vermieden, und außerdem ist bei diesem Verfahren die freie Oberfläche gegenüber dem Volumen der Schmelzzone relativ groß, so daß eine gleichmäßige Abdampfung und dadurch auch eine erhöhte Gleichmäßigkeit der Konzentration über den Querschnitt des Halbleiterstabes gewährleistet ist. Das Ziehen im Vakuum bringt überdies den Vorteil, daß die die Einkristallbildung störenden Verunreinigungen, wie Sauerstoff, an der Staboberfläche ebenfalls abdampfen, so daß nur wenige Zonendurchgänge sowohl für die Erzielung der gewünschten Störstellenverteilung als auch für die Einkristallherstellung notwendig sind, was dieses Verfahren besonders wirtschaftlich macht. Außerdem läßt sich dann auch die notwendige Ausgangskonzentration der Störstellen vor dem Zonenziehen für eine gewünschte Endkonzentration leichter vorausberechnen, wodurch ebenfalls die Zahl der Zonendurchgänge auf ein Minimum herabgedrückt werden kann.The panless zone pulling used in the method according to the invention has opposite essential advantages of zone melting in the crucible. As already mentioned, this creates the disruptive influence of the crucible material avoided, and also in this process the free surface is opposite the volume of the melting zone is relatively large, so that a uniform evaporation and thereby also ensures increased uniformity of the concentration over the cross section of the semiconductor rod is. Drawing in a vacuum also has the advantage that the monocrystalline formation is disruptive Impurities such as oxygen also evaporate on the rod surface, so that only a few zone passages both for achieving the desired distribution of impurities and for the production of single crystals are necessary, which makes this process particularly economical. In addition, can then also the necessary initial concentration of the imperfections before the zone definition for a desired one It is easier to predict the final concentration, which also reduces the number of zone passes to one Minimum can be depressed.
In F i g. 2 ist ein nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellter Halbleiterkörper, ζ. Β. aus Silicium, für Gleichrichter bzw. Transistoren mitIn Fig. 2 is a semiconductor body produced by the method according to the invention, ζ. Β. the end Silicon, for rectifiers or transistors with
ίο z. B. zwei p-n-Übergängen 2 und 3 dargestellt, bei dem die η-leitende Zone 1 des zu fertigenden Siliciumkörpers aus dem durch Zerschneiden eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Halbleiterstabes gewonnenen Kristall unverändert erhalten bleibt, während durch Einlegieren und/oder Eindiffundieren p-Zonen in dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst η-leitend hergestellten Siliciumkörper gebildet sind. Beim Einlegieren von als Akzeptoren wirksamen Stoffen 4, 5 in das zunächstίο z. B. two p-n junctions 2 and 3 shown at the η-conductive zone 1 of the silicon body to be manufactured from the by cutting one after the According to the method of the invention produced semiconductor rod obtained crystal obtained unchanged remains, while by alloying and / or diffusing p-zones in the according to the invention Method initially η-conductively produced silicon bodies are formed. When alloying effective as acceptors substances 4, 5 in the first
ao η-leitende Silicium bilden sich die p-leitenden Rekristallisationszonen 41, 51. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, empfiehlt es sich, den Querschnitt des als Emitter wirksamen Zonenüberganges 3 kleiner auszubilden als den des Kollektors 2.ao η-conductive silicon form the p-conductive recrystallization zones 41, 51. As shown in FIG. 2, it is advisable to use the cross-section of the as emitter effective zone transition 3 smaller than that of the collector 2.
Claims (12)
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 018 558;
französiche Patentschrift Nr. 1 158 205;
USA.-Patentschrift Nr. 2 730 470.Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1 018 558;
French Patent No. 1,158,205;
U.S. Patent No. 2,730,470.
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CH369830A (en) | 1963-06-15 |
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