DE1901752A1 - Method for producing a single crystal in a non-monocrystalline substrate - Google Patents

Method for producing a single crystal in a non-monocrystalline substrate

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DE1901752A1 DE19691901752 DE1901752A DE1901752A1 DE 1901752 A1 DE1901752 A1 DE 1901752A1 DE 19691901752 DE19691901752 DE 19691901752 DE 1901752 A DE1901752 A DE 1901752A DE 1901752 A1 DE1901752 A1 DE 1901752A1
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Description

14. Januar 1969 Docket FI 96? 084 Serial No. 697 770 Dr.Schie/EJanuary 14, 1969 Docket FI 96? 084 Serial No. 697 770 Dr.Schie / E

Anmelderin: International Business Machines Corporation, Armonk, N.Y. 10 504 (V.St.A.)Applicant: International Business Machines Corporation, Armonk, N.Y. 10 504 (V.St.A.)

Vertreter: Patentanwalt Dr.-Ing. Rudolf Schiering, 7030 Böblingen/Württ., Westerwaldweg 4Representative: Patent attorney Dr.-Ing. Rudolf Schiering, 7030 Böblingen / Württ., Westerwaldweg 4

Verfahren zur Herstellung eines EinkriStalles in einem nichtmonokristallinem SubstratProcess for the production of a single-crystal stall in one non-monocrystalline substrate

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Einkristalles in einem nichtmonokristallinem Substrat. Bei der Fabrikation von integrierten Schaltungen mit Silicium ist es erforderlich, daß das Substrat aus einem Einkristall besteht, um die Matrix für die integrierten Schaltungen zu bilden. Um ein Einkristallsubstrat zu haben, ist es notwendig.ein Einkristallplättchen zu züchten, und das Plättchen dann durch besondere Mittel in eine Anzahl von Einkristallsubstraten zu zerteilen. Diese bekannte Methode ist ein relativ kostspieliges Verfahren. Sie liefert aber ein Einkristallsubstrat.The invention relates to a method for producing a single crystal in a non-monocrystalline substrate. at The fabrication of integrated circuits with silicon requires that the substrate be made of a single crystal to form the matrix for the integrated circuits. To have a single crystal substrate, it is necessary. to grow a single crystal plate, and then by special means to divide the wafer into a number of single crystal substrates. This well-known Method is a relatively expensive process. However, it provides a single crystal substrate.

Da für die integrierten Schaltungen nur ein kleiner Teil der Gesamtflache des Substrates verwendet wird, führt die Züchtung eines Einkristallsubstrates zu einem wesentlich größerem Verbrauch von Silicium als man wirklich zur Bildung der integrierten Schaltungen benötigt.Since only a small part of the total area of the substrate is used for the integrated circuits, the Growing a single crystal substrate to consume much more silicon than it actually does to form it of the integrated circuits required.

Weiterhin ist es nach der Bildung der verschiedenen entegrierten Schaltungen in dem Substrat erforderlich, die Schaltungen gegeneinander durch geeignete Mittel elektrisch zu isolieren. Solche Mittel sind z. B. PN-Übergänge oder ein dielektrisches Material·Furthermore, after the formation of the various integrated circuits in the substrate, it is necessary that the To electrically isolate circuits from one another by suitable means. Such means are e.g. B. PN junctions or a dielectric material

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Die Erfindung löst die vorstehend erörterten Probleme durch ein Verfahren für das selektive Züchten diskreter Einkristalle aus Silicium in einem nichtmonokristallinem Substrat aus dielektrischem Material. Das Verfahren nach der Erfindung schaltet nicht nur das Erfordernis für das Züchten eines Einkristallsubstrates, sondern auch den Gebrauch elektrisch zu isolierender integrierter Schaltungen von einander aus, da die diskx^eten Einkristalle aus Silicium infolge des Substratmaterials schon von einander getrennt sind. Dieses Substratmaterial kann entweder polykristallin oder amorph sein.The invention solves the problems discussed above by a method for selective growth in a more discreet manner Single crystals of silicon in a non-monocrystalline substrate made of dielectric material. The procedure after The invention switches not only the need for growing a single crystal substrate but also the use electrically isolated integrated circuits from each other, since the diskx ^ eten single crystals of silicon are already separated from each other due to the substrate material. This substrate material can either be polycrystalline or be amorphous.

Das Verfahren nach der Erfindung führt damit zu einer Herabsetzung der Kosten zur Bildung integrierter Schaltungen durch das Ausschalten des Erfordernisses eines Einkristallsubstrates, in welchem die integrierten Schaltungen zu bilden sind. D^ die integrierten Schaltungen tatsächlich nur einen kleinen Teil des Gesamtvolumens des Substrates einrahmen, bringt das Verfahren nach der Erfindung auch eine wesentliche Herabsetzung der Menge des erforderlichen Siliciums.The method according to the invention thus leads to a reduction in the cost of forming integrated circuits by eliminating the need for a single crystal substrate in which the integrated circuits are to be formed. D ^ the integrated circuits actually Framing only a small part of the total volume of the substrate is also achieved by the method according to the invention a substantial reduction in the amount of silicon required.

Da das Verfahren nach der Erfindung eine Züchtung des Kristalls bei Temperaturen gestattet, welche wesentlich unter dem Schmelzpunkt des Siliciums liegen, ist die Gefahr der Diffusion von Störstoffen erheblich reduziert. Die Temperaturerniedrigung beträgt beispielsweise bei der Erfindung 55O0C bis 4-5O0G unter dem Schmelzpunkt des Siliciums. Somit wird durch die Erfindung eine bessere Kontrolle der Störstoffkonzentration in jedem der Kristalle gewonnen.Since the method according to the invention allows the crystal to be grown at temperatures which are substantially below the melting point of silicon, the risk of diffusion of impurities is considerably reduced. The lowering of the temperature is, for example, in the invention 55O 0 C to 4-5O 0 G below the melting point of the silicon. Thus, the invention provides better control of the contaminant concentration in each of the crystals.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, eine Schicht aus Einkristallsilicium auf einem keramischen Substrat zu züchten, auf dem eine Schicht aus Glas vorhanden ist. Diese Schichtzüchtung liefert aber keine elektrische Isolation des Ein-A layer of single crystal silicon has already been proposed to grow on a ceramic substrate on which there is a layer of glass. This layer breeding but does not provide electrical insulation of the input

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kristalles aus Silicium gegen einen anderen Einkristall aus Silicium· Dieses vorgeschlagene Verfahren ist damit nicht gut verwendbar für integrierte Schaltungen, wenn man die Sonderkosten der elektrischen Isolation für die verschiedenen Schaltungen nach deren Bildung einsparen will.crystal from silicon against another single crystal Silicon · This proposed method is therefore not very useful for integrated circuits if one considers the Want to save extra costs of electrical insulation for the various circuits after their formation.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, Einkristalle aus Silicium auf einem Substrat zu züchten, das aus amorphen Quarz besteht und mit einer dünnen Goldschicht versehen ist. Dieser Züchtungstyp ist nicht produziert worden, sondern hat sich rein zufällig ergeben. Die Erfindung überwindet dieses Problem durch spezifisches Auswählen jener Stelle, wo jeder der Einkristalle aus Silicium zur Züchtung kommen soll. Außerdem wird bei dem Verfahren nach der Erfindung gewährleistet, daß eine Keimbildung nur auf einer Stelle einer G-oldkugel stattfindet, wobei nur ein Einkristall aus Silicium von jeder G-oldkugel produziert wird. Das vorgeschlagene Verfahren ist nicht in der Lage zu gewährleisten, daß nur ein Einkristall entsteht.It has also been proposed to grow single crystals of silicon on a substrate made of amorphous Consists of quartz and is coated with a thin layer of gold. This type of breeding was not produced, it has arise purely by chance. The invention overcomes this problem by specifically selecting where each the silicon monocrystals are to be grown. In addition, it is ensured in the method according to the invention, that nucleation only takes place on one point of a gold sphere, with only a single crystal of silicon is produced by every gold ball. The proposed method is not able to guarantee that only a single crystal is created.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, Einkristalle aus Silicium von einem Substrat aus einkristallinem Silicium unter Verwendung einer G-oldkugel zu züchten. Diese Methode liefert keine elektrisch isolierten Einkristalle und ermöglicht auch keine Steuerung des Wachstums des Kristalles in einer besonderen Richtung mit nur einem Einkristall auf jeder Goldkugel, wie dies bei der Erfindung geschieht. Außerdem erfordert die bereits vorgeschlagene Methode, daß das Substrat ein Siliciumeinkristall ist.It has also been proposed to collect single crystals of silicon from a substrate of single crystal silicon using a gold ball to grow. This method does not provide any electrically isolated single crystals and enables nor does it control the growth of the crystal in a particular direction with only one single crystal on each Gold ball, as is done in the invention. In addition, the method already proposed requires that the Substrate is a silicon single crystal.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Züchtung von Einkristallen in einem polykristallinem oder amorphen Substrat.The aim of the invention is to provide a method for growing single crystals in a polycrystalline or amorphous substrate.

Ein anderes Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einesAnother object of the invention is to provide one

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Verfahrens zur Eontrolle der Keimbildung eines Materiales in einem Körper aus einem anderen Material·Method for controlling the nucleation of a material in a body made of a different material

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Methode zur selektiven Züchtung diskreter Einkristalle in öffnungen oder Löchern zu schaffen, welche in einem polykristallinem oder amorphen Substrat enthalten sind.Another object of the invention is to provide a method for the selective growth of discrete single crystals in openings or holes, which in a polycrystalline or amorphous substrate are included.

Noch ein anderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Anzahl von Einkristallgliedern in einem nichtmonokristallinem Substrat.Yet another object of the invention is to provide a number of single crystal members in a non-monocrystalline Substrate.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines dielektrischen Substrates aus nichtmonokristallinem Material mit einer Anzahl von Einkristallteilen, in welchen monolithische, integrierte Schaltungen gebildet werden können» Another object of the invention is to provide one dielectric substrate made of non-monocrystalline material with a number of single crystal parts in which monolithic, integrated circuits can be formed »

Für ein Verfahren zur Herstellung eines Einkristalles in einem nichtmonokristalline» Substrat besteht danach die Erfindung darin, daß ein Körper aus einem ersten Material in eine geometrische Vertiefung des Substrates gebracht wird, daß der Körper in einer inerten Atmosphäre bis zum Schmelzen erhitzt wird, daß mit dem Körper eine Atmosphäre in Kontakt kommt, welche ein zweites Material enthält, wobei der Körper weiterhin erhitzt wird und auf eine Temperatur gebracht wird, die größer ist als die eutektische Temperatur der beiden Materialien, und zwar solange bis das zweite Material im Körper absorbiert ist, daß ein ausreichender Temperaturgradient am Körper gehalten wird, um an nur einer einzelnen Stelle auf dem Körper mit der höheren Temperatur des Gradienten Keiabildung as«, erzeugen, wobei am. oberen Teil des Körpers die Atmosphäre mit dem zweiten Material Kontakt hat, daß in Fortsetzung des Verfahrens die Atmosphäre mit dem zweiten Material in Kontakt mit dem Körper gehalten wird,For a method for producing a single crystal in a non-monocrystalline substrate, the invention consists in that a body made of a first material is placed in a geometric recess in the substrate, that the body is heated in an inert atmosphere until it melts, that with the Body comes into contact with an atmosphere which contains a second material, wherein the body is further heated and is brought to a temperature which is greater than the eutectic temperature of the two materials, until the second material is absorbed in the body that a sufficient temperature gradient is maintained on the body to on the body with the higher temperature of the gradient Keiabildung as "generate only a single site, wherein the. upper part of the body has the atmosphere with the second material contact, that in continuation of the process the atmosphere with the second material is kept in contact with the body,

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während der Körper sich, auf einer Temperatur befindet, die über der eutektischen Temperatur der beiden Materialien liegt, bis die gewünschte Höhe des Einkristalles erreicht ist«while the body is at a temperature that above the eutectic temperature of the two materials until the desired height of the single crystal is reached is"

Die Erfindung sei nachstehend an Hand der schematischen Zeichnungen für eine beispielsweise Ausfüarungsform näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to the schematic drawings for an exemplary embodiment explained.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Apparatur zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung.Fig. 1 is a schematic representation of an apparatus for carrying out the method according to the invention.

Ifig. 2 ist ein Phasen-Diagramm des Gold-Silicium-Systems.Ifig. Figure 2 is a phase diagram of the gold-silicon system.

Fig. 5 ist eine vergrößerte SchnittZeichnung eines Teiles eines nichtmonokristallinen Substrates mit in Vertiefungen eingelegten Goldkugeln.Fig. 5 is an enlarged sectional drawing of a part of a non-monocrystalline substrate with gold balls inlaid in recesses.

Fig. 4 ist eine vergrößerte Sehnittzeicimraig eines Teiles des nichtmonokristallinen Substrates nach Fig« J9 wobei Einkristallteile gewachsen sind.FIG. 4 is an enlarged sectional view of a portion of the non- monocrystalline substrate of FIG. 9 with single crystal portions grown.

Fig. 5 ist eine perspektivische Darstellung9 teilweise im Schnitt, des nichtmonokristallinen Substrates nach Figo 3 und 4 mit Siliciumkristallteilen, deren ober© Flächenteile dieselbe Ebene haben wie die obere Fläche des nichtmonokristallinen Substrates.5 is a perspective illustration 9, partially in section, of the non-monocrystalline substrate according to FIGS. 3 and 4 with silicon crystal parts, the upper surface parts of which have the same plane as the upper surface of the non-monocrystalline substrate.

Fig. 6 ist ein Phasendiagramm des Gold-Germanium-Systemes. Fig. 7 ist ein Phasendiagramm des Arsen-Gallium-Systemss. Fig. 8 ist ein Phasendiagramm des Arsen-Indium-SystemeseFig. 6 is a phase diagram of the gold-germanium system. Figure 7 is a phase diagram of the arsenic-gallium system. Fig. 8 is a phase diagram of the arsenic-indium systemesis

Der in Fig. 1 gezeigte Apparat zur Durchführung des Ver-The apparatus shown in Fig. 1 for carrying out the process

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fahrens nach der Erfindung enthält eine Reaktorröhre 10, die vorzugsweise aus Quarz besteht und zur Schaffung einer gesteuerten Atmosphäre wie ein Ofen funktioniert. In das Innere der Röhre 10 wird eine ausgewählte Atmosphäre durch das Einlaßrohr 11 eingeführt und durch das Auslaßrohr 12 abgeführt. Das Auslaßrohr 12 "befindet sich am Abschlußteil 14·, welches das offene Ende der Bohre 10 abdichtet·driving according to the invention contains a reactor tube 10, which is preferably made of quartz and functions like an oven to create a controlled atmosphere. In the Inside the tube 10, a selected atmosphere is introduced through the inlet pipe 11 and through the outlet pipe 12 discharged. The outlet pipe 12 "is located on the end part 14 · which seals the open end of the drill 10 ·

Im Inneren der Röhre 10 ist ©in niehtmonokristallines Substrat 15 eingelagert9 das sich auf einem Halter 16 befindet« Der Halter 16 ist mit einem nach außen geführten Handgriff 17 verbunden« Der. Haa&griff 1? ist durch das Abschlußglied 14 hindurchgefühlts so daß man die Lage des Substrates 15 innerhalb der Söhre 10 einstellen kann. Inside the tube 10 is embedded 9 in a non-monocrystalline substrate 15 which is located on a holder 16. The holder 16 is connected to an outwardly directed handle 17. Haa & Griff 1? is through the rear member 14 passes felt s so that one may adjust the position of the substrate 15 within the Söhre 10th

Der Halter IS und der Handgriff 1? "bestehen aus einem te rial 5 welches chemisch mit allen Elementen innerhalb dar EöliX-s 10 und mit den durchfließenden G-asea und Dämpfen un- ■:j1^.",sm ist ο Der Halter 16 und der Handgriff 17 können z. Bo aus QuarSc, Alumiaiix® odsr einem geeignet geschichteten G-r-apfe.it "bestellen» Der -worn Halter 16 getrageae Siibstratkör-P@r 15 x-iiht irorteilhaft auf sines, Klotz IS9 der die Wirkling ©ines Hitseafelasses~ hat ο Der Klotz 18 besteht aus einem Material,, welches chemisch mit den durch die Eöhre 10 strömenden Dämpfen nicht reagierte Der Klotz 18 könnte aus Silicium oder einem geeignet beschichteten Graphit beispielsweise bestehen^The holder IS and the handle 1? "consist of a te rial 5 which chemically with all elements within the EöliX-s 10 and with the flowing gas and vapors un- ■: j1 ^.", sm is ο The holder 16 and the handle 17 can, for. Bo from QuarSc, Alumiaiix® or a suitably layered Gr-apfe.it "order» The -worn holder 16 trageae Siibstratkör-P @ r 15 x-iiht irorteilhaft on sines, Klotz IS 9 which has the effect © ines Hitseafelasses ~ has ο The Block 18 is made of a material which has not chemically reacted with the vapors flowing through tube 10. Block 18 could be made of silicon or a suitably coated graphite, for example

Das Substrat 15 kann, aus irgendeiaem polykristallinem Material oder aus einer amorphen Substanz hergestellt sein» Die amorphe Substanz ist beispielsweise Quarz. Die polykristalline Substanz könnte "beispielsweise ein lamellier» tes kei^amisches Material, z.a ΒΘ ©ia metallisches Oxyd ssiru Solche metallischen Oseyde sind go B0 AluminiiimosEyd, undThe substrate 15 can be made from any polycrystalline material or from an amorphous substance. The amorphous substance is, for example, quartz. The polycrystalline substance could "for example, a lamellier» tes kei ^ Amish material, for a. Β Θ © ia metallic oxide ssiru Such metallic Oseyde are g o B 0 AluminiiimosEyd, and

FernerMa köna/fee das Substrat eine ge-Furthermore, the substrate can be

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9,0 9 8 3 6 / 1 4 3 6 ßÄD 9.0 9 8 3 6/1 4 3 6 ßÄD

mischte Oxydkeramik, ζ. B. eine Mischung von Oxyden von Aluminium, Silicium und Magnesium sein.mixed oxide ceramics, ζ. B. a mixture of oxides of Be aluminum, silicon and magnesium.

Das Substrat 15 enthält nach Fig. 3 eine Anzahl von Vertiefungen 19» die in einer Oberfläche von 15 gebildet sind und welche zur Aufnahme metallischer, sphärischer Körper oder Kugeln 20 dienen· Sie bestehen aus einer binären Legierung mit den durch das Einlaßrohr 11 als Dampf in das Innere der Röhre 10 eingeführten Element. Die beiden Elemente sollten in der Lage sein, flüssige Lösungen zu bilden. Diese flüssigen Lösungen haben Bestandteile, aus welchen eine feste Phase des Elementes, welches in die Röhre 10 als Dampf eingeführt wird, niedergeschlagen werden kann· Wenn der Dampf Silicium enthält, kann der sphärische Körper beispielsweise aus Gold, Zinn, Zink oder Indium hergestellt sein.According to FIG. 3, the substrate 15 contains a number of depressions 19 'which are formed in a surface of 15 are and which are used to hold metallic, spherical bodies or balls 20 · They consist of a binary Alloy with the element introduced into the interior of the tube 10 through the inlet pipe 11 as vapor. The two Elements should be able to form liquid solutions. These liquid solutions have components from which a solid phase of the element, which is introduced into the tube 10 as vapor, is precipitated · If the steam contains silicon, the spherical body can for example be made of gold, tin, zinc or indium.

Das Reaktorrohr 10 enthält auf seiner oberen Fläche ein Heizelement 21 und an seiner unteren Flache ein Heizelement 22. Die Heizelemente 21 und 22 sind vorzugsweise getrennt von einander. Jedes der genannten Heizelemente ist genau steuerbar. Durch Formgebung der elektrischen Heizelemente 21 und 22 können Trennung, Regelung und dgl. für jedes dieser Elemente unabhängig gemacht sein.The reactor tube 10 contains a heating element 21 on its upper surface and a heating element on its lower surface 22. The heating elements 21 and 22 are preferably separate from one another. Each of the named heating elements is precisely controllable. By shaping the electrical heating elements 21 and 22 separation, regulation and the like. For each of these elements can be made independent.

Über dem Heizelement 21 ist zusätzlich ein separates Heizelement 23 angeordnet. Das Heizelement 23 kann ein Infrarotstrahler oder ein sonstiger Strahlungsheizer sein. Die Heizelemente 23 können auch als elektrische Drähte um eine halbzylindrische Röhre gewickelt sein.A separate heating element 23 is also arranged above the heating element 21. The heating element 23 can be an infrared radiator or another radiant heater. The heating elements 23 can also be used as electrical wires around a semi-cylindrical tube wound.

Der Durchfluß des Gases und des Dampfes durch das Einlaßrohr 11 in das Innere der Röhre 10 erfolgt über eine Ansauge-Rohrverzweigung 24. Diese Ansauge-Rohrverzweigung ist mit einer Quelle 25 für Wasserstoffgas über das VentilThe flow of gas and steam through the inlet pipe 11 into the interior of the tube 10 takes place via an intake manifold 24. This intake manifold is with a source 25 of hydrogen gas via the valve

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26 verbunden« Mit dem Ventil 26 ist der Wasserstoffstrom aus der Quelle 25 zur Rohrverzweigung 24 regulierbar.26 connected «With the valve 26 is the hydrogen flow adjustable from the source 25 to the manifold 24.

Die Ansauge-Rohrverzweigung 24· ist auch mit einer Quelle verbunden. Diese liefert einen Dampf des Materials, aus welchem die Einkristalle herzustellen sind. Die Quelle 27 kann z. B. ein Silan enthalten, wozu beispielsweise Tetrachlorosilan ( SiOl^) gehört. Der Gas- oder Dampffluß aus der Quelle 27 in die Rohrverzweigung 24 ist durch das Ventil 28 regulierbar.The intake manifold 24 · is also with a source tied together. This supplies a vapor of the material from which the single crystals are to be made. The source 27 can e.g. B. contain a silane, including, for example, tetrachlorosilane (SiOl ^) belongs. The flow of gas or vapor from source 27 into manifold 24 is through the valve 28 adjustable.

Der Wasserstoff dient sowohl als Träger für das Tetrachlorosilan als auch als Reaktionsmittel hierfür.The hydrogen serves both as a carrier for the tetrachlorosilane as well as reactants therefor.

Die Ansauge-Rohrverzweigung 24 ist auch mit einer Quelle eines inerten Gases,ζ. B. Helium, verbunden. Der Fluß des inerten Gases aus der Quelle 29 in die Rohrverzweigung 24 ist durch ein Ventil 30 regulierbar. Das inerte Gas wirkt wie ein Reinigungsmittel für das Innere der Reaktorröhre 10·The suction manifold 24 is also with a source an inert gas, ζ. B. helium connected. The river of the Inert gas from the source 29 into the manifold 24 can be regulated by a valve 30. The inert gas works like a cleaning agent for the inside of the reactor tube 10

In einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung ist das Substrat 15 aus verschiedenen lameliierten keramischen Materialien, z. B. aus gemischten Metalloxyden von Aluminium, Silicium, Zirkonium, Calcium, Magnesium, Strontium, Barium, Titan und Eisen, hergestellt. Die Substrate können auch aus Quarz hergestellt sein.In one embodiment of the method according to the invention, the substrate 15 is made of various laminates ceramic materials, e.g. B. from mixed metal oxides of aluminum, silicon, zirconium, calcium, magnesium, Strontium, barium, titanium and iron. The substrates can also be made of quartz.

Die Vertiefungen 19 in dem Substrat 15 haben Zylinderform mit einem Durchmesser von zwölftausendstel und einer Tiefe von fünf bis zehntausendstel Längeneinheiten. Die sphärischen Körper 20 sind im Ausführungsbeispiel aus Gold und hatten einen Durchmesser von zehn Tausendstel. Die sphärischen Körper 20 sind an ihrer oberen .Oberfläche im wesent-? liehen parallel mit der Oberfläche des Substrates 15, in welchem die Vertiefungen '19 gebildet sind. Sie können sichThe recesses 19 in the substrate 15 have a cylindrical shape with a diameter of twelve thousandths and a depth from five to ten thousandth units of length. The spherical bodies 20 are made of gold and in the exemplary embodiment were ten thousandths in diameter. The spherical bodies 20 are at their upper .Oberfläche essentially? borrowed parallel to the surface of the substrate 15 in which the recesses '19 are formed. you can

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nach, außen über die Oberfläche hinaus mit einem Abstand erstrecken, der nicht größer ist als der Radius des sphärischen Körpers 20. Damit ist ein Zusammenwirken gewährleistet zwischen der Wandung der Vertiefung 19 und dem sphärischen Körper 20, so daß jeder Dampffluß dazwischen zum Boden der Vertiefung 19 begrenzt wird. Es sei indessen bemerkt, daß es für den sphärischen Körper 20 nicht erforderlich ist,sich in die Vertiefung 19 mit einer spezifischen Distanz auszudehnen.to the outside beyond the surface at a distance extend, which is not larger than the radius of the spherical body 20. This ensures an interaction between the wall of the recess 19 and the spherical body 20 so that any steam flow therebetween to the bottom of the recess 19 is limited. It should be noted, however, that it is not for the spherical body 20 is required to expand into the recess 19 with a specific distance.

In einer Versuchsausführung des Erfinders bestand der Klotz 18 aus Silicium, während der Halter 16 und sein Handgriff aus Quarz hergestellt waren. Der Durchmesser im Innern des Reaktorrohres betrug etwa 25 mm. Nach der Einführung des Substrates 15 in die Reaktorröhre 10 und nach dem Schließen des offenen Endes 14 der Röhre 10, durch welche das Substrat 15 eingeführt wurde, wurde das Ventil 30 geöffnet, so daß das inerte Gas Helium aus der Quelle 29 in das Innere der Röhre 10 über die Einlaßröhre 11 einströmte. Das eingeführte Gas konnte durch das Auslaßrohr 12 ausströmen und beim Durchgang das System reinigen.The log passed in an experimental version by the inventor 18 made of silicon, while the holder 16 and its handle were made of quartz. The diameter inside the Reactor tube was about 25 mm. After the introduction of the Substrates 15 into the reactor tube 10 and after closing of the open end 14 of the tube 10 through which the substrate 15 was introduced, the valve 30 was opened so that the inert gas helium from the source 29 into the interior of the Tube 10 flowed in via inlet tube 11. The introduced gas was allowed to flow out through the exhaust pipe 12 and clean the system during passage.

Nach dem Reinigungsprozeß mit dem Helium wurde das Ventil 30 geschlossen und das Ventil 26 geöffnet, so daß der Heliumfluß gestoppt wurde und Wasserstrom aus der Quelle 25 mit vorbestimmter Geschwindigkeit ausströmen konnte.After the cleaning process with the helium, the valve 30 was closed and the valve 26 opened, so that the helium flow was stopped and water flow from the source 25 with could flow out at a predetermined speed.

Dann wurden die Heizelemente 21 bis 23 in Betrieb genommen, um einen Temperaturgradienten am sphärischen Körper 20 herzustellen. Dieser Gradient verläuft im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Substrates 15. Die Temperatur am Boden des sphärischen Körpers 20 betrug etwa 1063 C. Dieses ist der Schmelzpunkt von Gold. Demgemäß wurde der aus Gold bestehende sphärische Körper geschmolzen.The heating elements 21 to 23 were then put into operation in order to create a temperature gradient on the spherical body 20 to manufacture. This gradient runs essentially perpendicular to the surface of the substrate 15. The temperature at the bottom of spherical body 20 was about 1063 C. This is the melting point of gold. Accordingly, the spherical bodies made of gold are melted.

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Danach wurde das Ventil 28 aufgemacht, so daß Tetrachlorosilan in die Rohrverzweigung 24 mit dem Wasserstoff aus der Quelle 25 einströmen konnte. Die Ventile 26 und 28 wurden so justiert9 daß das Molverhältnis des Tetrachlorosilan zum Wasserstoff 0,001 ausmacht. Der Fluß.dieser Atmosphäre mit dem Molverhältnis von 0,001 dauerte dreißig Minuten·The valve 28 was then opened so that tetrachlorosilane could flow into the branch pipe 24 with the hydrogen from the source 25. The valves 26 and 28 have been adjusted 9 so that the molar ratio of tetrachlorosilane to hydrogen is 0.001. The flow of this atmosphere with the molar ratio of 0.001 took thirty minutes.

Danach wurde die Temperatur am Boden des sphärischen Körpers 20 auf 950° 0 reduziert und das Molverhältnis durch entsprechende Regulierung der Ventile 26 und 28 auf 0,02 erhöht. Diese Reaktion wurde etwa ein "bis ein und eine halbe Stunde fortgesetzt. Während dieser Zeit wurde ein Siliciumeinkristall vom unteren Teil jedes der Goldkörper 20 durch den Körper 20 und heraus zuiä oberen Teil gezüchtet·Thereafter, the temperature at the bottom of the spherical body 20 was reduced to 950 ° 0 and the molar ratio through corresponding regulation of the valves 26 and 28 increased to 0.02. This response was about an "to a and a half" Hour continued. During this time, a silicon single crystal became from the lower part of each of the gold bodies 20 bred through the body 20 and out to the upper part

Nach dieser Zeitperiode wurde das Ventil 28 geschlossen, um den Fluß des Tetrachlorosilans zu stoppen. Der Fluß des Wasserstoffes wurde jedoch für eine ausreichende Zeitperiode fortgesetzt, um das System zu reinigen. Dann wur-* den die elektrischen Heizelemente 21 bis 2$ abgeschaltet und das Substrat 15 aus dem Reaktorrohr 10 entfernt.After this period of time, valve 28 was closed to stop the flow of the tetrachlorosilane. The river however, the hydrogen was continued for a sufficient period of time to purge the system. Then was- * the electrical heating elements 21 to 2 $ switched off and the substrate 15 removed from the reactor tube 10.

Nach Fig. 2 wird die Reaktion bei der Temperatur von 1063°C fortgesetzt bis die Menge des Siliciums im Goldkörper in Überschuß der Goldflüssigkeitsgeraden bei der Temperatur" ist, bei welcher Keimbildung zur Bildung des Einkristalles auftritt. Nach Fig. 2 wird das Verfahren bei der höheren Temperatur fortgesetzt bis z.B. ein Punkt 31 erreicht ist.According to FIG. 2, the reaction is continued at the temperature of 1063 ° C. until the amount of silicon in the gold body is in Excess of the gold liquid line at the temperature "is at which nucleation for the formation of the single crystal occurs. According to Fig. 2, the process is continued at the higher temperature until, for example, a point 31 is reached.

Der Punkt 31 zeigt eine Legierung an, die einen größeren Siliciumprozentgehalt aufweist als im Punkte 32. Im Punkte 32 ist die Zusammensetzung des Siliciums auf einer Temperatur von 950° C. Dies entspricht dem Erfordernis, daß der Siliciumprozentgehalt im Überschuß zur Gold-Liquidus-Geraden bei der Temperatur ist, bei welcher das KristallwachsenThe point 31 indicates an alloy that has a larger one Silicon percentage than in item 32. In item 32, the composition of the silicon is at a temperature of 950 ° C. This corresponds to the requirement that the Silicon percentage in excess of the gold liquidus line is at the temperature at which the crystal grows

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stattfindet. Wenn die Temperatur am Boden des sphärischen Körpers 20 auf 950° 0 abgenommen Hat, nimmt der Siliciumprozentgehalt in dem Goldkörper 20 bis zum Punkte 33 zu· In diesem Punkte wird die Temperatur von 950° 0 am Boden des sphärischen Körpers 20 erreicht.takes place. When the temperature is at the bottom of the spherical Body 20 has decreased to 950 ° 0, the silicon percentage increases in the gold body 20 up to the point 33 to · At this point the temperature of 950 ° 0 at the bottom of the spherical body 20 is reached.

Wenn die Siliciumkonzentration im Körper 20 den Punkt 34-erreicht, ist der Körper 20 mit Silicium gesättigt. Eine Fortsetzung der Einführung von Silicium in den Körper 20 aus der Dampfphase führt zu einer Übersattigung des Körpers 20 mit Silicium, so daß eine notwendige Bedingung zur Keimbildung von festem Silicium geschaffen ist. Eine bevorzugte heterogene Keimbidlungsstelle wird durch den Grenzflächenkontakt zwischen dem Boden des Körpers 20 und dem Substrat 15 geschaffen. Bei diesem Punkt ist die Übersättigung, die für eine feste Siliciumkeimbildung notwendig ist, bedeutend niedriger, als die zur Bildung fester Siliciumkeime durch eine homogene Keimbildung im Körper erforderliche·When the silicon concentration in body 20 reaches point 34-, the body 20 is saturated with silicon. A continuation of the introduction of silicon into the body 20 from the vapor phase leads to an oversaturation of the body 20 with silicon, so that a necessary condition for the nucleation of solid silicon is created. A preferred one heterogeneous nucleation site is created by the interfacial contact between the bottom of the body 20 and the Substrate 15 created. At this point the supersaturation is required for solid silicon nucleation is significantly lower than that required for solid formation Silicon nuclei required by homogeneous nucleation in the body

Eine weitere Erhöhung bewirkt eine Keimbildung nur am Boden des sphärischen Körpers 20 bei dem aufgeprägten Temperaturgradienten. Dieser Temperaturgradient ist beispielsweise gegeben, wenn am oberen Teil des Körpers 20 eine Temperatur von 970° 0 und am Boden des Körpers 20 eine Temperatur von 950° C gehalten wird. Die höhere Temperatur am oberen j Teil des Körpers 20 bringt eine höher gesättigte Siliciumkonzentration in der flüssigen Lösung. Wenn daher die Lösung mit Silicium übersättigt wird, ist der Übersättigungsgrad am oberen Teil des Körpers 20 geringer als im unteren Teil des Körpers 20. Damit kommt eine größere Triebkraft zur Keimbildung am unteren Teil des Körpers 20 zustande. Die kombinierte gerichtete Steuerung der Temperatur und des Körper-Substrats-Kontaktes gewährleistet, daß die Keimbildung nur an einer Stelle des Körpers 20 auftritt.A further increase causes nucleation only at the bottom of the spherical body 20 in the case of the imposed temperature gradient. This temperature gradient is given, for example, when there is a temperature on the upper part of the body 20 of 970 ° 0 and at the bottom of the body 20 a temperature of 950 ° C is maintained. The higher temperature at the top j Part of the body 20 brings a higher saturated silicon concentration in the liquid solution. So if the solution is supersaturated with silicon, the degree of supersaturation is less at the top of the body 20 than at the bottom of the body 20. This creates a greater driving force for nucleation on the lower part of the body 20. the Combined directional control of temperature and body-substrate contact ensures that nucleation occurs only at one point on the body 20.

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Wenn einmal Keimbildung des festen Siliciumkristalles stattfindet, wird das Wachsen des Kristalles durch den Fluß des Siliciums aus der Dampfphase durch die flüssige Lösung unter Mitwirkung des Temperaturgradienten gesteuert.Once nucleation of the solid silicon crystal takes place, is the growth of the crystal through the flow of the Silicon from the vapor phase is controlled by the liquid solution with the help of the temperature gradient.

Es sei erwähnt, daß es nicht notwendig ist, das Verfahren nach der Erfindung durch eine Anfangstemperatur am unteren Teil des Körpers 20 "bei der Schmelztemperatur von Gold zu starten. Statt dessen könnte eine etwas niedrigere Temperatur verwendet werden, wobei der Goldkörper 20 zum Schmelzen käme, wenn die Gold-Liquidus-Gerade unter Zusatz von Silicium zum Eörper 20 Durchgang hat· Es wäre notwendig, sicher fc zu stellen, daß die Operation bei der höheren der ausgewählten Temperaturen fortgesetzt würde, bis die Zusammensetzung des Körpers 20 einen Prozentgehalt an Silicium hat, der größer ist als die Zusammensetzung des Siliciums auf der Gold-Liquidus-Geraden bei der niederen Temperatur, bei welcher Keimbildung auftritt· Natürlich ist es erforderlich, daß die niedrigste Temperatur des Körpers 20 größer ist als die eutektische Temperatur (etwa J00° C) der Zusammensetzung· It should be noted that it is not necessary to carry out the process according to the invention through an initial temperature at the lower Part of the body start 20 "at the melting temperature of gold. Instead, a slightly lower temperature could be used are used, the gold body 20 would melt if the gold liquidus straight with the addition of silicon Has passage to the body 20 · It would be necessary to be sure fc to indicate that the operation would continue at the higher of the selected temperatures until the composition of the body 20 has a percentage of silicon which is greater than the composition of the silicon the gold-liquidus line at the lower temperature at which nucleation occurs naturally it is necessary that the lowest temperature of the body 20 is greater than the eutectic temperature (about J00 ° C) of the composition

Zusätzlich zu dem die Keimbildung am unteren Teil des Körpers 20 beeinflussenden Temperaturgradienten wird die Grenzflächenspannung an dem Punkte, wo der Körper 20 an der W unteren Wandung der Vertiefung 19 ruht niedriger, als am oberen Teil des Körpers 20. Dies hat zur Folge, daß die untere Grenzflächenspannung auch ein Faktor zur Sicherstellung dafür ist, daß eine Keimbildung am unteren Teil des Körpers 20 stattfindet.In addition to the nucleation influencing on the lower part of the body 20 the temperature gradient is the interfacial tension at the point where the body 20 rests on the W lower wall of the recess 19 lower than 20, at the upper part of the body, this has the result that the lower interfacial tension is also a factor in ensuring that nucleation at the lower part of the body 20 occurs.

Wegen des hohen Kontaktwinkels zwischen dem Körper 20 und dem Boden der Vertiefung 19 wird außerdem die heterogene Keimbildung lokalisiert und damit die' Anzahl der Keime, weiche sich am Substrat 15 bilden wollen, reduziert. Der durchIn addition, because of the high contact angle between the body 20 and the bottom of the recess 19, the heterogeneous Localized nucleation and thus the 'number of nuclei that want to form on the substrate 15 is reduced. The through

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den Körper 20 geschaffene hohe Kontaktwinkel gewährleistet, daß eine heterogene Keimbildung am unteren Teil des Körpers 20 stattfindet.ensures high contact angles created by the body 20, that heterogeneous nucleation takes place on the lower part of the body 20.

Wenn der angewandte Temperaturgradient im wesentlichen rechtwinklig zur Oberfläche des Substrates 15 verläuft, dann wachsen die Siliciumkristalle im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Substrates 15, d. h. sie wachsen in die Richtung des Temperaturgradienten hinein. Wenn der Temperaturgradient am Goldkörper 20 unter einem Winkel verlaufen sollte, dann wächst auch der Kristall mit diesem Winkel.If the applied temperature gradient is substantially perpendicular to the surface of the substrate 15, then the silicon crystals grow substantially perpendicular to the surface of the substrate 15, i. H. they grow in the direction of the temperature gradient. If the temperature gradient on the gold body 20 run at an angle should, then the crystal also grows with this angle.

Der Endkristall des Siliciums hat etwa 0,0001 Prozent Gold in den oben angeführten Beispielen. Dieser Goldbetrag kann erwünscht sein, um z. B. die Trägerlebensdauerzeit zu begrenzen. Sollte es gewünscht sein, dieses Gold zu entfernen, dann müßte man ein weiteres geeignetes Verfahren, z. B. die Blotter-Technik ansetzen.The final crystal of silicon is about 0.0001 percent gold in the examples given above. This amount of gold can be desirable to z. B. to limit the carrier life. Should it be desired to remove this gold, then one would have to use another suitable method, e.g. B. apply the blotter technique.

Theoretisch könnte die Temperatur am unteren Teil des Goldkörpers 20 irgendeine Temperatur oberhalb der eutektischen Temperatur der Gold-Silicium-Legierung und unterhalb des Schmelzpunktes von Silicium sein, um den Siliciumeinkristall zu erzeugen. Praktisch bestehen jedoch Arbeitstemperaturen zwischen 600° C und 1200° 0. Fernerhin muß der Temperaturgradient am Goldkörper 20 größer als 50° C pro Centimeter vertikaler Verschiebung in dieser Reaktorröhre sein. Bei diesem Temperaturgradienten beträgt die Durchflußgeschwindigkeit des Wasserstoffs durch die Reaktorröhre 1Ö vor dem Substrat 15 etwa ein Liter pro Minute.In theory, the temperature at the lower part of the gold body 20 could be any temperature above the eutectic one Temperature of the gold-silicon alloy and below the Be the melting point of silicon to produce the silicon single crystal. In practice, however, there are working temperatures between 600 ° C and 1200 ° 0. Furthermore, the temperature gradient be greater than 50 ° C per centimeter of vertical displacement in this reactor tube on the gold body 20. at This temperature gradient is the flow rate of hydrogen through the reactor tube 10 before Substrate 15 about one liter per minute.

In Fig. 4- ist das Substrat 15 mit getrennten Siliciumeinkristallelementen oder Teilen 35 dargestellt. Diese Teile 35 sind aus den Goldkörpern 20 gewachsen. Sie besitzenIn Fig. 4-, the substrate 15 is with separated silicon single crystal elements or parts 35 shown. These parts 35 have grown from the gold bodies 20. You own

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im oberen Bereich Teile 36, die aus einer Silicium-Gold-Legierung bestehen. Das Wachsen der Einkristallteile 35 hört daher auf, wenn die oberen Teile der Kristallteile über dem oberen Teil des Substrates 15 sind. Zu diesem Zeitpunkt ist es erforderlich, den Teil 36 von jedem der Einkristallteile 35 mit der Silieium-Gold-Legierung zu entfernen. Die Entfernung der Silicium-Gold-Legierung kann auf mechnischem Wege oder unter Zuhilfenahme chemischer Mittel erfolgen. Im Falle mechanischer Mittel könnte die Methode des Abreibens benutzt werden. Bei Einsatz chemischer Mittel könnte man Quecksilber verwenden, mir aem das Gold unter Bildung eines Amalgames mit dem Gold au±gelöst wird. Wenn verlangt wird, daß die obere Oberfläche aer Einkristallteile 35 in gleicher Ebene mit der oberen Oberfläche des Substrates, wie in Mg. 5 gezeigt, liegt, dann würde es notwendig werden, alles Silicium über der oberen Oberfläche des Substrates 15 zu entfernen. Man könnte dies z. B. durch Polieren erreichen. Es ist natürlich nicht notwendig, daß die obere Oberfläche der Einkristallteile 35 in gleicher Ebene mit der oberen Oberfläche des Substrates 15 liegt, wenn man integrierte Schaltungen dort bilden wollte.in the upper area parts 36, which are made of a silicon-gold alloy exist. The growth of the single crystal parts 35 therefore stops when the upper parts of the crystal parts over the top of the substrate 15. At this point it is necessary to remove the part 36 of each of the Single crystal parts 35 with the silicon-gold alloy remove. The silicon-gold alloy can be removed mechanically or with the aid of chemicals Means done. In the case of mechanical means, the abrasion method could be used. When used chemical means one could use mercury, aem the gold is dissolved with the gold to form an amalgam. When the upper surface is required to be aer Single crystal parts 35 in the same plane with the upper surface of the substrate, as shown in Mg. 5, then it would be necessary to place all of the silicon over the top Surface of the substrate 15 to remove. You could do this e.g. B. can be achieved by polishing. It is of course not necessary that the upper surface of the single crystal parts 35 is flush with the upper surface of the substrate 15 lies if one wanted to form integrated circuits there.

Der in Fig. 5 gezeigte Substratkörper 15 enthält Einkristallteile 35» deren überstehende Teile entfernt sind. Die Einkristalle 35 sind bei der Ausführungsform nach Fig. 5 nur als Siliciumeinkristalle mit einem geringen Goldbetrag hergestellt. Mit der oberen Oberfläche jedes der Elemente 35 in gleicher Ebene mit der oberen Oberfläche des Substrates 15 sind die verschiedenen Glieder 35 von einander im Substrat 15 elektrisch getrennt und bilden separate Inseln. Demgemäß liefert das Verfahren nach der Erfindung ein Produkt, in welchem monolithische integrierte Schaltungen in jedem der Einkristallglieder 35» die von einander im Substrat 15 isoliert sind, gebildet werden können. D. h.,The substrate body 15 shown in FIG. 5 contains single crystal parts 35 'whose protruding parts have been removed. the In the embodiment according to FIG. 5, single crystals 35 are only silicon single crystals with a small amount of gold manufactured. With the top surface of each of the elements 35 flush with the top surface of the substrate 15, the various members 35 are electrically isolated from one another in the substrate 15 and form separate islands. Accordingly, the method of the invention provides a product in which monolithic integrated circuits in each of the single crystal members 35 'which are isolated from one another in the substrate 15 can be formed. That is,

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jedes der Einkristallglieder 55 ist in der Lage eine monolithische integrierte Schaltung aufzunehmen.each of the single crystal members 55 is capable of being monolithic to include integrated circuit.

Während nach den vorgeschlagenen Beispielen Gold verwendet wurde, kann jedes andere Metall mit einer niederen Schmelztemperatur als das Material aus welchem der Kristall gezüchtet wird, verwendet werden. Es ist jedoch wünschenswert im Siliciumkristall wegen der Reduzierung der Ladungsträger-Lebensdauer Gold zu haben·While gold was used in the suggested examples, any other metal with a lower melting temperature can be used can be used as the material from which the crystal is grown. However, it is desirable to have gold in the silicon crystal because of the reduction in the charge carrier lifetime

Während in dem benutzten Beispiele der Klotz 18 aus Silicium besteht und als Wärmeentzug wirksam ist, würde es auch möglich sein, daß die Siliciumkristalle in dem Substrat 15 ohne das Wärmeentzugsglied wachsen können. Jedoch ist ein größerer Betrag zugeführter Wärme aus dem Heizelement 23 erforderlich, um den gewünschten Temperaturgradienten am Körper 20 zu erreichen.While in the example used the block 18 is made of silicon and is effective as a heat extraction, it would it may also be possible that the silicon crystals can grow in the substrate 15 without the heat extraction member. However is a larger amount of heat supplied from the heating element 23 is required to achieve the desired temperature gradient to reach on the body 20.

Da das Gold im Körper 20 eine geringere Grenzflächenspannung mit dem passierenden Silicium als das Substrat 15 aufweist, ist die Regelung des Molverhältnisses vom Tetrachlorosilan zum Wasserstoff gesichert, so daß kein Silicium am Substrat 15 aus dem Tetrachlorosilan gebildet wird. Das Silicium bildet sich daher nur am Körper 20·Since the gold in the body 20 has a lower interfacial tension with the passing silicon than the substrate 15, the regulation of the molar ratio of tetrachlorosilane to hydrogen is ensured, so that no silicon on the substrate 15 is formed from the tetrachlorosilane. The silicon is therefore only formed on the body 20

Es ist demgemäß wichtig, daß das Material des Körpers 20 eine niedrigere Grenzflächenspannung mit dem Material hat, aus welchem der Kristall gezüchtet werden soll, als das Material des Substrates ,15· Andererseits könnte das Material auf dem Substrat 15 ebensogut wachsen wie auf dem Körper 20.It is accordingly important that the material of the body 20 have a lower interfacial tension with the material, from which the crystal is to be grown, as the material of the substrate, 15 · On the other hand, the material could grow on the substrate 15 as well as on the body 20.

Bisher wurde beschrieben, daß die Vertiefung 19 eine zylindirsche Form haben soll. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, vielmehr kann die Vertiefung auch andereSo far it has been described that the recess 19 is a cylindrical Should have shape. However, the invention is not limited to this; rather, the depression can also be different

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Formen aufweisen und ζ. B. konisch sein oder die Form eines konischen Stumpfes haben. Bei konischer Form der Vertiefung 19 würde es eine größere Möglichkeit zur Bildung von Polykristallen im Körper 20 geben, so daß eine genauere Steuerung der Parameter erforderlich wird· Die konische Form der Vertiefung ist daher nicht so wünschenswert wie die zylindrische Vertiefung.Have shapes and ζ. B. be conical or the shape of a conical stump. With a conical shape of the recess 19, there would be a greater possibility of formation of polycrystals in the body 20, so that a more precise control of the parameters is required · The The conical shape of the recess is therefore not as desirable as the cylindrical recess.

Die Ausbildung der Vertiefung in Gestalt eines Kegelstumpfes würde natürlich sehr wünschenswert sein, obwohl die Kosten einer solchen Formgebung für 19 wesentlich größer sind als im Falle einer zylindrischen Vertiefung. Hat die Vertiefung 19 die Form eines Kegelstumpfes, dann tritt die Keimbildung am unteren Teil des Körpers 20 auf und ein dichter Sitz zwischen dem Körper 20 und der Wandung der VertiefungForming the recess in the shape of a truncated cone would of course be very desirable, despite the cost such a shape for 19 are much larger than in the case of a cylindrical recess. Has the depression 19 the shape of a truncated cone, then nucleation occurs on the lower part of the body 20 and a denser one Seat between the body 20 and the wall of the recess

19 könnte gebildet werden, um sicherzustellen, daß alles Silicium aus dem Tetraehlorosilan eingehen muß am Körper19 could be formed to ensure that all of the silicon from the tetraehlorosilane has to go into the body

20 und zwar im oberen Teil des Körpers 20·20 in the upper part of the body 20

Während das Gas, von welchem die Kristalle ihr Material für die Kristallbidlung beziehen aus Tetrachlorosilan besteht, wie es im bisherigen Beispiel angegeben ist, ist es natürlich möglich,auch jedes andere Silan zu verwenden. Ein solches Silan könnte z. B. Monosilan (SiH^) sein, wobei dann der Wasserstoff aus der Quelle 25 nicht notwendig wäre. Anstelle von Heliumgas aus der Quelle 29 könnte man als Trägergas Monosilan verwenden. Der Wasserstoff wird nicht gebraucht um mit dem Monosilan zu reagieren.While the gas from which the crystals get their material for crystal formation consists of tetrachlorosilane, As indicated in the previous example, it is of course possible to use any other silane. A such silane could e.g. B. monosilane (SiH ^), where then the hydrogen from source 25 would not be necessary. Instead of helium gas from the source 29, one could use monosilane as the carrier gas. The hydrogen won't used to react with the monosilane.

Fernerhin könnten auch andere Material typen verwendet werden, um Kristalle auf dem Substrat 15 zu züchten· So könnte z. B. Germanium verwendet werden, um Kristalle auf dem Substrat 15 mit den Körpern 20, die noch mit Gold gebildet sind, zu züchten. Das Gas, aus welchem das Germanium gewonnen werden könnte, würde ein German sein. Ein solches GermanFurthermore, other types of material could also be used, to grow crystals on the substrate 15 · So could z. B. Germanium can be used to form crystals on the substrate 15 with the bodies 20 that are still with gold are to breed. The gas from which the germanium could be extracted would be a german. Such a German

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- 17 könnte ζ. B. Tetrachlorogerman (GeCIU) sein·- 17 could ζ. B. be tetrachlorogerman (GeCIU)

Das Phasendiagramm von Gold und Germanium ist in Fig. 6 dargestellt· Die Punkte 37 bis 40 in Fig. 6 entsprechen den Punkten 31 "bis 34 im Phasendiagramm nach Fig. 2 für Gold und Silicium. Es finden dieselben Reaktionen statt, wie Torstehend für Gold und Silicium "beschrieben wurde.The phase diagram of gold and germanium is in FIG. 6 · Points 37 to 40 in FIG. 6 correspond the points 31 "to 34 in the phase diagram according to FIG. 2 for Gold and silicon. The same reactions take place as described for "gold and silicon".

Als Resultat ergeben sich Einkristalle aus Germanium· Es sei b«The result is single crystals of germanium · Let b «

liegt,lies,

sei bemerkt, daß die eutektische Temperatur bei 356° Cit should be noted that the eutectic temperature is 356 ° C

Wie bereits erwähnt, können die Körper 20 auch aus einem anderen Material als Gold bestehen. Z. B. kann der Körper Gallium enthalten· Das Gas aus welchem dieses Metall ν gewonnen werden könnte, würde beispielsweise Arsenwasserstoff (AsH,) sein. Bei dieser Formation der Kristalle würden die Einkristalle eine Verbindung von Galliumarsenid mit Arsen sein, welche auf den Körper 20 aus dem Arsenwasserstoff niedergeschlagen wird. Das Galliumarsenid ist die Gleichgewi chtsmischung, die aus der arsenreichen Seite des galliumreichen Eutektikums gebildet wird.As already mentioned, the bodies 20 can also consist of a material other than gold. For example, the body can Contain gallium · The gas from which this metal ν is obtained would be, for example, arsine (AsH,). With this formation of crystals the Single crystals are a compound of gallium arsenide with arsenic, which on the body 20 from the arsine is knocked down. The gallium arsenide is the mixture of equilibria resulting from the arsenic-rich side of the gallium-rich Eutectic is formed.

Nach Fig. 7 ist die galliumreiche eutektische Temperatur 29,5° 0. Wenn z. B. die Temperatur des Körpers 20 auf 8000C gehalten wird, dann entsteht im Körper 20 eine Keimbildung· Da diese Temperatur über dem Schmelzpunkt des Galliums liegt, können die Galliumkörper direkt bis zu dieser Temperatur mit dem zur gleichen Zeit direkt eingeführten Arsenwasserstoff erhitzt werden. Es ist demgemäß nicht erforderlich, die Körper 20 auf eine erste Temperatur zu bringen und dann die Temperatur der Körper auf eine zweite Temperatur zu bringen, welche niedriger ist, als wenn Silicium oder Germanium auf Gold niedergeschlagen wird.According to Fig. 7, the gallium-rich eutectic temperature is 29.5 ° 0. B. the temperature of the body 20 is kept at 800 ° C., then a nucleation occurs in the body 20 · Since this temperature is above the melting point of the gallium, the gallium bodies can be heated up to this temperature with the arsine that is introduced directly at the same time . Accordingly, it is not necessary to bring the bodies 20 to a first temperature and then to bring the temperature of the bodies to a second temperature which is lower than when silicon or germanium is deposited on gold.

Demgemäß findet längs der Galliumliquidusgeraden ehacüber-Accordingly, along the straight line of gallium liquidus, there is

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Sättigung statt, als längs der Arsenliquidusgeraden. Damit ergibt sich, dass Einkristalle der Zusammensetzung von Galliumarsenid der arsenreichen Seite des galliumreichen Eutektikums gebildet werden· Das Phasendiagramm von Arsen und Gallium ist derart, daß es nicht tunlich ist, nur Arsen als Material für die Einkristalle zu produzieren.Saturation takes place as along the arsenic liquidus line. This means that single crystals with the composition of Gallium arsenide can be formed on the arsenic-rich side of the gallium-rich eutectic · The phase diagram of arsenic and gallium is such that it is not feasible to produce only arsenic as a material for the single crystals.

Es ist klar, daß der Körper 20 aus einem Element gebildet sein könnte, welches aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Bor, Gallium,und Indium mit dem Material enthält, welches in flüssiger Lösung des Körpers 20 aus dem Dampf, ausgewählt aus der Gruppe mit Phosphor, Arsen und Antimon, abgelagert wird. Der Dampf aus welchem das Material erhalten wird, ist ein Hydrid oder ein Halogenid mit Phosphor, Arsen oder Antimon. Das Hydrid könnte z. B. Arsenhydrid (AsH,) oder Phosphorhydrid (PH,) sein. Das Halogenid könnte z.B. Arsentrichlorid (AsCl,), Arsentripromid (AsBr,), Arsentrigfcdid (AsI,), Phosphortrichlorid (PCI,), Phosphortribromid (PBr,), Phosphortrijodid (PJ,) oder Antimontrichlorid (SbCl,) sein.It will be understood that the body 20 could be formed from one member selected from the group consisting of Boron, gallium, and indium with the material which contains deposited in liquid solution of the body 20 from the vapor selected from the group consisting of phosphorus, arsenic and antimony will. The vapor from which the material is obtained is a hydride or a halide with phosphorus, arsenic or antimony. The hydride could e.g. B. Arsenic hydride (AsH,) or phosphorus hydride (PH,). The halide could e.g. Arsenic trichloride (AsCl,), arsenic tripromide (AsBr,), arsenic trigulfide (AsI,), phosphorus trichloride (PCI,), phosphorus tribromide (PBr,), phosphorus triiodide (PJ,) or antimony trichloride (SbCl,).

Wenn die Einkristalle auf dem Substrat 15 aus einem der vorstehend erwähnten Materialien gezüchtet werden, ist das monokristalline Material eine Verbindung der Materialien des Körpers 20 und des Metalles, welches in die flüssige ™ Lösung des Körpers 20 niedergeschlagen wird. Deshalb könnte die Verbindung des monokristallinen Materials Galliumphosphid ((GaP), Galliumarsenid (GaAs), Galliumantimonid (GaSb), Indiumarsenid (InAs) oder Indiumantimonid (InSb) ζ. Β. sein.When the single crystals on the substrate 15 from one of the above are grown, the monocrystalline material is a compound of the materials of the body 20 and the metal which is deposited into the liquid ™ solution of the body 20. So could the compound of the monocrystalline material gallium phosphide ((GaP), gallium arsenide (GaAs), gallium antimonide (GaSb), indium arsenide (InAs) or indium antimonide (InSb) ζ. Β. be.

Das Phasendiagramm für zwei dieser Materialien, nämlich Arsen und Indium ist in Fig. 8 gezeigt. Die eutektische Temperatur für diese Legierung ist 155 j2° C.The phase diagram for two of these materials, arsenic and indium, is shown in FIG. The eutectic temperature for this alloy is 155 j2 ° C.

Wie bereits in Verbindung mit dem Galliumarsenid beschrie-As already described in connection with the gallium arsenide

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ben, könnten Einkristalle aus Indiumarsenid gebildet werden, welches die Gleichgewichts-Fest-Legierung ist, die auf der arsenreichen Seite des indiumreichen Eutektikums gebildet wird. Wie wiederum im Zusammenhang mit dem Galliumarsenid erörtert wurde, ist es nur notwendig etwas Temperatur über der Schmelztemperatur des Indiums bei der Auswahl zu haben. Wenn z. B. eine Temperatur von 800° C ausgewählt wurde, ist es nicht notwendig, diese Temperatur zu variieren, wie dies bei den Gold-Silicium - und Gold-Germanium-Materialien der Fall war. Die Auswahl einer Temperatur, wie z. B. 800° C will die Bildung von Einkristallen sicherstellen ohne irgendwelche weitere Änderung der Temperatur beim Durchgang des Dampfes, welcher Arsen über dem Substrat 15 enthält.ben, single crystals could be formed from indium arsenide, which is the equilibrium solid alloy found on the arsenic-rich side of the indium-rich eutectic is formed. Like again in connection with the gallium arsenide As discussed, it is only necessary to have a temperature slightly above the melting temperature of the indium in the selection. If z. B. a temperature of 800 ° C has been selected, it is not necessary to vary this temperature, as this is the case with gold-silicon and gold-germanium materials was the case. Choosing a temperature, such as B. 800 ° C wants to ensure the formation of single crystals without any further change in temperature as the vapor containing arsenic passes over substrate 15.

Es ist bereits beschrieben worden, daß das Substrat 15 aus einem dielektrischen Material hergestellt sein kann. Es . ist jedoch klar, daß dieses Material auch ein leitendes Material sein könnte, wenn dies für die Züchtung der Kristalle verlangt werden würde·It has already been described that the substrate 15 consists of may be made of a dielectric material. It. however, it is clear that this material is also a conductive Material, if this were required for growing the crystals

Während ein Temperaturgradient an dem Körper 20 hergestellt wird, um diesen zu Schmelzen, ist es klar, daß der Temperaturgradient am Körper 20 nicht erforderlich ist, wenn die Schmelze vorgesehen ist, damit die Temperatur am unteren Teil des Körpers 20 nicht niedriger ist als der Schmelzpunkt des Materials des Körpers 20. Der Temperaturgradient muß jedoch während dieser Einleitungsstufe angewandt werden, wenn die Temperatur am unteren Teil des Körpers 20 unter dem Schmelzpunkt des Materials des Körpers 20 liegt.While a temperature gradient is established on the body 20 to melt it, it is clear that the temperature gradient on the body 20 is not required if the melt is provided so that the temperature at the bottom Part of the body 20 is not lower than the melting point of the material of the body 20. The temperature gradient however, must be applied during this initiation stage when the temperature at the lower part of the body 20 is below the melting point of the material of the body 20.

Nachstehend sind einige Beispiele für das Verfahren nach der Erfindung angegeben. Dabei ist zu erwähnen, daß die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt sein soll.Some examples of the method according to the invention are given below. It should be mentioned that the invention should not be limited to these exemplary embodiments.

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Beispiel IExample I.

Eine Reaktorröhre aus Quarz mit 25 Millimeter Durchmesser wurde in einem Greifofen eingebracht. Dieser Ofen war verdrahtet, um eine unabhängige Steuerung in seinen oberen und unteren Windungen zu ermöglichen. TJm eine 72 mm lange halbzylindrische Röhre war ein Hilfsheizer gewiekelt. Dieser Hilfsheizer befand sich auf der Reaktorröhre unmittelbar über der Stelle des eingebrachten Substrates. Der Ofen konnte auf 800° C gebracht werden· Durch die Hilfsheizung konnten im Ofen höhere Temperaturen eingeregelt werden.A quartz reactor tube with a diameter of 25 millimeters was placed in a gripping oven. This furnace was wired to allow independent control in its upper and lower turns. An auxiliary heater was coiled in a 72 mm long semi-cylindrical tube. This Auxiliary heater was located on the reactor tube directly above the location of the introduced substrate. The stove could can be brought to 800 ° C · By the auxiliary heating higher temperatures can be regulated in the oven.

P Die Reaktorröhre hatte eine einfache Gas-Misch-Rohrverzweigung für die Einführung der gewünschten Atmosphäre in die Reaktorröhre· Diese Rohrverzweigung war in einer Leitung für die Einführung des reinen Wasserstoffes oder Heliums und in einer zweiten Leitung für die Einführung des gesteuerten Partialdruckes von Tetrachlorosilan mit dem Tetra chlorosilan in einer Sättigung bei etwa 24° C eingerichtet.P The reactor tube had a simple gas-mixing manifold for introducing the desired atmosphere into the reactor tube · This manifold was in a line for the introduction of the pure hydrogen or helium and in a second line for the introduction of the controlled Partial pressure of tetrachlorosilane with the tetra chlorosilane set up in a saturation at around 24 ° C.

Vor dem Niederschlagen auf irgendein Substrat in der Reaktorröhre wurde durch die Reaktorröhre ein Wasserstoffstrom mit einer Geschwindigkeit von einem Liter pro Minute gerich tet. Durch Niederschlagen von Platin und 10% Rhodium entsteht in dem Reaktorrohr eine Schicht von einem Centimeter ™ vertikal zur Röhre. Fernerhin wurde in einer Atmosphäre aus Wasserstoff die Temperaturdifferenz gemessen, wonach ein Temperaturgradient von 8° C hergestellt, wenn die Temperatur auf einen Wert von 950° C eingestellt wurde. Das Substrat bestand aus einem lamellierten polykristallinem Material, das auf einem dicken Siliciumklotz aufgebracht war· Das Substrat befand sich sehr nahe an der oberen Oberfläche der Reaktorröhre und dicht am Hilfsheizer. Der Temperaturgradient wurde mit Hilfe von zwei Thermoelementen kontrolliert. Das Substrat wurde auf einen dicken Siliciumklumpen gesetzt, welcher als Wäridteabfluß funktionierte.A stream of hydrogen was passed through the reactor tube prior to deposition on any substrate in the reactor tube directed at a rate of one liter per minute. Deposits platinum and 10% rhodium in the reactor tube a one-centimeter ™ layer vertical to the tube. Furthermore, it was made in an atmosphere Hydrogen measured the temperature difference, after which a temperature gradient of 8 ° C is established when the temperature was set to a value of 950 ° C. The substrate consisted of a laminated polycrystalline material, deposited on a thick block of silicon. The substrate was very close to the top surface the reactor tube and close to the auxiliary heater. The temperature gradient was controlled with the help of two thermocouples. The substrate was placed on a thick chunk of silicon which acted as a heat drain.

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Das Substrat, welches aus einem gemischten keramischenThe substrate, which is made of a mixed ceramic

ρ Oxyd bestand, hatte eine Größe von etwa 1 cm und von etwa 1 mm Dicke. Das Substrat war speziell mit vierzylindrischen Löchern eingerichtet. Der Durchmesser des Loches betrug 0,012 Zoll. Die Tiefe des Loches betrug 0,005 Zoll bis 0,010 Zoll. Diese Löcher befanden sich in der Nähe des Zentrums des Substrates.ρ oxide consisted of a size of about 1 cm and of about 1 mm thick. The substrate was specially designed with four cylindrical holes. The diameter of the Hole was 0.012 inches. The depth of the hole was 0.005 "to 0.010". These holes were near the center of the substrate.

Die Goldkörper, welche einen Durchmesser von 0,010 Zoll hatten, waren in Jedem der Löcher angeordnet. Die Körper bestanden aus 99»99% reinem Gold.The gold bodies, which were 0.010 inches in diameter, were placed in each of the holes. The body consisted of 99 »99% pure gold.

Das Substrat mit den vier Goldkugeln wurde dann in einem Wasserstoffstrom von einem Liter pro Minute Geschwindigkeit erhitzt· Beim Heizen wurden beide Heizer verwendet und zwar eine Stunde lang bei einer Temperatur von 950 C. Die Thermoelemente befanden sich unter dem i^uarzhalter des Substrates. Diese Position des Thermoelementes ist im wesentlichen die gleiche wie die Lage des unteren Thermoelementes, wenn der Temperaturgradient von 8° C gemessen wurde.The substrate with the four gold balls was then placed in a hydrogen flow rate of one liter per minute heated · Both heaters were used for heating for one hour at a temperature of 950 C. The thermocouples were under the resin holder of the Substrates. This position of the thermocouple is in essentially the same as the position of the lower thermocouple when the temperature gradient of 8 ° C is measured became.

Die Konzentration desTetrachlorosilan wurde dann in die Reaktorröhre eingeführt und für dreißig Minuten auf 0,05 Molprozent gehalten. Die Konzentration des Tetrachlorosilan wurde dann für zwei Stunden auf 2 Molprozent erhöht. Die Bezugstemperatur von 950° C wurde über die Dauer des Gesamtprozesses gehalten.The concentration of the tetrachlorosilane was then introduced into the reactor tube and held at 0.05 for thirty minutes Mole percent held. The concentration of the tetrachlorosilane was then increased to 2 mole percent for two hours. The reference temperature of 950 ° C was maintained over the duration of the entire process held.

Das entstehende Material war in diesem Beispiele hochpolykristallines Silicium.The resulting material in this example was highly polycrystalline Silicon.

Beispiel IIExample II

Alle die Zustände und Parameter aus dem Beispiel I wurden auch hier verwendet, jedoch mit der Ausnahme, daß die Be-All of the conditions and parameters from Example I were also used here, with the exception that the

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zugstemperatur auf 1050° C und der Temperaturgradient auf 16° C eingestellt war. Die Temperatur am unteren Thermoelement betrug 1050° C, Wie im Falle des Beispieles I, so war auch hier das in allen Löchern erzeugte Material hochpolykristallines Silicium.draw temperature was set to 1050 ° C and the temperature gradient to 16 ° C. The temperature at the lower thermocouple was 1050 ° C. As in the case of Example I, the material produced in all holes was also highly polycrystalline Silicon.

Beispiel IIIExample III

Alle Bedingungen und Parameter des Beispieles I wurden 'mrh hier verwendet, jedoch mit der Ausnahme, daß der Temperaturgradient etwa 100 C "betrug. In drei von vier Löchern würfe den Siliciumeinkristalle gezüchtet. Im vierten Loch war ein dreikörniger Siliciumkristall gewachsen.All conditions and parameters of Example I were 'mrh Used here, but with the exception that the temperature gradient was about 100 ° C. Throw in three out of four holes grown the silicon single crystals. A three-grain silicon crystal had grown in the fourth hole.

Beispiel IVExample IV

Alle Bedingungen und Parameter aus dem Beispiel I wurden hier übernommen, jedoch mit der Ausnahme, daß die Bezugstemperatur 1050° und der Temperaturgradient etwa 100° 0 betrug. Die Temperatur am unteren Thermoelement war 1050 G. Siliciumeinkristalle wurden in allen vier Löchern gezüchtet.All conditions and parameters from Example I have been adopted here, with the exception that the reference temperature was 1050 ° and the temperature gradient was about 100 °. The temperature at the lower thermocouple was 1050 G. Silicon single crystals were grown in all four holes.

Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere in der Ausschaltung der Verwendung eines zusätzlichen Verfahrensschrittes zur elektrischen Isolierung integrierter Schal-' tungen gegeneinander nach der Bildung im Substrat„ Ein anderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Diffusion von Störatomen herabgesetzt Ist, da das Verfahren bei niederen Temperaturen betrieben wird als man dies bisher bei der epitaktischen Methode brauchte. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie den Gebrauch für ein Einkristallsubstrat, in welchem integrierte Schaltungen gebildet werden können, unnötig macht. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist dadurch gegeben, daß die erforderliche Menge an Silicium wesentlich herabgesetzt wird.The advantage of the invention consists in particular in the elimination the use of an additional process step for electrical insulation of integrated switching ' actions against each other after the formation in the substrate “Another The advantage of the invention is that the diffusion of impurity atoms is reduced, since the process is lower Temperatures is operated than was previously needed for the epitaxial method. Another advantage of the invention is that it can be used for a single crystal substrate in which integrated circuits are formed can become unnecessary. Another advantage of the invention is given that the required Amount of silicon is significantly reduced.

Patentansprüche ° Claims °

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Claims (1)

PatentansprücheClaims Verfahren zur Herstellung eines Einkristalles in einem nichtmonokristallinem Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß ein Körper aus einem ersten Material in eine geometrische Vertiefung des Substrates gebracht wird, daß der Körper in einer inerten Atmosphäre bis zum Schmelzen erhitzt wird, daß mit dem Körper eine Atmosphäre in Kontakt kommt, welche ein zweites Material enthält, wobei der Körper weiterhin erhitzt wird und auf eine Temperatur gebracht wird, die größer ist als die eutektische Temperatur der beiden Materialien, und zwar solange bis das zweite Material im Körper absorbiert ist, daß ein ausreichender Temperaturgradient am Körper gehalten wird, um an nur einer einzelnen Stelle auf dem Körper mit der höheren Temperatur des Gradienten Keimbildung zu erzeugen, wobei am oberen Teil des Körpers die Atmosphäre mit dem zweiten Material Kontakt hat, daß in Fortsetzung des Verfahrens die Atmosphäre mit dem zweiten Material in Kontakt mit dem Körper gehalten wird, während der Körper sich auf einer Temperatur befindet, die über der eutektischen Temperatur der beiden Materialien liegt, bis die gewünschte Höhe des Einkristalles erreicht ist.Method for producing a single crystal in a non-monocrystalline substrate, characterized in that that a body made of a first material is brought into a geometric recess in the substrate, that the body is heated until it melts in an inert atmosphere that contacts an atmosphere with the body which contains a second material, wherein the body continues to be heated and to a temperature is brought, which is greater than the eutectic temperature of the two materials, namely until the second material is absorbed in the body that a sufficient temperature gradient is maintained on the body, in order to generate nucleation in only one single point on the body with the higher temperature of the gradient, at the upper part of the body the atmosphere is in contact with the second material, that in continuation of the process the atmosphere with the second material is kept in contact with the body while the body is at a temperature above the eutectic temperature of the two materials until the desired height of the single crystal is reached. 2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Schmelzen gebrachte Körper für eine vorbestimmte Zeitdauer auf einer vorbestimmten Temperatur gehalten wird, daß die das zweite Material enthaltende Atmosphäre in Kontakt gebracht wird mit dem Körper, welcher auf eine erste vorbestimmte Temperatur erhitzt wird bis der Prozentsatz des zweiten Materials in dem Körper die Flüssigkeitsgerade des zweiten Materials bei einer zweiten vorbestimmten Temperatur überschritten hat, die größer ist als die eutektische Temperatur, daß die Tem-2.) The method according to claim 1, characterized in that the melted body for a predetermined Period of time is kept at a predetermined temperature that the second material containing Atmosphere is brought into contact with the body, which is heated to a first predetermined temperature until the percentage of the second material in the body is the liquid line of the second material at a second predetermined temperature has exceeded that is greater than the eutectic temperature that the tem- - 24 -- 24 - 909836/U3Ö909836 / U3Ö peratur des Körpers dann auf die zweite vorbestimmte Temperatur verringert und auf der zweiten vorbestimmten Temperatur gehalten wird, bis die gewünschte Höhe des Einkristalles erreicht ist.temperature of the body then to the second predetermined Temperature is decreased and maintained at the second predetermined temperature until the desired level of the Single crystal is achieved. 3«) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Material aus Gold, das zweite Material aus Silicium besteht und daß die Atmosphäre mit dem Silicium aus einem Silan besteht.3 «) Method according to claim 2, characterized in that that the first material consists of gold, the second material consists of silicon and that the atmosphere with the silicon consists of a silane. 4.) Verfahren nach Anspruch 3^ dadurch gekennzeichnet, daß das Silan ein Tetrachlorosilan ist.4.) The method according to claim 3 ^ characterized in that that the silane is a tetrachlorosilane. 5.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Körper kugelförmig ist und die Vertiefung zylindrisch ist, daß der Zylinderdurchmesser wenig größer ist als der Kugeldurchmesser und daß die Vertiefung etwa gleich dem Kugeldurchmesser ist.5.) The method according to claim 1 to 3 »characterized in that the body is spherical and the recess is cylindrical, that the cylinder diameter is slightly larger than the ball diameter and that the recess is approximately is equal to the ball diameter. 6.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5t dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus einem dielektrischen Material besteht.6.) Process according to claims 1 to 5t, characterized in that that the substrate consists of a dielectric material. 7·) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Menrzahl^von Vertiefungen in dem Substrat gebildet wird und daß Jede dieser Vertiefungen ein Körper eingelegt wird, um aus jedem dieser Körper einen Kristall wachsen zu lassen.7.) Process according to claims 1 to 6, characterized in that that a number ^ of depressions in the substrate is formed and that each of these depressions a body is inserted to make one out of each of these depressions To grow crystal. 8.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturgradient über dem Körper im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des die Vertiefungen enthaltenden Substrates verläuft.8.) Process according to claims 1 to 7 »characterized in that that the temperature gradient across the body is substantially perpendicular to the surface of the wells containing substrate runs. - 25 -- 25 - 909836/1436909836/1436 9.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturgradient am Körper hergestellt wird, wenn der Körper auf die erste vorbestimmte Temperatur erhitzt wird.9.) Process according to claims 1 to 8, characterized in that that the temperature gradient is established on the body when the body reaches the first predetermined Temperature is heated. 10.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat auf einem Hitze ableitenden Material angeordnet ist.10.) Process according to claims 1 to 9 »characterized in that that the substrate is arranged on a heat dissipating material. 11.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2 und 4· bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Material aus Gold, das zweite Material aus Germanium besteht und daß die das Germanium enthaltende Atmosphäre German ist.11.) Process according to claims 1 and 2 and 4 to 9, characterized in that the first material consists of gold, the second material consists of germanium and that the the atmosphere containing germanium is German. 12.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2 und 4 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß das erste Material aus Gallium, das zweite Material aus Arsen besteht und daß die das Arsen enthaltende Atmosphäre Arsenwasserstoff ist.12.) Process according to claims 1 and 2 and 4 to 9 » characterized in that the first material consists of gallium, the second material consists of arsenic and that the the atmosphere containing arsenic is arsine. 13.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2 und 4 bis 9t dadurch gekennzeichnet, daß das erste Material ein Element aus der Gruppe mit Bor, Gallium und Indium ist, daß das zweite Material ein Element ist, welches aus der Gruppe mit Phosphor, Arsen und Antimon ausgewählt ist und daß die das zweite Material enthaltende Atmosphäre ein Hydrid oder ein Halogenid ist.13.) Process according to claims 1 and 2 and 4 to 9 t, characterized in that the first material is an element from the group with boron, gallium and indium, that the second material is an element which is selected from the group with phosphorus, Arsenic and antimony is selected and that the atmosphere containing the second material is a hydride or a halide. ) Nach dem Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 13 hergestellte monolithische integrierte Schaltung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Substrat aus nichtonokristallinem Material eine Anzahl von auf ihm gebildeten monokristallinen Bauelementen enthält, die voneinander getrennt sind und jedes eine monolithische integrierte Schaltung aufweist.) According to the method according to claims 1 to 13 produced monolithic integrated circuit, thereby characterized in that a substrate of non-monocrystalline material has a number of formed thereon Contains monocrystalline components that are separate from one another and each a monolithic integrated Has circuit. - 26 -- 26 - 909836/14 jö909836/14 jö 15.) Vorrichtung nach. Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die monokristallinen Bauelemente in getrennten Vertiefungen des Substrates angeordnet sind.15.) Device according to. Claim 14, characterized in that that the monocrystalline components are arranged in separate depressions in the substrate. 16.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 .und 15» dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus dielektrischem Material besteht.16.) Device according to claims 14 .and 15 »thereby characterized in that the substrate is made of dielectric material. 17.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die monokristallinen Bauelemente aus einem Material bestehen, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, welche Silicium und Germanium enthält·17.) Device according to claims 14 to 16, characterized characterized in that the monocrystalline components consist of a material selected from a group is, which contains silicon and germanium 18.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 bis I7, dadurch gekennzeichnet, daß die monokristallinen Bauelemente aus einer Verbindung gebildet sind, deren eines seiner Materialien aus einer Gruppe ausgewählt ist, welche aus Bor, Gallium und Indium besteht, und deren anderes seiner Materialien aus einer Gruppe ausgewählt ist, welche Phosphor, Arsen und Antimon enthält.18.) Device according to claims 14 to I7, characterized characterized in that the monocrystalline components are formed from a compound, one of which is Materials is selected from a group consisting of boron, gallium and indium, and the other of its Materials is selected from a group which includes phosphorus, arsenic and antimony. 909836/ 143b"909836 / 143b " ω fcω fc £9 y £ 9 y LeerseiteBlank page
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