DE1544321A1 - Board diffusion - Google Patents
Board diffusionInfo
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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
- C30B31/00—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
- C30B31/02—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor by contacting with diffusion materials in the solid state
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Description
"Bordiffusion" Bei der Herstellung von iialbleiterbauelementen findet bekanntlich häufig eine Bordiffusion Anwendung. So wird beispielsweise die Basiszone von diffundierten n-p-n Silizium-Planar-Transistoren heute fast ausschließlich durch Bordiffusion hergestellt."Bordiffusion" takes place in the production of iialleiterbauelemente as is well known, often a boron diffusion application. For example, this is the base zone of diffused n-p-n silicon planar transistors today almost exclusively through Bordiffusion produced.
Es sind eine ganze Anzahl von Verfahren und Methoden bekannt, um eine Bordiffusion praktisch durchzuführen. Eine umfassende Zusammenstellung der verschiedenen Diffusionsmethoden für eine Bordiffusion in Silizium findet man z.B. in dem Buch "Silicon Semiconductor Technology" von 1i. R. Runyan, erschienen 1965 bei Mc Qraw-Hill Book Company (Seite 14'7/148). Verschiedene der dort aufgeführten Methoden sind für Produktionszwecke geeignet. Besonders beliebt ist die BC13- und BBr3-Methode. Hierbei dienen die Flüssigkeiten BC13 und BBr3 als Quelle für die Bordiffusion. Ein an BC13 oder BBr3 angereichertes Trägergas (meist N2 und etwas OZ) strömt dabei in einem sogenannten offenen Diffusionssystem ("open tube system") über die auf einer Quarzaufläge angeordneten Siliziumscheiben. Dabei treten Reaktionen zwischen dem dotierten Trägergas und der auf hoher Temperatur (ca. T = 11oooC) befindlichen Silizium- Halbleiteroberfläche auf.A number of methods and methods are known to obtain a Carry out board diffusion in practice. A comprehensive compilation of the various Diffusion methods for boron diffusion in silicon can be found e.g. in the book "Silicon Semiconductor Technology" by 1i. R. Runyan, published by Mc Qraw-Hill in 1965 Book Company (page 14'7 / 148). Several of the methods listed there are suitable for production purposes. The BC13 and BBr3 methods are particularly popular. The fluids BC13 and BBr3 serve as a source for the boron diffusion. A carrier gas enriched in BC13 or BBr3 (mostly N2 and some OZ) flows in the process in a so-called open diffusion system ("open tube system") via the silicon wafers arranged on a quartz layer. There are reactions between the doped carrier gas and the high temperature (approx. T = 11oooC) Silicon semiconductor surface.
Typische Reaktionen sind im Falle des BC13:
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bor- diffusion anzugeben, bei der diese Nachteile nicht auftreten. Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird nach der Erfindung die Verwendung von Borstickstoff als Diffusionsquelle zum Eindiffundieren von Bor in einen Halbleiterkörper vorgeschlagen. The invention is therefore based on the object of specifying a boron diffusion in which these disadvantages do not occur. To achieve the object set, the invention proposes the use of boron nitrogen as a diffusion source for diffusing boron into a semiconductor body.
Borstickstoff (BN), dessen Schmelzpunkt bei 3000°C liegt, ist bis 16600C beständig. Es läßt sich insbesondere in Formen pressen, z.B. in Plattenform oder in Zylinderform. In Plattenform kann die BN-Dotierungsquelle gleichzeitig die Funktion einer Scheibenaufnahme während des Diffusions- vorganges übernehmen. Dasselbe gilt in gewisser Abwand- lung für eine Hohlzylinderform, wobei die zu diffundie- renden Scheiben im Innern des Zylinders angeordnet sein müssen. Boron nitrogen (BN), whose melting point is 3000 ° C , is resistant up to 16600C. In particular, it can be pressed into shapes, for example in a plate shape or in a cylinder shape. In plate form the BN doping source can process take over the function of a disc recording during the diffusion time. The same applies to a certain modification for a hollow cylinder shape, with the disks to be diffused having to be arranged in the interior of the cylinder .
Bei der in Figur 1 dargestellten Bordiffusion dient eine Platte 1 aus Borstickstoff als Diffusionsquelle. Die zu diffundierenden Siliziumscheiben 2 werden dabei auf die Borstickstoffplatte 1 gelegt. Die Borstickstoffplatte 1 befindet sich während der Diffusion auf einer Quarzhal- terung 3. Die Eindiffusion von Bor in die Siliziumscheiben 2 erfolgt durch Erhitzen des Systems auf die vorge- sehene Diffusionstemperatur. In the case of the boron diffusion shown in FIG. 1, a plate 1 made of boron nitrogen serves as a diffusion source. The silicon wafers 2 to be diffused are placed on the boron nitrogen plate 1. The boron nitrogen plate 1 is located on a quartz holder 3 during diffusion. Boron diffuses into the silicon wafers 2 by heating the system to the intended diffusion temperature.
Bei der Diffusion nach Figur 2 liegen die zu diffundie- renden Scheiben 2 nicht auf der Diffusionsquelle, son- dern die Diffusionsquelle aus Borstickstoff (1) befin- det sich umgekehrt auf den zu diffundierenden Silizium- scheiben 2. Nach Figur 3 kann die Borstickstoffplatte 1 auch' durch kleine Abstandsstücke 4 von den zu diffun- dierenden Siliziumscheiben 2 getrennt werden. In the diffusion of Figure 2 2. After the slices not to be diffused discs 2 on the diffusion source, the diffusion countries special source of boron nitride (1) befin- det inversely to the silicon to be diffused are figure 3, the Borstickstoffplatte 1 also be separated 'by small spacers 4 of the diffuses to exploding silicon wafers. 2
Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, pulverisierten Borstickstoff zu verwenden und diesen z.B. in einem Quarz- schiffchen unterzubringen. Die Silziumscheiben 2 werden in diesem Falle beispielsweise auf das ausgebreitete Bor- stickstoffpulver gelegt. Of course there is also the possibility of powdered boron nitride and to use this example schiffchen in a quartz accommodate. In this case, the silicon wafers 2 are placed, for example, on the boron -nitrogen powder that has been spread out.
Da Borstickstoff eine ungewöhnlich kleine thermische Ausdehnung besitzt und seine mechanische Festigkeit au- ßerdem sehr hoch ist, hat Borstickstoff eine außerordent- lich hohe Widerstandfestigkeit gegen plötzliche Tempera- turänderungen. Since boron nitrogen has an unusually small thermal expansion and its mechanical strength is also very high, boron nitrogen has an extraordinarily high resistance to sudden changes in temperature .
Der Diffusionsprozeß kann in inerter Atmosphäre oder in oxydierter Atmosphäre erfolgen. Als inerte Gase kommen beispielsweise Stickstoff und Edelgase in Frage. The diffusion process can take place in an inert atmosphere or in an oxidized atmosphere. Suitable inert gases such as nitrogen and rare gases are possible.
Erfolgt der Diffusionsprozeß in inerter Atmosphäre,
so
wird die Diffusion über der Temperatur und Zeit durch den
Dampfdruck
des Stickstoffes bei der Diffusionstempera-
tur gesteuert. Im
Falle einer oydierenden Atmosphäre tritt
eine Oxydation
des Bors entsprechend der Gleichung
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DET0030331 | 1966-01-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1544321A1 true DE1544321A1 (en) | 1970-02-26 |
Family
ID=7555511
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19661544321 Pending DE1544321A1 (en) | 1966-01-27 | 1966-01-27 | Board diffusion |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1544321A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0130311A2 (en) * | 1983-06-08 | 1985-01-09 | AlliedSignal Inc. | Stable suspensions of boron, phosphorus, antimony and arsenic dopants |
-
1966
- 1966-01-27 DE DE19661544321 patent/DE1544321A1/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0130311A2 (en) * | 1983-06-08 | 1985-01-09 | AlliedSignal Inc. | Stable suspensions of boron, phosphorus, antimony and arsenic dopants |
EP0130311A3 (en) * | 1983-06-08 | 1987-08-05 | AlliedSignal Inc. | Stable suspensions of boron, phosphorus, antimony and arsenic dopants |
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