DE1619950A1 - Method and device for doping semiconductor materials - Google Patents
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Description
■ Dr. 8ng. E,'. IiKCClNFfLP, ?<sj%©R$@®w®l$t KOlN^UrcivergiftSfssftira.®®■ Dr. 8ng. E, '. IiKCClNFfLP ,? <Sj% © R $ @ ®w®l $ t KOlN ^ UrcivergiftSfssftira.®®
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2ur Eingabe vom VJ. Februar I967 Sch// Nsrne A Anm. CORNING GLASS WORKS 2 for input of the previous year. February 1967 Sch // Nsrne A Note CORNING GLASS WORKS
Verfahren und Vorrichtung zum Dopen von;Halb«» Ie itermateri allen.Method and device for doping; Halb "" Ie iterm ateri allen.
Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Ver~ . fahren zum Dopen von Halbleitermaterialien und eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens«The invention relates to a continuous process. drive to doping semiconductor materials and a Device for carrying out the process «
Das Dopen von Halbleitermaterialien wird derzeit ' größtenteils durch partienweise Arbeitsvorgänge aus-= geführt. Solche Arbeitsvorgänge bestehen im allgemeinen darin/ daß eine Menge des Halbleitermaterials in einem Schmelztiegel oder einem anderen Behälter ange·= ordnet,, der Behälter in einen Ofen gestoßen und ein entsprechendes Dopmittel in den Ofen eingeführt wird» Nachdem das Dopen beendet ist, wird der Behälter herausgestoßen und das Halbleitermaterial aus demselben entnommen* ■. ■ . The doping of semiconductor materials is currently ' largely carried out by batch-wise work processes. Such operations generally consist of placing a quantity of the semiconductor material in a crucible or other container, pushing the container into a furnace and introducing an appropriate dopant into the furnace pushed out and removed the semiconductor material from the same * ■. ■.
Die partienweise Behandlung macht es sehr schwierig, eine hohe Ausbeute brauchbaren Materials zu erhalten, weil das Produkt nicht reproduzierbar ist» Beispielsweise kann die Temperatur des in den Ofen gestoßenen Behälters eine Temperaturänderung um einige Grad bewirkens die ihrerseits/; das Ausmaß des Dopens beeinflußt. Außerdem ist die Zeitdauer* während welcher das Halbleitermaterial der Dopatmosphäre ausgesetzt ist, unter diesen Umständen schwierig zu überwachen und es können sich zahlreiche menschliche Irrtümer ergeben.The batch treatment makes it very difficult to get a high yield of usable material because the product is not reproducible. affects the extent of doping. In addition, the length of time * during which the semiconductor material of the Dopatmosphäre is exposed, difficult to monitor in these circumstances and there may be numerous human mistakes occur.
Den 'Hauptgegenstand der Erfindung bilden, ein kontinuierliches Verfahren und eine Vorrichtung zum Dopen von .Ba^bleiterrnaterialien., welche ermöglichen, daß eine hoheForm the main object of the invention, a continuous Method and device for doping .Ba ^ lead materials., Which allow a high
- 10SÖÖS/1SS! ■ "' ■ c\- 10SÖÖS / 1SS! ■ "'■ c \
Ausbeute brauchbaren gedopten Halbleitermaterials erhalten wird βYield of usable doped semiconductor material obtained becomes β
Die Erfindung besteht im allgemeinen darin, daß eine Reihe von im wesentlichen unabhängigen Behältern durch einen langgestreckten Ofen hindurchgeführt wird. Das in den Behältern angeordnete Halbleitermaterial wird nacheinander den Zonen zum Vorwärmen, Dopen und Abkühlen - im Ofen ausgesetzt. Jede der Behandlungsstellen innerhalb des Ofens wird im wesentlichen unabhängig von den anderen gehalten. Das Temperaturniveau, die Antriebsgeschwindigkeit -durch den Ofen und die Atmosphäre an jeder Behandlungsstelle werden sorgfältig überwacht, um reproduzierbare Ergebnisse zu gewährleisten.The invention generally consists in having a series of substantially independent containers through an elongated furnace is passed through. The semiconductor material arranged in the containers is successively the zones for preheating, doping and cooling - exposed in the oven. Each of the treatment sites within of the furnace is kept essentially independent of the others. The temperature level, the drive speed - through the furnace and the atmosphere each treatment site will be carefully monitored to ensure reproducible results.
Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung genauer beschrieben. In der Zeichnung zeigt:Below is a preferred embodiment of the apparatus for carrying out the method according to the invention described in more detail. In the drawing shows:
Fig. 1, teilweise im Schnitt, eine seitliche Ansicht der Vorrichtung,Fig. 1, partially in section, a side view of the Contraption,
Fig, 2 im Querschnitt eine Draufsicht auf den in Fig. 1 gezeigten Ofen der Vorrichtung,FIG. 2 is a cross-sectional plan view of that shown in FIG. 1 Furnace of the device,
Fig. J5 eine Endansicht des Abführungsendes des Ofens und eine schematisohe Darstellung einer Zusatzeinrichtung zur Einführung der Dopatmosphäre in den Ofen,Fig. J5 is an end view of the discharge end of the furnace and a Schematic representation of an additional device for introduction the dop atmosphere in the oven,
Fig. 4 eine schaubildliche Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Behälters zur Förderung des Halbleitermaterials durch die Vorrichtung,4 shows a diagrammatic view of a preferred embodiment of a container for conveying the semiconductor material through the device,
Fig« 5 eine schaubildliche Ansicht eines anderen Behälters zur Förderung des Halbleitermaterials durch die Vorrichtung.Figure 5 is a perspective view of another container for conveying the semiconductor material through the device.
Die in Figo 1 dargestellte Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt einen Ofen 10, der in der Richtung seiner Längsachse mit einem inneren Hohlraum versehen ist. -.u^m, i;^ Q 9 8 Ö 8 / 1 S 8 3 BAD oroawAL 2 - The embodiment of the device according to the invention shown in Fig. 1 comprises a furnace 10 which is provided with an internal cavity in the direction of its longitudinal axis. -.u ^ m, i; ^ Q 9 8 Ö 8/1 S 8 3 BAD oroawAL 2 -
11Π395011-3950
Wie der im Schnitt dargestellte Teil des Qferis zeigt, weist derselbe ein äußeres Gehäuse 11 auf,, das mit einem entsprechenden isoliermaterial 12 ausgekleidet ist. Im Hohlraum des Ofens ist eine Hülse 13 von im allgemeinen zylindrischer Form angeordnet^ die sich über jedes Ende des Ofens hinauserstreckt. In einer Kammer zwischen der Hülse 15, dem Gehäuse 11 und dem Isoliermaterial 12 ist eine Reihe von Heizelementen 70 - 75 angeordnet,, mittels welcher die innere Temperatur des Ofens geregelt wird* Diese Heizelemente sind vorzugsweise voneinander unabhängig., so daß eine Örtliche Regelung der inneren Temperatur des Ofens möglich ist. ■As the section of the Qferis shows, has the same an outer housing 11 ,, which with a corresponding insulating material 12 is lined. in the The cavity of the furnace is a sleeve 13 of generally cylindrical shape arranged ^ extending over each end of the stove. In a chamber between the Sleeve 15, the housing 11 and the insulating material 12 is a series of heating elements 70-75 arranged, by means of which regulates the internal temperature of the oven * These heating elements are preferably independent of one another., so that a local control of the internal temperature of the furnace is possible. ■
An jedem Ende des Ofens sind Isolierteile 14 angeordnet, welche die Hülse I3'umschließen. \ :At each end of the furnace there are insulating parts 14 which enclose the sleeve I3 '. \ :
Längs der Hülse 15 ist ein D-Rohr 15 angeordnet., das sich über jedes Ende der Hülse hinauserstreckt» Die Rückseite des D-Rohres liegt in einer waagerechten Ebene und bildet einen ebenen Boden innerhalb der Hülse 13.A D-tube 15 is arranged along the sleeve 15 extends beyond each end of the sleeve »The back of the D-tube lies in a horizontal plane and forms a level floor within the sleeve 13.
Eine Reihe von Behältern 50 ist innerhalb des"Hohlraums des Ofens in der Hülse 13 angeordnet und wird durch das D-Rohr 15 abgestützt". Die Reihe der-Behälter wird durch den Ofen mittels eines -StÖssels 17 gestoßen^ der seinerseits duroh einen Motor 18 über ein Getriebe 19 und eine-· Zahnstange 20 angetrieben wird. Die Zahnstange 20 und der StÖssel 17 werden durch eine Säule 21 abgestützt, um dieselben mit dem letzten Behälter der Reihe auszurichten.A number of containers 50 are within the "cavity." of the furnace arranged in the sleeve 13 and is through the D-tube 15 ". The row of-containers is supported by pushed the furnace by means of a pestle 17 which in turn duroh a motor 18 via a gear 19 and a- · Rack 20 is driven. The rack 20 and the Plungers 17 are supported by a column 21 around the same align with the last container in the row.
-v ■-v ■
Während die dargestellte Antriebseinrichtung zum Vorschieben der Reihe der Behälter durch den Ofen aus einem Motor mit veränderlicher Drehzahl und einem StÖssel besteht, kspti selbstverständliOh auch Irgendeine andere Antriebseinrientung verwendet werden, um die Behälter mit einer gewünschten Geschwindigkeit durch den Qf en zu stoßen.While the illustrated drive device for advancing the series of containers through the furnace from an engine with variable speed and a tappet, kspti, of course, any other drive mechanism can be used to push the containers through the Qf en at a desired rate.
Eine Reihe von Leitungen j50 - j54 ist dargestellt, welche aus der Seitenwand des Ofens austreten und durch VentileA number of lines j50-j54 are shown which exit from the side wall of the furnace and through valves
1OS0OS/ 1 983 . BAD OBiQiNAL1OS0OS / 1 983. BAD OBiQiNAL
35 -37'mit einer Sammelleitung 4O verbunden sind. ; ■ Jede Leitung J>Q -34 steht mit einer begrenzten Zone oder Kammer innerhalb des Ofens in Verbindung.35 -37 'are connected to a collecting line 4O. ; ■ Each line J> Q -34 communicates with a limited zone or chamber within the furnace.
Gemäß Fig. 4 der Zeichnungwerden die im wesentlichen unabhängigen Kammern innerhalb des Ofens vorzugsweise durch die Form der Behälter selbst gebildet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Behälter 50 vorzugsweise aus. einem Trog- oder Stützelement 51, in welchem das zu dopende Halbleitermaterial angeordnet wird. Am Stützelement 51 ist eine hintere Platte 52 befestigt, deren Form sieh eng dem offenen Querschnitt des Ofens anpaßt. Eine Reihe solcher aneinanderstoßender Behälter bildet daher eine Reihe im wesentlichen unabhängiger Kammern innerhalb des Hohlraums des Ofens.Referring to Figure 4 of the drawings, the substantially independent chambers within the furnace are preferably formed by the shape of the container itself. In a preferred embodiment, the Container 50 preferably from. a trough or support element 51 in which the semiconductor material to be doped is arranged. On the support element 51 is a rear plate 52 attached, the shape of which look closely to the adjusts the open cross-section of the furnace. A series of such abutting containers therefore forms one Series of essentially independent chambers within the cavity of the furnace.
Das D-Rohr 15 kann aber auch weggelassen werden und es können Behälter mit der in Fig. 5 gezeigten Form verwendet werden. In diesem Falle hat das Stützelement 56 des Behälters 55 die Form eines D-Rohres. Das Halbleitermaterial wird von der ebenen, waagerechten Oberfläche 57 des Elements 56 abgestützt. Die hintere Platte 58 ist kreisförmig und bildet eine wirksame Schranke zwischen aufeinanderfolgenden Behältern 55, die durch die Hülse I3 vorgeschoben werden.The D-tube 15 can also be omitted and containers having the shape shown in Fig. 5 can be used. In this case, the support element 56 of the container 55 has the shape of a D-tube. The semiconductor material is from the flat, horizontal Surface 57 of element 56 is supported. The rear Plate 58 is circular and forms an effective barrier between successive containers 55, which are advanced through the sleeve I3.
Gemäß Fig. 2, die im Querschnitt eine Drauf^scht auf den in Fig. 1 dargestellten Ofenteil der Vorrichtung zeigt, werden Platten oder Scheiben 59 aus Halbleitermaterial in dem Trogteil 51 der Behälter 50 angeordnet. Jede hintere Platte 52 der Behälter steht mit dem oberen Bogen der Hülse I3 und dem durch die Rückseite des D-Rohres 15 gebildeten Boden in dichtem, aber verschiebbarem Eingriff. Dadurch wird innerhalb des Ofens eine Reihe von Kammern gebildet, wobei jede Kammer ungefähr der Eänge eines einzelnen Behälters entspricht.According to FIG. 2, which shows a top view in cross section shows the furnace part of the device shown in Fig. 1, plates or disks 59 of semiconductor material arranged in the trough part 51 of the container 50. Each rear panel 52 of the containers is aligned with the upper one Arch of the sleeve I3 and the one through the back of the D-tube 15 formed soil in dense but movable Intervention. This creates a series of chambers within the furnace, each chamber approximately corresponds to the length of a single container.
V 109808/1983V 109808/1983
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Die aus der Seitenwand des Ofens austretenden Leitungen 50-34 stehen mit der Reihe von Kammern in ; Verbindung, die innerhalb des Ofens durch die Reihe der Behälter gebildet wird* Wie bereits in Verbindung mit Fig;. 1 erwähnt wurde, sind diese Leitungen durch Ventile 35-37 mit einer Sammelleitung 40 ver-., bunden. Auf der anderen Seite des Ofens stehen Leitungen 60 h54 ebenfalls mit; den innerhalb des Ofens gebildeten Kammern in Verbindung. Durch diese Leitungen wird iti die Kammern eine gewünschte Atmosphäre eingeführt, welche durch die Auslaßleitungen "30 «34 ν abgeführt wird. ■ ί . : ■The lines 50-34 exiting the side wall of the furnace are in line with the series of chambers; Connection which is formed within the furnace by the row of containers * As already in connection with Fig .;. 1, these lines are connected to a collecting line 40 by valves 35-37. On the other side of the furnace there are also lines 60 h54; the chambers formed within the furnace in communication. A desired atmosphere is introduced into the chambers through these lines, which atmosphere is discharged through the outlet lines "30" 34 ν. ■ ί .: ■
Die Leitungen 60,. 61 und 63, 64 werden Über die Ven- ;". tile 65« 66 vorzugsweise mit einem entsprechenden; inerten Gas gespeist, wie z,Bv Stickstoff oder einer Mischung von Stickstoff mit eine:r geringen Menge Sauerstoff, titfc während der Stadien des Vorwärmens und der Abkühlung.: innerhalb der betreffenden Kammern eine im wesentlichen nicht reagierende Atmosphäre; aufrechtzuerhalten» line entsprechende Dopatmosphäre wird durch die Leitung 62U,-, eingeführt und durch die Leitung 32 abgeführt.The lines 60 ,. 61 and 63, 64 are about the VEN; "tile 65" 66 preferably with a corresponding, inert gas fed such, Bv nitrogen or a mixture of nitrogen with a:. R small amount of oxygen, titfc during stages of preheating and the cooling: an essentially non-reactive atmosphere within the relevant chambers; the corresponding doping atmosphere is to be maintained through line 62U, -, introduced and discharged through line 32.
Wie die Figuren 1 und 2 zeigen wird die Reihe der ter 50, die Halbleitermaterial enthalten, das im Ofen kontinuierlich gedopt werden soll, von links nacji reohfcs bewegt, so daß das linksseitige Ende des Ofena als das Zuführungseride und das rechtsseitige Ende als das Abführungtsende bezeichnet werden kann. Bei der bevorzugten; Ausführungsform besteht das erste Stadium der Behandlung* der das Halbleitermaterial innerhalb des Ofens unterworfen wird, 3jn einer Vorwärmung. Die Hitze für diesen Vorgang wird dujrch die Heizwiokiungen 79, 71 geliefert und die Atmosphäre wird geregelt, indem{Gase durch die Leitungen 60, 61 jeingefuhrt und durch dieiLeitungen 30, 3I abgeführt werden. Die Heizelemente haben vorzugsweise die Form von Wicklungen* welche die Hülse I3 vollständig umsohlleßen. As FIGS. 1 and 2 show, the row of ter 50 which contain semiconductor material to be doped continuously in the furnace is moved from the left to the end, so that the left-hand end of the furnace is referred to as the feederide and the right-hand end as the discharge end can be. At the preferred; Embodiment, the first stage of the treatment * to which the semiconductor material is subjected inside the furnace, consists of preheating. The heat for this process is supplied by the heating circuits 79, 71 and the atmosphere is controlled by introducing gases through the lines 60, 61 and removing them through the lines 30, 31. The heating elements are preferably in the form of windings * which completely encircle the sleeve I3.
BWORiOfNAL „ 5BWORiOfNAL “5
108806/1*63108806/1 * 63
1B1995Q1B1995Q
Da an jedem Ende des Ofens Teile 14,aus Isoliermaterial angeordnet sind, und an den Enden des Ofens ein gewisser Wärmeverlust auftritt, steigt das Temperaturniveau von den Enden gegen die Mitte hin allmählich an. Durch Anordnung unabhängiger Regelungen für die Heizelemente kann das Temperaturniveau innerhalb des Ofens zusätzlich gesteuert werden.Since at each end of the furnace parts 14, made of insulating material and there is some heat loss at the ends of the furnace, it increases Temperature level gradually increases from the ends towards the middle. By ordering independent regulations for the heating elements, the temperature level inside the furnace can also be controlled will.
GemäÄ Fig. 3, welche eine Endansicht des Abftttirungsendes des Ofens 10 und der Zieleinrichtung für die Zuführung der Dopatmosphäre in den Ofen ist, wird jeder Behälter 50 in der Hülse 1} derart angeordnet, daß die. hintere Platte 52 das Trogelement 51 gegen die folgenden Behälter im wesentlichen abdichtet« Der Boden des Troges 51 und der hinteren Platte 52 ruhen auf der Rückseite des D-Rohres 15 auf und gleiten längs desselben, das in der unteren Hälfte der Hülse 1> angeordnet ist. Die Verbindung der Leitungen 64 und 24 für die Einführung und Abführung inerten Gases mit den? Inneren des Ofens ist durch unterbrochene Linien angedeutet. Die Zuführungsleitung 62 für die Dopatmosphäre, die durch die Leitung 64 teilweise verdeckt ist, ist zusammen mit der zugehörigen Einrichtung zum Erzeugen der gewünschten Dopatmosphäre dargestellt.According to Fig. 3, which is an end view of the Abftttirungsendes of the furnace 10 and the target device for supplying the doping atmosphere into the furnace is each container 50 is arranged in the sleeve 1} in such a way that that the. rear plate 52 the trough element 51 against The bottom of the tray 51 and the rear panel 52 essentially seals the following containers rest on the back of the D-tube 15 and slide along the same, that in the lower half of the sleeve 1> is arranged. The connection of lines 64 and 24 for the introduction and discharge inert Gas with the? Inside the furnace is interrupted by Lines indicated. The feed line 62 for the doping atmosphere, which is partially covered by the line 64, is together with the associated device to create the desired doping atmosphere.
Die Zusatzeinrichtung j die für die Zuführung des Dop·* mittels in den Ofen verwendet wird, 1st ähnlich jener, die bei partienweisen Behandlungen Üblicherweise verwendet wird und besteht im allgemeinen aus einem (nicht dargestellten) Behälter für Sauerstoff oder ein anderes Trägerga$, das durch die Leitung 80 zugeführt wird* Die Gasströmung wird durch ein ventil 81 geregelt, das mit dem Filter 82 und dem Abscheider ß2 verbunden ist» Das Filter 82 und der Abscheider 8> wirken zusammen* um das j Trägergas zu trocknen und zu reinigen« Das Gag gelangt dann durch die Leitung 84 in die Leitung 62 zwecks Einführung in den Ofen. Ein Teil der Eingangsströmung des Trägergases aus der Leitung 80 wird durch die LeitungThe accessory device used for feeding the dopant into the oven is similar to that commonly used in batch treatments and generally consists of a container (not shown) for oxygen or other carrier gas that is passed through the line 80 is supplied * the gas flow is controlled by a valve 81 which is connected to the filter 82 and the separator SS2 connected to dry "the filter 82 and the separator 8> cooperate * to the j carrier gas and clean" the Gag then passes through line 84 into line 62 for introduction into the furnace. A portion of the inlet flow of carrier gas from line 80 is through the line
109863/ t Ü3 bad 0RiQiNÄfc 6 -109863 / t Ü3 bad 0RiQi NÄfc 6 -
.■■■■: . Λ- Λ ■-'■■■':■;-■:■ . ■■■■:. Λ- Λ ■ - '■■■': ■; - ■: ■
und das Ventil 86 und dann durch das Filter1 87 geleitet. Bas aus dem Filter 87 austretende Tragergas geht dann durch einen Behälter 88 hindurch, welcher Phosphoroxi/'chlorid (POCl.,) oder ein anderes Dopmittel enthalten kann. Das das Dopmittel enthaltende Trägergas wird dann durch die Leimung 89 und den , Abscheider 90 geleitet und in der Leitung' /62. vor der Einführung in den Ofen mit zusätzlichem Trägergas gemischt. In dem dargestellten System sind entsprechen* de Strömungsmesser und Ventile angeori|äet, um die Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases durch den das Dopmittel enthaltenden Behälter und die Menge des durch das Trägergas aufgenommenen Dopmittels zuand valve 86 and then through filter 1 87. The carrier gas emerging from the filter 87 then passes through a container 88 which can contain phosphorus oxychloride (POCl.,) Or another dopant. The carrier gas containing the dopant is then passed through the glue 89 and the “separator 90” and in the line “/ 62. mixed with additional carrier gas prior to introduction into the furnace. In the system shown, corresponding flow meters and valves are arranged in order to control the flow rate of the carrier gas through the container containing the dopant and the amount of the dopant absorbed by the carrier gas
Bei der dargestellten Ausführungsform kann der Ofen eine Länge von ungefähr 90 cm und einen Abstand von etwa 15 cm zwischen den Zuführungsleitungen 60 -64 und den Abführungsleitungen 30 -34 aufweisen» Der Innendurchmesser der Hülse 13 kann etwa 7,5 cm betragen. Die Behälter 50 können eine Länge von etwa I5 cm haben und aus Aluminiumoxid hergestellt sein, wobei die hintere Platte 52 aus einer halbkreisförmigen Scheibe aus Aluminiumoxid besteht, die am Trogteil 51 befestigt ist. Die Hülse 13 kann eine Länge Von ungefähr 110 cm aufweisen. : '- - .■■.:.-'In the embodiment shown, the furnace a length of approximately 90 cm and a spacing of about 15 cm between the supply lines 60-64 and the discharge lines 30-34 have »The inner diameter the sleeve 13 can be about 7.5 cm. The containers 50 can be about 15 cm in length and made of alumina, the rear Plate 52 from a semicircular disk There is aluminum oxide attached to the trough portion 51. The sleeve 13 can have a length of approximately 110 cm. : '- -. ■■.: .-'
Im Betrieb werden die Heizelemente 70 -73 betätigt, um in der Mitte des Ofens efoe höchste innere Temperatür im Bereich von 800 -i300°C zu erzeugen. Die ersten Behälter 50 werden auf die Verlängerung des D-Rohres aufgelegt und zusätzliche Behälter werden dahinter mit ihren Enden aneinanderstoßend angeordnet* Außerhalb des Ofens können zusätzliche Stützeinrichtungen erforderlich sein, um eine besonders lange Reihe von Behältern abzustützen oder das D-Rohr kann einfach verlängert werden, um die notwendige Stütze zu bilden. Hierauf wird eine entsprechende Antriebseinrichtung betätigt, um die Reihe der Behälter mit einer Geschwindigkeit von'etwa 0,078125 - 55 cm/min, durch den Ofen zu bewegen* Am Vorwärmungsende des Ofens ^ 10900071983 . - 7 -. During operation, the heating elements 70-73 are actuated in order to generate the highest internal temperature in the middle of the furnace in the range of 800 -i300 ° C. The first containers 50 are placed on the extension of the D-tube and additional containers are placed behind them with their ends butting together to provide the necessary support. A corresponding drive device is then actuated in order to move the row of containers through the furnace at a speed of about 0.078125-55 cm / min . - 7 -.
wird die Temperatur auf etwa 8OO°C erhöht und ein inertes Gas, vorzugsweise Stickstoff, der 2 - y$> Sauerstoff enthält, wird am Vorwärmungsende des Ofens kontinuierlich durch die Kammern hindurchgeleitet. In der Mitte des Ofens wird eine höchste Temperatur erzielt, vorzugsweise um 1000 C, und ein Gas, das ein Dopmittel enthält, wird durch die Leitung 62 eingeführt un.d durch die Leitung j52 abgeführt. Schließlich wird am Abkühlungsende des Ofens die Temperatur allmählich bis auf etwa 300 C verringert,, bevor die Behälter aus dem Ofen austreten. Wieder wird Stickstoff, der eine kleine Menge Sauerstoff oder ein anderes inertes Gas enthält, durch die Leitungen 63, 64 eingeführt und durch die Leitungen j53, 34 abgeführt, um die Atmosphäre am Abkühlungsende des Ofens zu bilden. Auf diese Weise kann ein kontinuierliches Dopen der Halbleitermaterialien mit einer sehr hohen Ausbeute brauchbaren Produkts ausgeführt werden. Dies wird erreicht durch Bildung getrennter Kammern innerhalb des Ofens mittels der Reihe der das Halbleitermaterial enthaltenden Behälter, die mij; einer konstanten Geschwindigkeit durch den Ofen bewegt werden. Die Vorwärmung durch Stickstoff ermöglicht, daß die Temperatur in der Dopzone genau geregelt werden kann. Die Bildung getrennter Kammern wird' ferner dadurch gewährleistet, daß in den Auslaßleitungen ein geringer Unterdruck erzeugt wird.the temperature is increased to about 800 ° C. and an inert gas, preferably nitrogen, containing 2 - y $> oxygen, is continuously passed through the chambers at the preheating end of the furnace. A highest temperature is achieved in the middle of the furnace, preferably around 1000 ° C., and a gas containing a dopant is introduced through line 62 and discharged through line j52. Finally, at the end of the cooling end of the furnace, the temperature is gradually reduced to about 300 ° C before the containers emerge from the furnace. Again, nitrogen containing a small amount of oxygen or other inert gas is introduced through lines 63, 64 and exhausted through lines j53, 34 to create the atmosphere at the cooling end of the furnace. In this way, continuous doping of the semiconductor materials can be carried out with a very high yield of usable product. This is achieved by forming separate chambers within the furnace by means of the series of containers containing the semiconductor material, the mij; moved through the furnace at a constant speed. Preheating with nitrogen enables the temperature in the dop zone to be precisely regulated. The formation of separate chambers is also ensured by the fact that a slight negative pressure is generated in the outlet lines.
■ Selbstverständlich kann die Vorrichtung leicht so abgeändert werden, daß Behälter mit der in Fig. 5 gezeigten Form verwendet werden können.Of course, the device can easily be modified in this way It will be noted that containers having the shape shown in Fig. 5 can be used.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Halbleiterplatten in einer Reihe von Behältern angeordnet,, die mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 cm/min, durch den Ofen vorgeschoben werden. Die höchste Temperatur in der Mitte des Ofens oder an °der Dopstelle wird aufIn a preferred embodiment of the invention, semiconductor wafers are arranged in a series of containers. which are advanced through the oven at a speed of about 1 cm / min. The highest temperature in the middle of the oven or at the Dopstelle will open
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BAD OFH05NALBAD OFH05NAL
860°C gehalten. Ein Gemisch aus trockenem Stickstoff und Sauerstoff: im Verhältnis-, von 400 cm^/min, Stickstoff zu 15 cnr/min. Sauerstoff wird durch jede der Leitungen 60, 61 und 6j>s, 64 eingeführt. In der mittie« ren Kammerdes Ofens wird eine Dopatmosphäre erzeugt,, indem durch die mittlere Kammer des Ofens ein Gemisch hindurchgeleitet wird* das aus 425 cm /min. Sauerstoff und 40 cnr/min. Sauerstoff besteht,, welcher durch den das Phosphorox-j^fichl-prid enthaltenden Behälter hindurchgegangen ist. Auf diese Meise wird leicht eine enge Regelung des Dopens der Halbleitermaterialien erhalten- und reproduzierbare Ergebnisse sind erzielbar„Maintained 860 ° C. A mixture of dry nitrogen and oxygen: in a ratio of 400 cm ^ / min, nitrogen to 15 cnr / min. Oxygen is introduced through each of the lines 60, 61 and 6j> s , 64. A double atmosphere is created in the middle chamber of the furnace by passing a mixture through the middle chamber of the furnace at a rate of 425 cm / min. Oxygen and 40 cnr / min. There is oxygen which has passed through the container containing the Phosphorox-j ^ fichl-prid. In this way, a tight control of the doping of the semiconductor materials is easily obtained - and reproducible results can be achieved "
Das vorstehend beschriebene Verfahren und die Vorrichtung können verschiedene Abänderungen erfahren^ ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The method and apparatus described above can be modified in various ways without to leave the scope of the invention.
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