"Diffusionsofeii" In der Halbleitertechnik werden bekanntlich sogenannte
Diffusionsöfen benötigt, und zwar zum Herstellen von Zonen bestimmten Leitungstyps
in einem Halbleiterkörper durch Diffusion. Ein solcher Diffusionsofen besteht im
wesentlichen aus einem beheizbaren Diffusionsrohr, das zur Aufnahme des Halbleiterkörpers
dient und bei den bekannten Diff-usionsöfen einen konstanten Querschnitt aufweist.
Die Erfindung best-eht demgegenüber darin, daß der wirksame Querschnitt des Diffusionsrohres
zumindest in einem Teilbereich eine stetige Änderung aufweist. Die stetige Änderung
kann durch Querschnittsänderung des Diffusio:nsrGhres selbs-t oder durch einen Eins.atz
im Diffusionsrohr herbeigeführt werden. Statt Querschnitt ist deshalb der Ausdruck
"wirksamer Querschnitt" gewählt worden."Diffusionofeii" are known in semiconductor technology so-called
Diffusion furnaces needed, specifically for the production of zones of certain conductivity type
in a semiconductor body by diffusion. Such a diffusion furnace consists in
essentially consisting of a heatable diffusion tube which is used to hold the semiconductor body
is used and has a constant cross-section in the known diffusion ovens.
In contrast, the invention consists in the fact that the effective cross section of the diffusion tube
has a constant change at least in a partial area. The constant change
can be done by changing the cross section of the diffusio: nsrGhres itself or through an insert
be brought about in the diffusion tube. Instead of cross-section, therefore, is the expression
"effective cross-section" has been selected.
Nach der Erfindung kann es, wie z.B. die Ausführungsbeispiele
zeigen,
je nach dem speziellen Verwendungszweck vort-eilhaft sein, daß das Diffusionsrohr
sich an den Rohrenden verjüngt oder an diesen Stellen Einschnürungen aufweist, oder
daß eine Einschnürung innerhalb des Rohres vorliegt. Alle tnordnungen dieser Art
liefern gleichmänsige Diffusionsbedingungen über einen sehr weiten Bereich des Rohres.
Verglichen mit bereits bekannten Anordnungen steht hiermit ein sehr viel größerer
Raum für den Diffusionsvorgang zur Verfügung, so daß die Zahl der in einem Diffusionsprozeß
bearbeiteten Halbleiterkörper bedeutend erhöht werden kann und trotzdem die Diffusion
bei allen Halbleiterkörpern gleichmäßig erfolgt. Zur Erläuterung der Erfindung werden
im folgenden einige Ausführungsbeispiele an Hand der Figuren 1 bis
6 beschrieben.According to the invention, as the exemplary embodiments show, for example, depending on the specific application, it can be advantageous that the diffusion tube tapers at the tube ends or has constrictions at these points, or that there is a constriction within the tube. All orders of this kind provide uniform diffusion conditions over a very wide area of the pipe. Compared with already known arrangements, a much larger space is available for the diffusion process, so that the number of semiconductor bodies processed in a diffusion process can be significantly increased and the diffusion nevertheless takes place uniformly in all semiconductor bodies. To explain the invention, some exemplary embodiments are described below with reference to FIGS. 1 to 6.
In der Figur 1 ist das Diffusionsrohr eines Ofens dargestellt,
das an sich beide Rohrenden - in den Bereichen 1
und 2 - stetig
verjüngt. Auch eine Querschnittsänderung dieser Art an nur einem Rohrende führt
bereits zu einer Verbesserung der Diffusionsbedingungen innerhalb des Rohres. In
der Praxis wurdeninsbesondere mit einer linear verlaufenden Verjüngung des Rohres
gute Ergebnisse erzielt. Eh Ausführungsbeispiel hierzu zeigt die Figur 2.
Die
Querschnittsänderung erfolgt dabei unter einem Winkel von etwa 15 0 gegenüber
der Längsachse des Diffusionsrohres. In dieser Figur ist außerdem angedeutet, daß
der Teil des Diffusionsrohres, in dem die Querschnittsänderung erfolgt, mit einer
Ktipplung mit dem übrigen Rohr verbunden ist und somit zur EinfÜhrung von Halbleiterinaterial
in den Diffusionsraum ohne Schwierigkeiten entfernt werden kann. Die Figur
3 zeigt für das Diffusionsrohr eine Ausführungsform, bei der zwei stetige
Änderungen des wirksamen Rohrquerschnitts aufeinander folgen. Dies läßt sich, wie
die Figur 3 zeigt, beispielsweise dadurch realisieren, daß ein Körper
3 in ein Diffusionsrohr 4 gebracht wird. Der Hohlkörper 3 ist dabei
s-- ausgeführt, daß sich sein Innendurchmesser d an den beiden Onden
A und B dem Rohrdurchmesser D weitgehendst angleicht und im Bereich
dazwischen eine stetige Abnahme mit einer anschließenden ebenfalls stetigen. Zunahme
erfährt. Dieser Körper 3 kann nun, wie die Figur 4 zeigt, unmittelbar an
einem oder an beiden Enden des Diffusionsrohres angeordnet sein, wobei_ damit die
gleichen Bedingungen innerhalb des Diffusionsraumes erzielt werden, wie sie bei
einfachen stetigen Übergängen nach Figur 1 auftreten.In FIG. 1 , the diffusion tube of a furnace is shown, which in itself both tube ends - in areas 1 and 2 - continuously tapers. A change in cross-section of this type at just one pipe end also leads to an improvement in the diffusion conditions within the pipe. In practice, particularly good results have been achieved with a linear tapering of the tube. FIG. 2 shows an exemplary embodiment for this. The change in cross section takes place at an angle of approximately 15 ° with respect to the longitudinal axis of the diffusion tube. This figure also indicates that the part of the diffusion tube in which the change in cross section takes place is connected to the rest of the tube with a coupling and can thus be removed without difficulty in order to introduce semiconductor material into the diffusion space. FIG. 3 shows an embodiment for the diffusion tube in which two continuous changes in the effective tube cross-section follow one another. As FIG. 3 shows, this can be achieved, for example, by placing a body 3 in a diffusion tube 4. The hollow body 3 is designed so that its inner diameter d at the two points A and B largely matches the pipe diameter D and in the area in between there is a constant decrease with a subsequent likewise constant. Experiences increase. This body 3 can now, as Figure 4 shows, can be arranged directly at one or both ends of the diffusion tube, thereby wobei_ the same conditions within the diffusion space can be achieved, as they occur in simple continuous transitions of FIG. 1
Wird nun für den Diffusions vorgang ein Verfahren gewählt,
bei
dem die Durchsetzung des Trägergases mit dem Diffusionsmittel erst innerhalb des
Diffusionsrohres erfolgt, so lassen sich Verbeeserungen der Diffusionsbedingungen
dann erzielen, wenn das Diffusionsrohr in zwei Teile aufgeteilt ist und beide Teile
durch einen Bereich getrennt sind, in dem der wirksame Durchmesser des Diffusionsrohres
eine Einschnürung aufweist. Dieses kann z.B. dadurch mlisiert sein, daß der in Figur
3 gezeigte Hohlkörper 3 in einem Diffusionsrohr so angeordnet ist,
daß durch ihn im Rohr zwei Räume 5 und 6 abgegrenzt werden, wobei
dann im Raum 5 das Diffusionamittel und im Raum 6
die Halbleiterkörper
zur Diffusion eingebradt werden. Die Figur 5 zeigt eine entsprechende Anordnung.
Der Körper 3 wurde hierbei mit einem Schild 7 versehen, unter dem
das Diffusionsmittel angeordnet ist. Eine eventuelle Gasströmung auf irgendwelchen
Wegen zwischen HohlkÖrper und Diffusionsrohr hindurch soil damit verhindert werden.
In der Figur 6 ist dieser spezielle Hohlkörper gezeigt.If a method is now chosen for the diffusion process in which the carrier gas is not penetrated by the diffusion agent until inside the diffusion tube, the diffusion conditions can be improved if the diffusion tube is divided into two parts and both parts are separated by an area , in which the effective diameter of the diffusion tube has a constriction. This can be mlisiert characterized, for example, that the hollow body shown in Figure 3 is arranged in a diffusion tube 3 that by it in the tube two chambers 5 and are delimited 6, wherein in the space 5, the Diffusionamittel and in the space 6, the semiconductor body for diffusion to be incorporated. FIG. 5 shows a corresponding arrangement. The body 3 was provided with a shield 7 under which the diffusion agent is arranged. A possible gas flow through any path between the hollow body and the diffusion tube is intended to be prevented. 6 shows this particular hollow body is shown.