DE1544250A1 - Verfahren zum Herstellen von Halbleiterkristallen,vorzugsweise Halbleitereinkristallen mit einstellbarer,beispielsweise konstanter Fremdstoffkonzentration - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von Halbleiterkristallen,vorzugsweise Halbleitereinkristallen mit einstellbarer,beispielsweise konstanter Fremdstoffkonzentration

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DE1544250A1
DE1544250A1 DE19641544250 DE1544250A DE1544250A1 DE 1544250 A1 DE1544250 A1 DE 1544250A1 DE 19641544250 DE19641544250 DE 19641544250 DE 1544250 A DE1544250 A DE 1544250A DE 1544250 A1 DE1544250 A1 DE 1544250A1
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crystals
smaller
semiconductor
vessels
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Mentzel Dipl-Ing Friedrich
Heinz Reinke
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Description

  • Vorfahren zum Herstellen von Haltleiterkyistalyun, Torzugsweise
    Halbi citereinkristallen mit einstellbarer, beispielsieise konstan-
    ter Fremdstoffkonzentration
    Zusatz zu Patent ................. (RT-AS 1 25-1 721)
    Das Ur-iii!rt13etent bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen
    von Halbleiterkristallen vorzu-#-weise Halbleitereinkrietallen
    mit einstellbarer, bei spielswei se konstanter Fremdetoffkonzen--tration durch Ziehen aus einer Schmelze, die auf zwei. miteinander
    durch eine Zeitung verbundene, vorzu.psweise zylindrische Gefäße
    4
    unterschiedlichen Vol.liriens aufgeteilt ist, wobei der Kristall
    .aus dem das kleiner: Volumen aufweisenden Gefi?ß, welches inner-
    halb des größeren GPfUes angeordnet ist, gezogen -und das Trolu-
    men der Schmelze im kleireren Gef@iß .fortlaufend durch Relativ-
    .
    bewegengen der beider "efäße gegeneinander und damit durch r-
    gänzung des geschmolzenen Hilbleitermaterials aus dem als Vor-
    ratsgefäß dienenden größeren Gef23 korstänt gehalten wird lind
    hei dem die Relativbewegungen der beiden Gefäße mittels außer-
    halb der Gefäße a.nmeordneter miteinander -cekonrelter .A.ntrj.ebr-
    vorrichtunaen zwanaE#Y-ieisn herbei geführt werden.
    Auf diese Weise gelingt e^,. die bei. den herkönmlichen Kristall-
    zehverfahren nu+'treterdpn Sch,#ri_Pri_gkeiten, i.ngbesondere die
    ungleichmäßige Verteilung der Dotierungsstoffe ii.ber die Zi.ehl ö,npe
    des Kristalls w verneiden. 1)a. der Verteilungskoeffizient de-:,
    Fremdstoffes im 'alblei term.nteri a1 im allgemeinen iin7lpich 1
    ist, steigt oder fp 1i t die Premdstoffkonzentration in Abb.= nmig-
    keit von der Ziehl änge. Werden die Ei.nkrista17_stä,bp in Teil-
    stücke zergst, so zeigen diese einen unterschiedlichen s-oezifi=
    schen
    Widerntend. 71.t Hilfe de.- 7-n dem I?.=t;:_@t-# 1..,.1i; rn--.=11rieheren Ver-
    fahrens lassen sich diese Schwierimheiten vcrmeider. r:- h-I-eilat '
    jedoch weiterhin -chv-i eri f i;arch
    im Mehtiefrel ien mevwiln-,nl?+e'1
    Bei dem berpi+s vorge^ch3iipnpn jTe-fahr@en -ir-:t er- ei_ch s-rZr'?,
    naehfieili- aus, deß rereen ?:nd@ d?^-_ Pi.e @'remc@st@'@'-
    konzentration im 'ß'lkri.nt;i? 1 @uisteit, w c@@ @: p ^h ein verhältnß s-
    mßig großer Abcehnitt d9n 'Veit.erver-
    weridung zur Herct"i Z;inr -er mehr
    ,brauchbar , nt-. Di.f2er TP-l de- ".tibn# *,.@ `; s 1 -,z@@" Trer'';@tcff_
    konzentration --,1r(leii. w-lzr m=@n,r-c-
    dem Verfalirenf@!i(3 '°r T@'i-ndun? zttr^'.t >>ra @i n rratc@,#of#:
    verwendet, dr s in sf 4 t1F,- unt-z,rr-in
    rlt.e
    rer.urehmesaer rlr in i,r-,@Pnr@'
    e+##--
    Höhe des ver ji?n-ten lfai?e#-
    Ziehtiegel di @nnd@n zef#j=er ,r,-@,- -r@ ch* ia2 ? d=. "._nhte .frei- tif
    dass verjiinfrten "ei u@ d",i ?,_n,; ",1 @@`_ewz Pnre_
    paßt ist.
    Zweckmä2igerweise wird d,33#1@s-,zd wrt@^i'er c@,-'-"erf?nR@-rY_
    zia.ng des Ziehtiee'.s ui@d der Innenbeurei-:?;;r- df-,:@
    .rn unteren Teil a@z^ °inpn WArt s2ir
    fließen des... Blei ter@ ß n den Z@ e!@t-_@ e _ ~PrG-ß nnch rtcs-_ Uta
    ist:. Als giin #-tit,- he-,t sich ein Abstand v^n ';: en4_r Zehr e 3. s ' mr, '
    erwiesen:
    1Jöhere Einzelheiten der Erfindung gehen aus dem an Hand der
    Figur beschriebenen Ausführungsbeistiel hervor. # Yx f. r.
    Die in der m'ijsr dargestellte Anordnung zur Durchführvlg dd$
    .,Verfahrens gemäß der Erfndung entspricht im wesentlichen der
    im Hauptpatent beschriebenen, sie weint jedoch eine davon ab- ,
    weichende, besonders zweckmäßige Formgebung der verwendeten
    .Gefäße auf. In einem Vorratsgefäß 9 ist der Ziehtiegel 1o eg#
    geordnet, der durch die Achse 11 mit den in der Hauptanstl- ' t '
    Jung beschriebenen Antriebsvorrichtungen verbunden Ist. Darr
    Vorratsgefäß 9 irt in seinem unteren Abschnitt 21 so stark @t`f.
    verjüngt, daß ^wJ-rchen der Ynnenwandung des VorrategefUes
    in diesem Ahsrhritt und der Außenwand der Ziehtiegels 1o nur
    ein !7Frini-f-r. Fraltförmiger Abstand 22 bleibt. Der obere Teil 23-
    des @orr@-tsr@ef=@er q ist stark erweitert. un des erforöerliohe
    .3^rme@2volvmen.d®s zweckm@ßigerweise wenigstens 5 r größer n18
    3f-:- V@,.i une,i dpr S"hmelze im Ziehtiegel 1o -ist, aufzunehmen.
    z
    Um ein möglichst volIst-ndires AbtlieBen der in dem Vorrat®-'
    @zef@9 befindli^hen Schmelze auch bei Aufsetzen des Ziehtiegels r
    io euf den «#-dc#n zu ermöglicheng wird d-,- radiale Bohrung ifi -@
    in der Seiter,-rnd des Ziehtiegels 7o ur-nittelbar oberhalb des
    f , urch d_ese Ausri *dung der Gefäße 9 und 1o besteht dig) gtiQb, f:
    keit, die in dem Vorratsgefäß befindliche £chmelze Yo11etändfg
    .
    in die Einkristallform tiherzuPÜhren, wobei die Pretdstifn#
    rentratior fr.st Ühnr die gesamte Stab?.3mge entsnreoeM eiiWm
    r
    v,orrerebenen Ir^j-rar^m eingestellt bzw. konstant gehaltee !!8n kse
    Ver Anstie,7 der lc'rernd-itoffkonaentration erfnl,-°t heL j-r -r- ,
    findunssgemb.ßen ALishilduncz vier Reaktionsx-efaße er=,+ s@V"t fand
    verhUtnismäßig steil, so da.ß nur ein nerinqer Teil Ces @^ere-
    :stellten Stabe3, etwa - 1o für die Herstell.,iric v?n
    leiterbauelement,#r unhra,inhbar igt.
    Bei einen bevorzucr-:en %.,L-f'ihrun?sbeisniel der >>'er'' Lr°@: ; zur
    Her3tel? iL- T eines
    ,;verds-ri die beiden --.lis hit he--telipn;ier Tefi@I3p mir-
    tvei A ,i@,i@!;.,=rteat !I:@..n"an;,a-n beschickt. Piir^h gut eine @»Pm.@,Pr3-t@_ir von iin--ei -ihr c=,,)0 wir(i @i
    lind lo bef i-nd.#i.cl^e ner°,.,nium zum
    @l=@.:, irlei.nere a1 3 Zialtie-'al dienende 'e ' ' ir
    der s-: l l vor -uß"n wir'rends Yraft ,3 h(# ?_;.
    im @-rö (3erf@n 't@f",_3 ber r_@' @.io'r.en `@chmel z@ inmer znt?
    Um ein bestimmt-@3
    clur-#h die Antr i@bv")rri ch+un.? 121 @er-r -1^.;ron R?,-r_,11.1@@T liher de- jC11!iE'1 Za 1T?1 @j'."?" ` #TPt':L'
    _rt@'1:-1@-: 3,? n1 'T!?- rd i'lr-n ' ° t@"leh "V, r.?" J- p
    -bgnf Biber d@@ i-,-
    3 . st, (i-@ Rat:
    .. `irt. Ji e @c-aN:19F'
    @i Fo r r^d3tnffe., derer @i- , +'vr i., . Arhrin-
    Ten nies L-# vor?e,3ehene Rohr ir d@_@ J'-,:ich^iolze_
    ne ierm-ni@'@@# in 7i.eviti# ATF,i 1o P,errs"h'.
    _";r di a @r@t=i @@.in v,-r. r-1 et tendem liermanii.im ei Knet sich
    bat @ - ;r-';_- @ .@.ntimcn 31s Dotierungsmater; _1. 5011 '7-L9i.ten-
    @ot@ erti._n.:-_
    @e3 :rern@niuz rares te i @.t werden, so ist iri i i.im als
    Beide Materialien zeichnen sich durch einer
    jkleiren . - @k t ihrer %.@ri;ei l i@n@s'coeffizienten in rixerma.ni tim a11.9,
    ,Nag u.a. dgn "i-t, daß rei_ativ er-,3e °an@Pn de@@.'rFC@@i-
    ;t@ff@:, @'°n +@ ; , verden, -vodurch bei:r. =;intfi@.P2 dP :@`@ti rr?r:@ _
    wF;;_ r,?ey-enverieden werden.
    D_-@, -,sich durch die '=2h_ des 'T@1izrlenT@erh@_+ri:@s
    der 1ü, 1a, m71-1 J- -rr,ß sein soll, bep-i;(nefii -±.
    @@Ur,d; , ;@e niere .itisbi,_,funa ier -?ef--Pe c, und di.P ,-i ;,r_
    d._?@^^r: -..u 3Z@:.^,nn, da. .drt7^rr-:ts@ ?f: a in seinem ur_t=r=r_
    '.a11 !@ i@t";v?1_t, d1 f@i a _-jh=. I.-_ @r1L,ln@T@.E.'!1 mP_1.as
    ri 9i'. au.#ccunr.,
    Ftt@i=! !er
    mit :;eine;" nach unt=n
    aer4 ch~ et i 3 t, entspricht und 23i3 die 1 _cht? `leite des ver j'in--,- ri
    '@°iles den äußeren Umfang des Ziehtie:#:e-s derart angepaßt ist,
    d3W z@rrischen Vorratsgefäß und Ziehtiegel nur ein Spalt von
    mehr als 1 mm vorhanden ist, wird eint f.-:st @rollst=n::i?es
    brauchen des @apriai.vorrates ermdgiicht.
    i nr,fe#t#.Mr#n
    _+.e.^.hsen de; er .##indP#
    r Schrei nder# >1 d
    uri_:@±@.11 , der na--h (-her- 9u:3 der @: ^a @F -. :@L: en wird. rtim@ r
    a..@ `i, 111!!1°r. @°.r SCh...o' -@P j?Il @@Phr,ie?E = 7 i "',j :.t Vorrs.T @±@ °t?@
    ab, dadurch steit-t, ior gier :-,;.eS?'a ;_>^d
    durch 'die Antriehsvorri chtung 12 möerl i chgt konti r1); er i ^h
    jo gesenkt, da$ des Volumen der -cr-
    ßchrun @ h @; r r; r;;-^f,-^@= -' h_ ,
    rete?efä.ß a durch die ksni'_ 1 erp
    leitermaterial entweder konstant geheitel? ozer =°t@- rG@r@.,@
    r@rh 'r
    einen vor#ye!Yebenen Programm vpr#inrlprt wir,', is-
    Eirkrß stet l e mit kor,Qtantem sreri°i r^htzr `'i e r ,.@+ . r ; .@^ r r =o1 ^,rP
    nit Tiber die Ziehlänge nach einem hPStiri-'er Prorr.,mm j,r,.';,,d( :,,_
    ten spezifischen Widerstand erwünpcb+
    eiehreitig wird vi'hrend den ganzen,
    in gleichm@Oirer 9otetion die .ntr=ebe-
    vorrinh±ur z i = errei rhen i.-iPt.
    gebrechtp Bohrung 16, I+e
    -halb der T@ege' b^-decs enne crnnet -i#2 rd , i !zt A; .-
    "'nch@cr#@t@!a+erie? s az)e @@r - @i t; . r
    Ziehti P#-ele eew#@hr' ei QtP+.
    Die .nxend@lr@ if,q auf dem n r:# r-
    !'@^rnn @r'_ = i ch t riiP
    7:3nre von i p1 cwe4 .sP 5no rw, ,1^^
    3(l mr. ` e
    n
    r# . e3 er"3tf1T'.4 tlrd 3U.0Er eT r. n F` ".r nh1 e #
    P her_
    ist er#
    zusteller, bpi deren d4e -her
    B@#3._'1t'@e.° t @°T
    der Ziehll@nge ± 1o % um einen gut einstellbaren Mittel-
    . wer+ betreten urd hei denen die Versetzungsdichte bei 1ooo bis
    3coo Versetzurren rro cm? liegt.
    Per ." rc±i Ar der Irerr-ds±offkonzentrati an gegen Fnde des Zieh-
    voruprgp#- erfolgt sehr stpi7" so daß nur ein geringer Teil
    des "tehpndgs Pntfe-@nt werden muß.
    Wenn ftr die Herrtel 7 ilrg; von Fjukri stallen an Stelle von Ger-
    r.s.nium, i? liciizm odrr andere FaJ.bleitermaterialien verwendet
    werden. rnilqsen di,e Arbei_t#-bedingungen bzw. die als T)otierungs-
    m^t-r:i r i ier Irrrwendeten Fremdstoffe in entsprechender Weise
    ^bgedrdert werden. ')urch die hohe Gleichmäßigkeit der elek-
    tri s^@hen lind rri st-l l.o(-rfzr@hi_schen Eigenschaften der nach dem
    Verfarren der @rfir dune hergpsteILten Einkristalle 1 Ut sich
    eine ?Prin;e T%1---,rn!-telierung der darau.q hergestellten Halblei-
    tertauelemente bei Transistoren, Gleichrichter oder dergleichen
    erreichen.

Claims (1)

  1. .;P $ t e n t a n s p r ü o h e @fiVerfahren zum Herstellen von Halbleiterkristallen, vorzugs- Weise Halbleitereinkristallen mit einstellbarer, beispiels- weise konstanter Fremdstoffkonzentration, durch Ziehen aus einer Schmelze, die auf zwei miteinander durch eine lei tung verbundene, vorzugsweise zylindrische Gefäße unterschiedlichen Volumens aufgeteilt ist, wobei der Kristall aus dem das klei- nere Volumen aufweisenden Gefäß, welches innerhalb des größe- ren Gefäßes angeordnet ist, gezogen untd das Volumer der 1)'chmel- ze im kleineren Gefäß fortlaufend durch Rela t-ivi"e®eun?en der beiden Gefäße gegeneinander und damit d1lrnh Pr#-Inzung c@es gle- schmolzenen Falbleitermaterials aus dem als Vorri.ts7ef<#ß die- nenden größeren Gefäß konstant gehalten wird und bei dem die Relati vbe,nre@?unp-gen der beiden Gefäße mittels -außerhalb der i,'e f.iße angeordneter, miteinander nekon@,#Plter Antri.ebsvorrichtung@en z#^.@@a,ns;r@ise herbeigeführt werden, nach Patent ............. (DT-AS 1 25-1 721), dadurch gekennzeichnet, da!3 ein Vorrats- go.f°-'ß verwendet wird, das in seinem unteren Teil einen wesent- lieh neringeren Durchmesser als in seinem oberen Teil aufweir;t, wobr@1 di.P zidhe de-. ver jiin?:ten `teilen e-t"rr#% der 'rlritle de:; kleineren a1" 5,:i phti errel dienenden GefUßes (,ntsr)richt und di.e lichte `@Ini_te de:; ver jiinaten Teiles dem Uu'3eren Umfanrr des r@ iehti Pels #@.rl@fr'i@i.iit t-t. ?.. VPrfr3.hren nach Ansnruch 1 , dadurch cekennzeiohnet, c3"3 der Ah- -:tr;nd z".r1.9chen der ;.iußeren Begrenzung des 7i ehtierrpls uni der innerer Becrenzung des Vorratsgef4ßes im unteren Toll auf einen
    Wert ein?estell t wird, bei dem ein Nachfließen des Halb- leitermateri als in derl Ziehtl e.eel gerade noch möglich ist; vorzugsweise auf einen Abstand von weniger als 1 mm. 3. Verfahren nach An,3pruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein konusförmig ausgebildeter Ziehtiegel verwendet wird. der ,o angeordnet ist, da.ß der die kleinere Grund- f).;-#.che auf-Tei sende Teil nach unten gericr.tet ist und de,ß ei.n 'Torretse-ef ;#.ß verwendet wird, .bei. dem die Neigung der Tnnenwandi_inr; in die Form des Ziehtiegels angepaßt ist. Q. Verfahren n=?eh wenigstens einem der Ansrrüche 1 bis da.durch c,ekennzeicbnet, daß ein Ziehtiegel verwendet wird, bei d'nm alt e radiale Bohrung in der Seitenwand nur wenir, obere älh (l e- @@.3boßen s angebracht 1.f-,t.
DE1544250A 1963-10-28 1964-07-08 Verfahren zum Herstellen von Halbleitereinkristallen mit einstellbarer Fremdstoffkonzentration Expired DE1544250C3 (de)

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DES0088062 1963-10-28
DES0088061 1963-10-28
DES0091935 1964-07-08

Publications (3)

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DE1544250A1 true DE1544250A1 (de) 1970-02-26
DE1544250B2 DE1544250B2 (de) 1973-12-20
DE1544250C3 DE1544250C3 (de) 1974-08-01

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DE1444541A Expired DE1444541C3 (de) 1963-10-28 1963-10-28 Verfahren zum Herstellen von Halbleitereinkristallen mit einstellbarer Fremdstoffkonzentration
DE1544250A Expired DE1544250C3 (de) 1963-10-28 1964-07-08 Verfahren zum Herstellen von Halbleitereinkristallen mit einstellbarer Fremdstoffkonzentration

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