DE1240818B - Verfahren zum Herstellen von hochreinem Halbleitermaterial durch Abscheidung aus derGasphase - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND IntCL:

Ji-04-j

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

BOId

Deutschem.: 12c-2

C 30 θ 2 5/00

1240818
S8433irVc/12c

23. März 1963

24. Mai 1967

Es ist bereits ein Verfahren zur Abscheidung von Halbleitermaterial bekanntgeworden, das darin besteht, daß das Halbleitermaterial aus einem strömen-» ..^ den Gemisch einer gasförmigen Verbindung, vorzugs-yp> -? * * weise eines Halogenids, des Halbleitermaterials und* »5 ~ eines gasförmigen Reaktionsmittels durch Reaktion, insbesondere Reduktion, auf einem erhitzten Körper aus demselben Halbleitermaterial abgeschieden wird. Beispielsweise können gemäß der deutschen Patentschrift 1 061 593 in einem Reaktionsgefäß zwei oder io — mehr stabförmige Träger aus Silicium einseitig gehaltert in der Weise angeordnet sein, daß die freien Enden der Stäbe stromleitend miteinander verbunden sind und daß das gehalterte Ende jedes Stabes an — einen Pol einer elektrischen Stromquelle angeschlossen ist. Die Trägerstäbe werden durch direkten Stromdurchgang erhitzt, und durch das Reaktionsgefäß wird ein Gasstrom geleitet, der z. B. aus einem Gemisch von Wasserstoff und Siliciumtetrachlorid

Verfahren zum Herstellen von hochreinem
Halbleitermaterial durch Abscheidung aus der
Gasphase

-a

Anmelder: ^

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und Münch
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Mlaji

Als Erfinder benannt:
Arno Kersting, Erlangen

z.B.

15 Minuten

lang, durchgeführt

Minuten,
werden.

Bei dieser Vorheizung scheint nun infolge des Freioder Silicochloroform besteht. Die Siliciumverbin- 20 werdens von Verunreinigungen, welche an dem Reakdung wird an den erhitzten Trägerstäben reduziert tionsgefäß absorbiert sind, eine Verunreinigung des und auf diesen als Silicium niedergeschlagen.

Es zeigte sich nun, daß bei der Herstellung von

hochreinem Halbleitermaterial durch Abscheidung

Trägers einzutreten. Für das Abscheidungsverfahren verwendete Reaktionsgefäße bestehen für gewöhnlich aus einem metallenen Bodenteil, welches z. B. aus

aus der Gasphase die Qualität des abgeschiedenen 25 Silber besteht bzw. versilbert ist, und einem glocken-Materials hinsichtlich Verunreinigungen und auch förmigen Quarzteil, welches über die Trägerstäbe gehinsichtlich der Kristallqualität insbesondere bei einkristalliner Abscheidung auf einkristallinen Trägern

nicht nur davon abhängt, wie rein die verwendeten

stülpt ist und auf dem Bodenteil gasdicht aufsitzt. An den Wänden dieses Reaktionsgefäßes können nun Verunreinigungen, wie Phosphor und Arsen, oder

Ausgangsstoffe sind, sondern auch davon, welche 30 auch andere Stoffe adsorbiert sein, welche beim VorVorbehandlungen die verwendeten Apparate durch- heizen der Trägerstäbe frei werden. Da zu diesem

Zeitpunkt noch keine Abscheidung von Halbleitermaterial stattfindet, setzen sich die Verunreinigungen

laufen haben.

Für gewöhnlich wird der Träger, auf welchem das Halbleitermaterial niedergeschlagen wird, durch elektrischen Stromdurchgang beheizt, indem am einen 35 Verfahrens Ende des Trägerstabes der Strom zu- und am anderen gef äßes ist. Ende der Strom abgeführt wird. Aber auch bei induktiver Beheizung liegt ein Stromfluß in dem Träger vor. In beiden Fällen muß deshalb das in kaltem Zu-

auf dem Träger ab, welcher in diesem Stadium des h kälter als die Wand des Reaktions

Diese Schwierigkeiten werden bei einem Verfahren zum Herstellen von hochreinem Halbleitermaterial durch Abscheidung von Halbleitermaterial aus gasstand sich wie ein Isolator verhaltende Halbleiter- 40 förmigen Verbindungen des Halbleitermaterials auf material leitend gemacht werden. Da bei der Abschei- einem durch direkten Stromdurchgang beheizten dung von hochreinem Halbleitermaterial auch der Träger in einem Reaktionsgefäß dadurch vermieden, Träger hochrein ist (spezifischer Widerstand etwa 50 daß erfindungsgemäß zunächst das Reaktionsgefäß bis 1000 Ω cm), ist es deshalb notwendig, daß der ohne Träger in Gegenwart eines Gases oder Dampfes Träger auf andere Weise vorgeheizt wird, beispiels- 45 von Chlor, Brom, Jod oder der Verbindungen dieser weise durch Strahlung. Diese Vorheizung wird bei- Halogene mit Wasserstoff oder von Wasserstoff, spielsweise bis zu einer Temperatur von etwa 200 bis Stickstoff oder einem Edelgas auf eine Temperatur 300° C durchgeführt. Die Temperatur hängt davon aufgeheizt wird, welche mindestens so hoch wie die ab, wie rein das Material ist und wie groß der Weg Temperatur ist, auf welche später der Träger aufist, den der Strom zurücklegen muß. Es können also 50 geheizt wird, damit er elektrischen Strom leitet, und auch beispielsweise Temperaturen bis zu 400° C not- daß darauf der Träger in das Gefäß eingebracht und wendig sein. Die Vorheizung kann etwa 5 bis beheizt wird. Die entsprechenden Gase können

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spielsweise wie bei dem Abscheidungsverfahren ' durch die Zuführungsöffnung des Reaktionsgefäßes zu- und durch die Abgasöffnung abgeführt werden. Im Fall von Brom oder Jod genügt es für gewöhnlich, einen Tropfen des Stoffes in das Reaktionsgefäß einzubringen. Beim Aufheizen verdampfen die Stoffe, und der Dampf entweicht durch die Abgasöffnung. Zweckmäßigerweise werden nach dem Ausheizen des Reaktionsgefäßes der oder die Träger so schnell wie möglich in das Reaktionsgefäß eingebracht, beispielsweise in etwa 5 bis höchstens 15 Minuten.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von hochreinem Halbleitermaterial durch Abscheidung von Halbleitermaterial aus gasförmigen Verbindungen des Halbleitermaterials auf einem durch direkten Stromdurchgang beheizten Träger in einem Reaktionsgefäß, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das Reaktionsgefäß ohne Träger in Gegenwart eines Gases oder Dampfes von Chlor, Brom. Jod oder dar Vprbiieser Halogene mit Wasserstoff oder von Wasserstoff, Stickstoff oder einem Edelgas auf eineTemperatur aufgeheizt wird, welche mindestens so hoch wie die Temperatur ist, auf welche später der Träger aufgeheizt wird, damit er elektrischen Strom leitet, und daß darauf der Träger in das Gefäß eingebracht und beheizt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgefäß auf etwa 200 bis 400° C aufgeheizt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase oder Dämpfe während des Aufheizens des Reaktionsgefäßes kontinuierlich durch dieses geführt werden.

V i

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