DE1644034C3 - Vorrichtung zum Dotieren von Halbleiterkörpern durch Diffusion - Google Patents

Vorrichtung zum Dotieren von Halbleiterkörpern durch Diffusion

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DE1644034C3
DE1644034C3 DE19671644034 DE1644034A DE1644034C3 DE 1644034 C3 DE1644034 C3 DE 1644034C3 DE 19671644034 DE19671644034 DE 19671644034 DE 1644034 A DE1644034 A DE 1644034A DE 1644034 C3 DE1644034 C3 DE 1644034C3
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diffusion
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Heinz-Wilhelm 7103 Schwaigern Ehlbeck
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Telefunken Patentverwertungs GmbH
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    • 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
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
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    • C30B31/00—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dotieren von Halbleiterkörpern durch Diffusion, bei der in den Leitungen für das Trägergas oder für das die Dotierungsstoffe aufweisende Gas automatisch betätigte Ventile vorgesehen sind. Eine solche Vorrichtung ist bekannt.
Bei der bekannten Dotierungsvorrichtung ist ein sogenannter »Gasblender« vorgesehen, der dem Zweck dient, verschiedene Gase zu mischen. Zur Bestimmung des Gasflusses sind bei der bekannten Vorrichtung ein Nadelventil und Flußmesser vorgesehen.
Zur Diffusion von Fremdstoffen in Siliciumscheiben und zur Oxydation von Siliciumscheiben werden im allgemeinen Rohröfen bei Temperaturen zwischen 1000 und 13000C verwendet. In die Quarzrohre dieser öfen werden Trägergase wie Nj, O2 und H2 eingeströmt, die mit Gasen, welche zur Dotierung des Siliciums dienen, versetzt sind. Dotierende Gase sind beispielsweise BBn, BCb, PCb und P2H6. Die genaue Dosierung der Trägergase und deren Verunreinigung mit dem dotierenden Gas oder auch mit Wasserdampf, ist eine wesentliche Voraussetzung für die Reproduzierbarkeit der Diffusion.
Bislang wurden zur Aufbereitung des Gasgemisches Anlagen verwendet, bei denen die Strömungsgeschwindigkeit der Gase, die zum Teil auch über den häufig flüssigen Dotierstoff streichen, mit Hilfe von Hahnen oder Nadelventilen eingestellt und an Strömungsmessern abgelesen. Dieses Verfahren ist zwar sehr einfach, weist aber eine Reihe von Nächteilen auf. So ist ζ. Β die Ablesegenauigkeit der Strömungsmesser nur gering. Nicht ausgebildetes Personal kann Strömungsmesser nicht einwandfrei ablesen. Die Einstellgenauigkeit der Hähne reicht auch nicht in allen Fällen aus. Darüber hinaus benötigt das Bedienungspersonal eine gewisse Zeit, um die Einstellung vorzunehmen. Diese Zeit ist häufig vergleichbar mit der insgesamt für die Diffusion erforderlichen Zeit, so daß die bei der Einstellung gemachten Fehler die Reproduzierbarkeit des Verfahrens sehr stark beeinträchtigen. Dies gilt besonders für solche Prozesse, die einen häufigen Wechsel der Gasströmung und Gaszusammensetzung erfordern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Diffusionsvorrichtung zum Dotieren von Halbleiterkörpern aufzuzeigen, welche die oben angeführten Nachteile nicht aufweist. Die Erfindung besteht bei der eingangs genannten Vorrichtung zum Dotieren von Halbleiterkörpern durch Diffusion darin, daß zusätzlich eine Kapillare vorgesehen ist. Natürlich können auch mehrere Ventile und mehrere Kapillaren vorgesehen sein.
Für größere Programme empfiehlt es sich, einen Computer vorzusehen, der das öffnen und Schließen der Ventile nach einem vorgegebenen Programm ij steuert
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sorgt ein Puffergerät zwischen dem Ventil und der Kapillare für die Gleichmäßigkeit der Gasströmung.
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der Figur erläutert.
Die Figur zeigt eine Diffusionsanlage, bei der das Einströmen der Gase durch die Magnetventile 1, 2 und 3 gesteuert wird. Durch die Kapillaren 4, 5 und 6 werden die Strömungsmengen bestimmt, die durch das den Dotierungsstoff enthaltende Gefcß 7 oder direkt in den Diffusionsofen 8 mit den zu diffundierenden Halbleiterscheiben 9 einströmen sollen.
Voraussetzung für das einwandfreie Funktionierender Anlage ist ein ausreichend hoher jnd gleichmäßiger Druckunterschied über den Kapillaren. Um die Gleichmäßigkeit zu erzielen, sind die Druckregler 10 und 11 sowie die Manometer 12 und 13 vorgesehen. Ein ausreichend großer Druckunterschied ist bei offenen Diffusionsrohren im allgemeinen schon bei 0,3 atü gegeben.
Die Magnetventile können nun von einer elektronischen Anlage, entsprechend den Erfordernissen des Prozesses, geöffnet oder geschlossen werden. Um die Strömungsgeschwindigkeit variieren zu können, ohne die Kapillaren auszuwechseln, ist es möglich, die Magnetventile impulsweise zu öffnen. Ein Puffergefäß 14 zwischen Magnetventil 2 und Kapillare 4 ermöglicht eine ausreichende Gleichmäßigkeit der Strömung. Eine derartige Beeinflussung der Gaszusammensetzung ermöglicht auch die Steuerung /on einem Computer. Die Daten zur Steuerung können von vorher in der gleichen Anlage erzielten Ergebnissen oder auch von Ergebnissen eines an den gleichen Halbleiterscheiben durchgeführten Diffusionsschrittes ermittelt werden.
Die Steuerungsanlage des in der Figur dargestellten Gasvorbereitungssystems kann so ausgelegt werden, daß verschiedene Diffusionsprogramme durch die bekannten Speichermedien (feste auswechselbare Karten, Schalter, Lochkarten usw.) eingestellt und durch Knopfdruck ausgelöst werden können.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Dotieren von Halbleiterkörpern durch Diffusion, bei der in den Leitungen für das Trägergas oder für das die Dotierungsstoffe aufweisende Gas automatisch betätigte Ventile vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Kapillare vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ventil und der Kapillare ein Puffergefäß vorgesehen ist
DE19671644034 1967-11-30 1967-11-30 Vorrichtung zum Dotieren von Halbleiterkörpern durch Diffusion Expired DE1644034C3 (de)

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DET0035366 1967-11-30

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DE1644034A1 DE1644034A1 (de) 1971-03-25
DE1644034B2 DE1644034B2 (de) 1975-03-13
DE1644034C3 true DE1644034C3 (de) 1975-10-30

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3142586A1 (de) * 1981-10-27 1983-05-11 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Vorrichtung fuer die hochtemperaturbehandlung von aus silizium, metall und metall/silizium bestehenden, auf substraten aufgebrachten schichten in extrem trockener gasatmosphaere

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Publication number Publication date
DE1644034A1 (de) 1971-03-25
DE1644034B2 (de) 1975-03-13

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