DE1901752B2 - METHOD OF GROWING SILICON SINGLE CRYSTALS ON A SUBSTRATE - Google Patents

METHOD OF GROWING SILICON SINGLE CRYSTALS ON A SUBSTRATE

Info

Publication number
DE1901752B2
DE1901752B2 DE19691901752 DE1901752A DE1901752B2 DE 1901752 B2 DE1901752 B2 DE 1901752B2 DE 19691901752 DE19691901752 DE 19691901752 DE 1901752 A DE1901752 A DE 1901752A DE 1901752 B2 DE1901752 B2 DE 1901752B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
substrate
silicon
gold
tube
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19691901752
Other languages
German (de)
Other versions
DE1901752A1 (en
DE1901752C3 (en
Inventor
Eugene A Mount Kisco; Gukelberger Thomas F. Hopewell Junction; Lyons Vincent J Poughkeepsie; N.Y. Blakeslee (V.St.A.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of DE1901752A1 publication Critical patent/DE1901752A1/en
Publication of DE1901752B2 publication Critical patent/DE1901752B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE1901752C3 publication Critical patent/DE1901752C3/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/60Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape characterised by shape
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B11/00Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
    • C30B11/04Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
    • C30B11/08Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt every component of the crystal composition being added during the crystallisation
    • C30B11/12Vaporous components, e.g. vapour-liquid-solid-growth
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B13/00Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
    • C30B13/02Zone-melting with a solvent, e.g. travelling solvent process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B13/00Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
    • C30B13/06Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting the molten zone not extending over the whole cross-section
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B13/00Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
    • C30B13/08Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the molten zone
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00Metal treatment
    • Y10S148/085Isolated-integrated
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00Metal treatment
    • Y10S148/15Silicon on sapphire SOS
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00Metal treatment
    • Y10S148/152Single crystal on amorphous substrate
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00Metal treatment
    • Y10S148/17Vapor-liquid-solid

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)

Description

2020th

Bei der Fabrikation von integrierten Schaltungen mit Silicium ist es wegen der Bildung der Matrix erforderlich, daß das Substrat aus einem Einkristall besteht. Dazu ist es notwendig, ein Einkristailplättchen zu züchten und dieses dann durch besondere Mittel in eine Anzahl von Einkristallsubstraten zu zerteilen, was eine relativ kostspielige Methode ist Sie liefert aber ein »Einkristall«-Substrat.In the manufacture of integrated circuits with silicon, it is necessary because of the formation of the matrix, that the substrate consists of a single crystal. To do this, it is necessary to grow a single crystal wafer and then use special means to divide it into a number of single crystal substrates, which is a relatively expensive method but it provides a "single crystal" substrate.

Da aber für integrierte Schaltungen nur ein kleiner Teil der Gesamtfläche des Substrats ausgenutzt werden kann, fuhrt die Züchtung eines Einkristallsubstrates zu einem wesentlich größeren Verbrauch an Silicium als man tatsächlich für die Bildung der integrierten Schaltung benötigt.However, since only a small part of the total area of the substrate is used for integrated circuits can, the growth of a single crystal substrate leads to a significantly larger consumption of silicon than actually needed to form the integrated circuit.

Außerdem ist es bei der Blildung verschiedener integrierter Schaltungen im Substrat notwendig, daß diese Schaltungen auch gegenseitig elektrisch isoliert werden. Dies geschieht z. B. auch mit Hilfe von PN-Übergängen oder durch Verwendung dielektrischer Materialien.In addition, in forming various integrated circuits in the substrate, it is necessary that these circuits are also electrically isolated from one another. This happens e.g. B. also with the help of PN junctions or by using dielectric materials.

Die bestehenden Schwierigkeiten zu beheben, um zu einer wesentlichen Herabsetzung der Herstellungskosten und um zu einer erheblichen Einsparung ungenutzten Siliciums bei integrierten Halbleiterschaltungen zu gelangen, ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe.To resolve the existing difficulties in order to achieve a substantial reduction in manufacturing costs and in order to achieve a considerable saving in unused silicon in integrated semiconductor circuits arrive, is the underlying task of the invention.

Aus einem Aufsatz, betitelt »New Mechanism Used to Grow Crystals«, in der Zeitschrift Chem. and Engng. News 42 (1964), Heft 11, S. 48 und 49, ist bekanntgeworden, daß Kristallwachaen in einem Dampf-Flüssigkeit-Fest-Mechanismus dann zustandekommt, wenn ein Tröpfchen einer gesättigten.Lösung eines kristallinen Materials plus einer Beimengung aus Gold, d. h. also ein Tröpfchen einer flüssigen Au-Si-Legierung, Siliciumatome aus einem SiliciumTetrachloriddampf aufnimmt und wenn diese Atome sich zwischen dem genannten Flüssigkeitströpfchen aus einem kristallinen Siliciumsubstrat ablagern köninen. Das Tröpfchen ist nach der erwähnten Veröffentlichung möglicherweise Katalysa- te tor für die Reaktion. Das bekannte Verfahren dient der Herstellung nahezu perfekter Siliciumkristalle bei Temperaturen, die erheblich niedriger Hegen als die Züchtungstemperaturen von etwa 12000C der konventionellen Verfahren.From an article titled "New Mechanism Used to Grow Crystals" in the journal Chem. And Engng. News 42 (1964), No. 11, pp. 48 and 49, has become known that crystal waxes in a vapor-liquid-solid mechanism come about when a droplet of a saturated solution of a crystalline material plus an admixture of gold, ie a droplet of a liquid Au-Si alloy, silicon atoms from a silicon tetrachloride vapor and if these atoms can be deposited between said liquid droplets from a crystalline silicon substrate. According to the publication mentioned, the droplet is possibly a catalyst for the reaction. The known method is used to produce almost perfect silicon crystals at temperatures which are considerably lower than the growth temperatures of around 1200 ° C. of the conventional methods.

Für ein Verfahren zum Aufwachsen von Silicium-Einkristallen auf einem Substrat, wobei in zylindrischen Vertiefungen des Substrats Tropfen von Metallen, die mit Silicium Legierungen bilden, erschmolzen und dem Dampf einer Siliciumverbindung, die bei der Schmelztemperatur zu Silicium zu reagieren vermag, ausgesetzt werden, besteht zur Lösung der vorstehend erörterten Probleme die Erfindung darin, daß als Substrat keramische und als Legierungsmetall Gold, Zinn, Zink oder Indium bei Temperaturen oberhalb des eutektischen Punktes der Siliciumlegierung und unterhalb des Siliciumschmelzpunktes und bei einem Temperaturgradienten am Legierungstropfen von >50°C · cm-' verwendet werden.For a method for growing silicon single crystals on a substrate, wherein in cylindrical recesses of the substrate drops of metals, the with silicon to form alloys, melted and the vapor of a silicon compound, which at the melting temperature capable of reacting to silicon, is exposed to the solution of those discussed above Problems with the invention are that the substrate is ceramic and the alloy metal is gold, tin, zinc or indium at temperatures above the eutectic point of the silicon alloy and below the Silicon melting point and with a temperature gradient at the alloy drop of > 50 ° C · cm- 'can be used.

Mit diesem Verfahren kommt man zu einem selektiven Züchten diskreter Einkristalle aus dielektrischem Material. Das Erfordernis der Züchtung eines Einkristallsubstrates besteht dabei in vorteilhafter Weise nicht mehr. Auch der Gebrauch besonderer, elektrisch isolierender integrierter Schaltungen entfällt bei der Erfindung, da die diskreten Einkristalle aus Silicium wegen des besonderen Substratmaterials schon voneinander getrennt sind. Dieses Substratmaterial kann polykristallin oder amorph sein.This method leads to a selective growth of discrete single crystals of dielectric material. The requirement of breeding a In this case, single crystal substrate no longer exists in an advantageous manner. Also the use of special, electrically insulating integrated circuits are omitted in the invention, since the discrete single crystals Silicon are already separated from each other because of the special substrate material. This substrate material can be polycrystalline or amorphous.

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

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

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

Fig.3 ist eine vergrößerte Schnittzeichnung eines Teiles eines nichtmonokristallinen Substrates mit in Vertiefungen eingelegten Goldkugeln.Fig. 3 is an enlarged sectional view of a portion of a non-monocrystalline substrate with in Depressions inlaid gold balls.

Fig.4 ist eine vergrößerte Schnittzeichnung eines Teiles des nichtmonokristallinen Substrates nach F i g. 3, wobei Einkristallteile gewachsen sind.Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the non-monocrystalline substrate of Figure 4. 3, single crystal parts have grown.

F i g. 5 ist eine perspektivische Darstellung, teilweise im Schnitt, des nichtmonokristallinen Substrates nach Fig.3 und 4 mit Siliciumkristallteilen, deren obere Flächenteile diesele Ebene haben wie die obere Fläche des nichtmonokristallinen Substrates.F i g. 5 is a perspective view, partly in section, of the non-monocrystalline substrate of FIG 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.

Die in F i g. 1 gezeigte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung enthält ein Reaktionsrohr 10, das vorzugsweise aus Quarz besteht In das Rohr 10 wird durch das Einlaßrohr 11 das Reaktionsgemisch eingeführt und durch das Auslaßrohr 12 abgeführt. Das Auslaßrohr 12 befindet sich am Abschlußteil 14, welches das offene Ende der Röhre 10 schließtThe in F i g. 1 shown apparatus for performing the method according to the invention contains a Reaction tube 10, which is preferably made of quartz. In the tube 10 is through the inlet tube 11 Introduced reaction mixture and discharged through the outlet pipe 12. The outlet pipe 12 is located on Closing part 14 which closes the open end of the tube 10

Im Inneren des Rohrs 10 ist ein nichtmonokristallines Substrat 15 eingebracht, das sich auf einem Halter 16 befindet. Der Halter 16 ist mit einem nach außen geführten Handgriff 17 verbunden. Der Handgriff 17 ist durch das Abschlußglied 14 hindurchgeführt so daß man die Lage des Substrates 15 innerhalb des Rohrs 10 einstellen kann.A non-monocrystalline substrate 15, which is located on a holder 16, is introduced into the interior of the tube 10 is located. The holder 16 is connected to a handle 17 which is led to the outside. The handle 17 is passed through the end member 14 so that the position of the substrate 15 within the tube 10 can adjust.

Der Halter 16 und der Handgriff 17 bestehen aus einem Material, welches chemisch mit allen Elementen innerhalb des Rohre 10 und mit den durchfließenden Gasen und Dämpfen nicht reagiert Der Halter 16 und der Handgriff 17 können z. B. aus Quarz, Aluminium oder einem geeigneten beschichteten Graphit bestehen. Der vom Halter 16 getragene Substratkörper 15 ruht vorteilhaft auf einem Klotz 18, der die Wirkung eines Wärmeleiters hat Der Klotz 18 besteht aus einem Material, welches chemisch mit den durch das Rohr 10 strömenden Dämpfen nicht reagiert Der Klotz 18 könnte aus Silicium oder einem geeignet beschichteten Graphit beispielsweise bestehen.The holder 16 and the handle 17 are made of a material which is chemically with all elements inside the tube 10 and does not react with the gases and vapors flowing through the holder 16 and the handle 17 can, for. B. made of quartz, aluminum or a suitable coated graphite. The substrate body 15 carried by the holder 16 rests advantageously on a block 18, which has the effect of a The block 18 consists of a material which chemically interacts with the through the pipe 10 flowing vapors does not react. The block 18 could be made of silicon or a suitably coated one Graphite, for example, are made of.

I .I.

3 4 3 4

Das Substrat 15 besteht aus keramischem Material, Auslaßrohr 12 ausströmen und beim Durchgang dasThe substrate 15 is made of ceramic material, outlet pipe 12 flow out and when passing through the

z.B. Aluminiumoxyd und Siliciumdioxyd. Fernerhin System reinigene.g. aluminum oxide and silicon dioxide. Also clean the system

könnte das Substrat eine gemischte Oxydkeramik, z. B. Nach dem Reinigungsprozeß mit Helium wurde dasthe substrate could be a mixed oxide ceramic e.g. B. After the cleaning process with helium, that became

eine Mischung von Oxyden von Aluminium, Silicium Ventil 30 geschlossen und das Ventil 26 geöffnet, so daßa mixture of oxides of aluminum, silicon valve 30 closed and valve 26 opened so that

Zirkonium. Calcium, Stronuum, Barium, Titan und Eisen, 5 der Heliumfluß gestoppt wurde und Wasserstoff aus derZirconium. Calcium, stronuum, barium, titanium and iron, 5 the flow of helium has been stopped and hydrogen is removed from the

iind Magnesium sein. Quelle 25 mit vorbestimmter Geschwindigkeit ausströ-iind be magnesium. Source 25 outflow at a predetermined speed

Das Substrat i5 enthält nach F ι g. 3 eine Anzahl von men konnte.The substrate contains i5 according to FIG. 3 could be a number of men.

Vertiefungen 19, die in einer Oberfläche von 15 gebildet Dann wurden die Heizelemente 21 bis 23 in BetriebDepressions 19 formed in a surface of 15 Then the heating elements 21 to 23 were in operation

sind und welche zur Aufnahme metallischer Kugeln 20 genommen, um einen Temperaturgradienten am kugeli-are and which are taken to accommodate metallic balls 20 in order to create a temperature gradient on the spherical

dienen. Sie bestehen aus Gold, Zinn, Zink oder Indium. io gen Körper 20 herzustellen. Dieser Gradient verläuft imto serve. They are made of gold, tin, zinc or indium. io gene body 20 to produce. This gradient runs in

Das Rohr 10 enthält auf seiner oberen Fläche ein wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des SubstratesThe tube 10 includes on its upper surface a substantially perpendicular to the surface of the substrate

Heizelement 21 und an seiner unteren Fläche ein 15. Die Temperatur am Boden des kugeligen Körpers 20Heating element 21 and on its lower surface a 15. The temperature at the bottom of the spherical body 20

Heizelement 22. Die Heizelemente 21 und 22 sind betrug etwa 1063°C; das ist der Schmelzpunkt vonHeating element 22. Heating elements 21 and 22 are was about 1063 ° C; that is the melting point of

vorzugsweise getrennt voneinander. Jedes der genann- Gold,preferably separately from each other. Each of the called- gold,

ten Heizelemente ist genau steuerbar. ,s Danach wurde das Ventil 28 aufgemacht, so daßth heating elements can be precisely controlled. , S, the valve 28 was opened Thereafter, so that

Über dem Heizelement 21 ist zusätzlich ein separates Tetrachlorosilan in die Rohrverzweigung 24 mit demAbout the heating element 21 is also a separate tetrachlorosilane in the manifold 24 with the

Heizelement 23 angeordnet. Das Heizelement 23 kann Wasserstoff aus der Quelle 25 einströmen konnte. DieHeating element 23 arranged. The heating element 23 can flow in hydrogen from the source 25. the

ein Infrarotstrahler oder ein sonstiger Strahlungsheizer Ventile 26 und 28 wurden so justiert, daß dasan infrared heater or other radiant heater Valves 26 and 28 were adjusted so that the

sein. Die Heizelemente 23 können auch als elektrische Molverhältnis des Tetrachlorosilans zum Wasserstoffbe. The heating elements 23 can also be used as the electrical molar ratio of the tetrachlorosilane to the hydrogen

Drähte um ein halbzylindrisches Rohr gewickelt sein. 20 0,001 ausmachte. Der Durchfluß der Gase mit demWires wound around a semi-cylindrical tube. 20 was 0.001. The flow of gases with the

Der Durchfluß des Gases und des Dampfes durch das Molverhältnis von 0,001 dauerte dreißig Minuten.It took thirty minutes for the gas and steam to flow through the 0.001 molar ratio.

Einlaßrohr 11 in das Innere des Rohrs 10 erfolgt über Danach wurde die Temperatur am Boden desInlet pipe 11 into the interior of the pipe 10 is via. Thereafter, the temperature at the bottom of the

eine Ansauge-Rohrverzweigung 24. Diese Ansauge- kugeligen Körpers 20 auf 9500C reduziert und dasa Ansauge-manifold 24. This spherical body 20 Ansauge- reduced to 950 0 C and

Rohrverzweigung 24 ist mit einer Quelle 25 für Molverhältnis durch entsprechende Regulierung derManifold 24 is connected to a source 25 for molar ratio by regulating the accordingly

Wasserstoff über das Ventil 26 verbunden. Mit dem 25 Ventile 26 und 28 auf 0,02 erhöht. Diese Reaktion wurdeHydrogen connected via valve 26. With the 25 valves 26 and 28 increased to 0.02. This reaction was

Ventil 26 ist der Wasserstoffstrom aus der Quelle 25 zur etwa ein bis ein und eine halbe Stunde fortgesetzt.At valve 26 the flow of hydrogen from source 25 is continued for about an hour and a half.

Rohrverzweigung 24 regulierbar. Während dieser Zeit wurde ein Siliciumeinkristall vomManifold 24 adjustable. During this time, a silicon single crystal was from

Die Ansauge-Rohrverzweigung 24 ist auch mit einer unteren Teil jedes der Goldkörper 20 durch den KörperThe suction manifold 24 is also connected to a lower portion of each of the gold bodies 20 through the body

Quelle 27 verbunden. Diese liefert den Dampf der 20 und heraus zum oberen Teil gezüchtet.Source 27 connected. This supplies the vapor of the 20 and is bred out to the top.

Siliciumverbindung. Die Quelle 27 kann z. B. ein Silan 30 Nach dieser Zeitperiode wurde das Ventil 28Silicon compound. The source 27 can e.g. B. a silane 30 After this period of time the valve became 28

enthalten, wozu beispielsweise Tetrachlorosilan (SiCl4) geschlossen, um den Fluß des Tetrachlorosilans zucontain, including, for example, tetrachlorosilane (SiCl 4 ) closed to the flow of tetrachlorosilane

gehört. Der Gas- oder Dampffluß aus der Quelle 27 in stoppen. Der Fluß des Wasserstoffes wurde jedoch fürheard. Stop the flow of gas or steam from the source 27 in. The flow of hydrogen was however for

die Rohrverzweigung 24 ist durch das Ventil 28 eine ausreichende Zeitperiode fortgesetzt, um dasmanifold 24 is continued through valve 28 for a sufficient period of time to allow the

regulierbar. System zu reinigen. Dann wurde die elektrischenadjustable. Clean system. Then the electric

Der Wasserstoff dient sowohl als Träger für das 35 Heizelemente 21 bis 23 abgeschaltet und das Substrat 15The hydrogen serves both as a carrier for the heating elements 21 to 23 switched off and the substrate 15

Tetrachlorosilan als auch als Reaktionsmittel hierfür. aus dem Rohr 10 entfernt.Tetrachlorosilane as well as a reactant therefor. removed from the tube 10.

Die Ansauge-Rohrverzweigung 24 ist auch mit einer Nach F i g. 2 wird die Reaktion bei der TemperaturThe intake manifold 24 is also provided with an according to FIG. 2 the reaction will be at temperature

Quelle 29 eines inerten Gases, z. B. Helium, verbunden. von 10630C fortgesetzt bis ein Punkt 31 erreicht ist.Source 29 of an inert gas, e.g. B. helium connected. continued from 1063 0 C until a point 31 is reached.

Der Fluß des inerten Gases aus der Quelle 29 in die Der Punkt 3t zeigt eine Legierung an, die einenThe flow of the inert gas from the source 29 into the. The point 3t indicates an alloy which has a

Rohrverzweigung 24 ist durch ein Ventil 30 regulierbar. 40 größeren Siliciumprozentgehalt aufweist als im PunktePipe branch 24 can be regulated by a valve 30. 40 has a greater silicon percentage than in the point

Das inerte Gas wirkt wie ein Reinigungsmittel für das 32. Im Punkte 32 ist die Zusammensetzung des SiliciumsThe inert gas acts like a cleaning agent for the 32nd at point 32 is the composition of the silicon

Innere des Rohrs 10. auf einer Temperatur von 950° C.Inside the tube 10. at a temperature of 950 ° C.

Die Vertiefungen 19 in dem Substrat 15 haben Wenn die Temperatur am Boden des sphärischenThe depressions 19 in the substrate 15 have when the temperature at the bottom of the spherical

Zylinderform mit einem Durchmesser von zwölf Körpers 20 auf 9500C abgenommen hat, nimmt derCylindrical shape with a diameter of twelve bodies 20 has decreased to 950 0 C, takes the

Tausendstel und einer Tiefe von fünf bis zehn 45 Siliciumprozentgehalt in dem Goldkörper 20 bis zumThousands and a depth of five to ten 45 percent silicon in the gold body 20 to

Tausendstel Meter. Die Kugeln 20 sind im Ausführungs- Punkte 33 zu. In diesem Punkte wird die TemperaturThousands of a meter. The balls 20 are in execution points 33 to. At this point the temperature becomes

beispiel aus Gold und hatten einen Durchmesser von von 950° C am Boden des kugeligen Körpers 20 erreicht,example made of gold and had a diameter of 950 ° C at the bottom of the spherical body 20,

zehn Tausendstel Meter. Die kugeligen Körper 20 sind Wenn die Siliciumkonzentration im Körper 20 denten thousandths of a meter. The spherical bodies 20 are when the silicon concentration in the body 20 den

an ihrer oberen Oberfläche abgeflacht und im Punkt 34 erreicht, ist der Körper 20 mit Siliciumflattened on its upper surface and reached at point 34, the body 20 is made of silicon

wesentlichen parallel mit der Oberfläche des Substrates 50 gesättigt. Eine Fortsetzung der Einführung von Siliciumsaturated substantially parallel to the surface of the substrate 50. A continuation of the introduction of silicon

S5, in welchem die Vertiefungen 19 gebildet sind. Sie in den Körper 20 aus der Dampfphase führt zu einerS5, in which the recesses 19 are formed. You in the body 20 from the vapor phase leads to a

können sich nach außen über die Oberfläche hinaus mit Übersättigung des Körpers 20 mit Silicium, so daß diecan extend outward beyond the surface with supersaturation of the body 20 with silicon, so that the

einem Abstand erstrecken, der nicht größer ist als der Bedingung zur Keimbildung von Silicium geschaffen ist.extend a distance which is not greater than the condition for nucleation of silicon is created.

Radius des kugeligen Körpers 20. Damit ist ein Zwischen dem Boden des Körpers 20 und dem SubstratRadius of the spherical body 20. This is an intermediate between the bottom of the body 20 and the substrate

Zusammenwirken gewährleistet zwischen der Wandung 55 15 ist die Übersättigung, die für eine Siliciumkeimbil-Cooperation ensured between the wall 55 15 is the supersaturation, which is necessary for a Siliciumkeimbil-

der Vertiefung 19 und dem kugeligen Körper 20, so daß dung notwendig ist, bedeutend niedriger, als die zurthe recess 19 and the spherical body 20, so that manure is necessary, significantly lower than that for

jeder Dampffiuß dazwischen zum Boden der Vertiefung Bildung fester Siliciumkeime durch eine Keimbildung imany vapor flow between them to the bottom of the well. Solid silicon nuclei nucleation in the

19 begrenzt wird. Körper 20 erforderliche.19 is limited. Body 20 required.

In einer Versuchsausführung bestand der Klotz 18 aus Wenn einmal Keimbildung stattgefunden hat, wird Silicium, während der Halter 16 und sein Handgriff 17 60 das Wachsen des Kristalls aus der Dampfphase durch aus Quarz hergestellt waren. Der Durchmesser im die flüssige Lösung unter Mitwirkung des Temperatur-Inneren des Rohres betrug etwa 25 mm. Nach der gradienten gesteuert. Natürlich ist es erforderlich, daß Einführung des Substrates 15 in das Rohr 10 und nach die niedrigste Temperatur des Körpers 20 größer ist als dem Schließen des offenen Endes 14 des Rohrs 10, durch die eutektische Temperatur (etwa 3000C) der Zusamwelche das Substrat 15 eingeführt wurde, wurde das 65 mensetzung.In one experimental design, the block 18 consisted of once nucleation has taken place becomes silicon, while the holder 16 and its handle 17 were made of quartz through the growth of the crystal from the vapor phase. The diameter in the liquid solution with the help of the temperature inside the tube was about 25 mm. Controlled according to the gradient. Of course, it is necessary that the introduction of the substrate 15 into the tube 10 and after the lowest temperature of the body 20 is greater than the closing of the open end 14 of the tube 10, due to the eutectic temperature (about 300 0 C) of the interconnection of the substrate 15 was introduced, the 65 composition.

Ventil 30 geöffnet, so daß das inerte Gas Helium aus der Wegen des hohen Kontaktwinkels zwischen demValve 30 opened so that the inert gas helium from the ways of the high contact angle between the

Quelle 29 in das Innere des Rohrs 10 über das Körper 20 und dem Boden der Vertiefung 19 wirdSource 29 into the interior of the tube 10 via the body 20 and the bottom of the recess 19

Einlaßrohr U einströmte. Das Gas konnte durch das außerdem die Keimbildung lokalisiert und damit dieInlet pipe U flowed in. The gas could also localize the nucleation and thus the

19 Ol 75219 Ol 752

Anzahl der Keime, welche sich am Substrat 15 bilden wollen, reduziert. Der durch den Körper 20 geschaffene hohe Kontaktwinkel gewährleistet, daß eine Keimbildung am unteren Teil des Körpers 20 stattfindet.Number of nuclei that form on substrate 15 want reduced. The high contact angle created by the body 20 ensures that nucleation takes place on the lower part of the body 20.

Der Endkristall des Siliciums hat etwa 0,0001 Prozent Gold bei den oben angeführten Bedingungen. Dieser Goldanteil kann erwünscht sein, um z. B. die Trägerlebensdauerzeit zu begrenzen.The final crystal of silicon has about 0.0001 percent gold under the above conditions. This Gold content may be desirable, e.g. B. to limit the carrier life.

Die Temperatur am unteren Teil des Goldkörpers 20 könnte irgendein Wert oberhalb der eutektischen Temperatur der Gold-Silicium-Legierung und unterhalb des Schmelzpunktes von Silicium sein, so z. B. zwischen 6000C und 12000C. Fernerhin muß der Temperaturgradient am Goldkörper 20 größer als 500C pro Zentimeter vertikaler Verschiebung sein. Bei diesem Temperaturgradienten beträgt die Durchflußgeschwindigkeit des Wasserstoffs durch das Rohr 10 vor dem Substrat 15 etwa ein Liter pro Minute.The temperature at the lower part of the gold body 20 could be any value above the eutectic temperature of the gold-silicon alloy and below the melting point of silicon, e.g. B. between 600 0 C and 1200 0 C. Furthermore, the temperature gradient on the gold body 20 must be greater than 50 0 C per centimeter of vertical displacement. With this temperature gradient, the flow rate of the hydrogen through the tube 10 in front of the substrate 15 is about one liter per minute.

In F i g. 4 ist das Substrat 15 mit Siliciumeinkristalle 35 dargestellt. Diese Kristalle 35 sind aus den Goldkörpern 20 gewachsen. Sie besitzen 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 35 über dem oberen Teil des Substrates 15 sind. Zu diesem Zeitpunkt ist es erforderlich, den Teil 36 von jedem der Einkristallteile 35 mit der Silicium-Gold-Legierung zu entfernen. Die Entfernung der Silicium-Gold-Legierung kann auf mechanischem 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, mit dem das Gold unter Bildung von Amalgam reagiert. Wenn verlangt wird, daß die obere Oberfläche der Einkristallteile 35 in gleicher Ebene mit der oberen Oberfläche des Substrates, wie in F i g. 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 115 liegt, wenn man integrierte Schaltungen dort bilden wollte.In Fig. 4 is the substrate 15 with silicon single crystals 35 shown. These crystals 35 have grown from the gold bodies 20. You have parts 36 in the upper area, which consist of a silicon-gold alloy. That Growing of the single crystal parts 35 therefore stops when the upper parts of the crystal parts 35 above the upper part of the substrate 15 are. At this time, it is necessary to remove the part 36 of each of the single crystal parts 35 with the silicon-gold alloy to remove. The removal of the silicon-gold alloy can be based on be done mechanically or with the aid of chemical means. In the case of mechanical means the method of rubbing could be used. With the use of chemical agents one could get mercury with which the gold reacts to form amalgam. If it is required that the upper Surface of the single crystal parts 35 in the same plane with the upper surface of the substrate, as in FIG. 5 As shown, it would be necessary to place all of the silicon over the top surface of the substrate 15 to remove. This could be achieved, for example, by polishing. It is of course not necessary that the upper surface of the single crystal parts 35 in the same plane with the upper surface of the substrate 115 lies if one wanted to form integrated circuits there.

Der in Fig.5 gezeigte Substratkörper 15 enthalt 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 voneinander im Substrat 15 elektrisch getrennt und bilden separate Inseln. Demge· maß liefert das Verfahren nesh der Erfindung ein Produkt, in welchem monolithische integrierte Schaltungen in jedem der Einkristallglieder 35^ die von einander Im Substrat IS isoliert sind,·'gebildet werden können. D. h., jeder der Einkristalle 33 ist in der Lage, eine monolithische integrierte Schaltung aufzunehmen. ι* Während in dem benutzten Beispiele der Klotz 18 aus Silicium besteht und als Wärmeentzug wirksam Ist, würde es auoh möglich sein, daß die Slllciumkristalle In dem Substrat 13 ohne dasWürmeentzugsglled wachsen können. Jedooh Ist ein größerer Betrag zugeführter Wttrme aus dem Heizelement 23 erforderlich, um den gewünschten Temperaturgradienten am Körper 20 zu errelohen. " " ■■■· ^'!ί;,Vl. "v;■*■'■<■ - ■■ ü Statt Tetrachlorosllan kann Monosllan (SiHOThe substrate body 15 shown in Figure 5 contains single crystal parts 35, the protruding parts of which have been removed. In the embodiment according to FIG. 5, the single crystals 35 are produced only as silicon single crystals with a small amount of gold separated and form separate islands. Accordingly, the method of the invention provides a product in which monolithic integrated circuits can be formed in each of the single crystal members 35 which are isolated from each other in the substrate IS. That is, each of the single crystals 33 is capable of accommodating a monolithic integrated circuit. While in the example used the block 18 consists of silicon and is effective as heat extraction, it would also be possible that the silicon crystals can grow in the substrate 13 without the heat extraction element. Anyway, a larger amount of supplied heat from the heating element 23 is required in order to obtain the desired temperature gradient on the body 20. "" ■■■ · ^ ' ! ί ; , Vl . "v; ■ * ■ '■ <■ - ■■ü Instead of tetrachlorosllane, monosllane (SiHO setzt werden, wobei dann der Wasserstoff aus der Quelle 25 nicht notwendig wäre. Anstelle von Heliumgas aus der Quelle 29 könnte man als Trägergas Monosilan verwenden.are set, in which case the hydrogen from the source 25 would not be necessary. Instead of Helium gas from source 29 could be used as the carrier gas monosilane.

Vergleichsbeispiel IComparative example I.

Ein Rohr aus Quarz mit 25 Millimeter Durchmesser wurde in einem Ofen eingebracht. Um das 72 mm lange halbzylindrische Rohr war eine Heizspule gewickelt.A quartz tube 25 millimeters in diameter was placed in an oven. Around 72 mm long semi-cylindrical tube was wound on a heating coil.

to Diese Hilfsheizung befand sich auf dem Rohr unmittelbar über der Stelle des eingebrachten Substrates. Der Ofen konnte auf 8000C gebracht werden. Durch die Hilfsheizung konnte im Ofen höhere Temperaturen eingeregelt werden.This auxiliary heating was located on the pipe directly above the point of the introduced substrate. The furnace was brought up to 800 0 C. The auxiliary heating made it possible to regulate higher temperatures in the furnace.

Das Rohr hatte eine einfache Gas-Misch-Rohrverzweigung für die Einführung der gewünschten Gase in das Rohr. Diese Rohrverzweigung war in einer Leitung für die Einführung des reinen Wasserstoffes oder Heliums und in einer zweiten Leitung für die EinführungThe pipe had a simple gas-mixing manifold for introducing the desired gases into it the pipe. This branch pipe was in a line for the introduction of pure hydrogen or Heliums and in a second line for the introduction des Tetrachlorosilans in einer Sättigung bei etwa 24° C eingerichtet.of the tetrachlorosilane in a saturation at about 24 ° C set up.

Vor dem Niederschlagen auf dem Substrat wurde Wasserstoff mit einer Geschwindigkeit von einem Liter pro Minute durchgeleitet. Das Rohr war mit Platin undBefore being deposited on the substrate, hydrogen was released at a rate of one liter passed per minute. The tube was with platinum and 10% Rhodium von einem Zentimeter Dicke beschichtet. Das Substrat bestand aus einem lameliierten polykristallinem Material, das auf einem dicken Siliciumklotz aufgebracht war. Das Substrat befand sich sehr nahe an der oberen Oberfläche der Reaktorröhre und dicht am10% rhodium coated one centimeter thick. The substrate consisted of a laminated polycrystalline material on a thick block of silicon was upset. The substrate was very close to and close to the top surface of the reactor tube

Hilfsheizer. Der Temperaturgradient wurde mit HilfeAuxiliary heater. The temperature gradient was using

von zwei Thermoelementen kontrolliert. Das Substratcontrolled by two thermocouples. The substrate wurde auf einen dicken Siliciumklumpen gesetzt,was put on a thick lump of silicon, welcher als Wärmeabfluß funktionierte.which functioned as a heat drain.

Das Substrat, welches aus einem gemischten kerami-The substrate, which consists of a mixed ceramic

sehen Oxyd bestand, hatte eine Größe von etwa 1 cm2 und von etwa 1 mm Dicke. Das Substrat war speziell mit vierzylindrischen Löchern versehen. Der Durchmesser der Löcher betrug 0,30 mm. Die Tiefe des Loches betrug 0,125 mm bis 0,25 mm. Diese Löcher befanden sich inSee oxide was about 1 cm 2 and about 1 mm thick. The substrate was specially provided with four cylindrical holes. The diameter of the holes was 0.30 mm. The depth of the hole was 0.125 mm to 0.25 mm. These holes were in der Nähe des Zentrums des Substrates.near the center of the substrate.

Die Goldkörper, welche einen Durchmesser von 0,25 mm hatten, waren in jedem der Locher angeordnet. Die Körper bestanden aus 99,99% reinem Gold. Das Substrat mit den vier Goldkugeln wurde dann inThe gold bodies, which were 0.25 mm in diameter, were placed in each of the holes. The bodies were made of 99.99% pure gold. The substrate with the four gold balls was then 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 95O0C. Die Thermoelemente befanden sich unter dem Quarzhalter des Substrates. Derheated to a flow of hydrogen at a rate of one liter per minute. Both heaters were used for heating, namely for one hour at a temperature of 95O 0 C. The thermocouples were located under the quartz holder of the substrate. Of the

Temperaturgradient betrug 80C · cm-'.The temperature gradient was 8 ° C · cm- '.

Tetrachlorosilan wurde dann in das Rohr eingeführt und dreißig Minuten lang auf 0.C3 Molprozent gehalten. Die!Konzentrationdes TetraChlorosUahs wUrde?da1| '"- zwei ^Stunden auf H MolpfozenWerliöhtr "1^Tetrachlorosilane was then introduced into the tube and held at 0.C3 mole percent for thirty minutes. The! Concentration of the TetraChlorosUah would? Da1 | '"- two ^ hours on H MolpfozenWerliöhtr" 1 ^

Die fürthe for

Bezugstemperatur von 950«? C würde übetdie bäuötdet; \ Gesamtprozesses gehalten. ■ ^V" ^m-^sW^mrS -< Das entstehende Material war In dlösem hochpolykrlstalllnes Silicium. "«Reference temperature of 950 «? C would practice the building; \ Overall process kept. ■ ^ V " ^ m- ^ sW ^ mrS - < The resulting material was insoluble, high-polycrystalline silicon.""

VergleichsbelspleUl, ä Alle Parameter aus dem Vergleichsbeispiel 1 wurden auch hier eingehalten, Jedoch mit der Ausnahme; daß dl| Bezugstemperatur auf 105ÖeC und der Temperatiir^ dient auf 1$·G;. cm-' eingestellt war. DleftfriperÄ|Comparative BelspleUl, all parameters from comparative example 1 were also adhered to here, but with the exception; that dl | Reference temperature to 105Ö e C and the Temperatiir ^ serves to 1 $ · G ;. cm- 'was set. DleftfriperÄ |

am unteren Thermoelement betrug 1050° OT at the lower thermocouple was 1050 ° OT

Falle des Verglelchsbelspieles I, so war auch hL. „_„ allen Löchern erzeugte Material hochpolykrlstalllhi Silicium. ·.<■,.,.-.-,,,,.^.In the case of the comparison game I, it was also St. "_" Material produced in all holes with high polycrystalline silicon. ·. <■,.,.-.- ,,,,. ^.

(i(i

Ol 752Ol 752

Beispiel IExample I.

Alle Parameter des Vergleichsbeispieles I wurden auch hier eingehalten, jedoch mit der Ausnahme, daß der Temperaturgradient etwa 100°C · cm-' betrug. In drei von vier Löchern wurden Siliciumeinkristalle gezüchtet. Im vierten Loch war ein dreikörniger Siliciumkristall gewachsen.All parameters of Comparative Example I were adhered to here, too, with the exception that the temperature gradient was about 100 ° C · cm- '. Silicon single crystals became in three out of four holes bred. A three-grain silicon crystal had grown in the fourth hole.

Beispielexample

IlIl

Alle Parameter aus dem Vergleichsbeispiel hier übernommen, jedoch mit der Ausnahme Bezugstemperatur 1050° und der Temperatu etwa 100°C · cm-' betrug. Die Temperatur an Thermoelement war 1050° C. Siliciumeinkrist den in allen vier Löchern gezüchtet.All parameters from the comparative example are taken over here, but with one exception Reference temperature was 1050 ° and the temperature was about 100 ° C · cm- '. The temperature on Thermocouple was 1050 ° C. Silicon single crystals grown in all four holes.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

19 Oi19 Oi Patentanspruch:Claim: Verfahren zum Aufwachsen von Silicium-Einkristallen auf einem Substrat, wobei in zylindrischen S Vertiefungen des Substrats Tropfen von Metallen, die mit Silicium Legierungen bilden, erschmolzen und dem Dampf einer Siliciumverbindung, die bei der Schmelztemperatur zu Silicium zu reagieren vermag, ausgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat (15) keramische Materialien und als Legierungsmetall Gold, Zinn, Zink oder Indium bei Temperaturen oberhalb des eutektisches Punktes der Silicium-Legierung und unterhalb des Silicium-Schmelzpunktes und bei einem Temperaturgradienten am Legierungstropfen von > 50°C · cm-'verwendet werden.Method for growing silicon single crystals on a substrate, wherein in cylindrical S Depressions in the substrate melted drops of metals that form alloys with silicon and the vapor of a silicon compound, which reacts to form silicon at the melting temperature capable of being exposed, characterized in that the substrate (15) is ceramic materials and as alloy metal gold, tin, zinc or indium at temperatures above the eutectic point the silicon alloy and below the silicon melting point and at a temperature gradient on the alloy drop of> 50 ° C · cm-'.
DE1901752A 1968-01-15 1969-01-15 Process for growing silicon single crystals on a substrate Expired DE1901752C3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US69777068A 1968-01-15 1968-01-15

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1901752A1 DE1901752A1 (en) 1969-09-04
DE1901752B2 true DE1901752B2 (en) 1977-08-18
DE1901752C3 DE1901752C3 (en) 1978-04-20

Family

ID=24802468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1901752A Expired DE1901752C3 (en) 1968-01-15 1969-01-15 Process for growing silicon single crystals on a substrate

Country Status (4)

Country Link
US (1) US3580732A (en)
DE (1) DE1901752C3 (en)
FR (1) FR1601583A (en)
GB (1) GB1247214A (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3789276A (en) * 1968-07-15 1974-01-29 Texas Instruments Inc Multilayer microelectronic circuitry techniques
US4132571A (en) * 1977-02-03 1979-01-02 International Business Machines Corporation Growth of polycrystalline semiconductor film with intermetallic nucleating layer
FR2407892A1 (en) * 1977-11-04 1979-06-01 Rhone Poulenc Ind SILICON MANUFACTURING PROCESS FOR PHOTOVOLTAIC CONVERSION
JPH0782996B2 (en) * 1986-03-28 1995-09-06 キヤノン株式会社 Crystal formation method
JP2670442B2 (en) * 1986-03-31 1997-10-29 キヤノン株式会社 Crystal formation method
FR2658839B1 (en) * 1990-02-23 1997-06-20 Thomson Csf METHOD FOR CONTROLLED GROWTH OF ACICULAR CRYSTALS AND APPLICATION TO THE PRODUCTION OF POINTED MICROCATHODES.
JP2697474B2 (en) * 1992-04-30 1998-01-14 松下電器産業株式会社 Manufacturing method of microstructure
US5264722A (en) * 1992-06-12 1993-11-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Nanochannel glass matrix used in making mesoscopic structures
US5479874A (en) * 1993-09-29 1996-01-02 General Electric Company CVD diamond production using preheating
US5431127A (en) * 1994-10-14 1995-07-11 Texas Instruments Incorporated Process for producing semiconductor spheres
WO1997005304A1 (en) * 1995-07-28 1997-02-13 Forschungsverbund Berlin E.V. Method of producing crystalline layers
GB2362754A (en) * 2000-05-25 2001-11-28 Nanogate Ltd A method of growing single crystals
US6996147B2 (en) * 2001-03-30 2006-02-07 The Regents Of The University Of California Methods of fabricating nanostructures and nanowires and devices fabricated therefrom
US7776152B2 (en) * 2006-11-01 2010-08-17 Raytheon Company Method for continuous, in situ evaluation of entire wafers for macroscopic features during epitaxial growth

Also Published As

Publication number Publication date
DE1901752A1 (en) 1969-09-04
US3580732A (en) 1971-05-25
FR1601583A (en) 1970-08-31
GB1247214A (en) 1971-09-22
DE1901752C3 (en) 1978-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1901752C3 (en) Process for growing silicon single crystals on a substrate
DE1667657C3 (en) Process for making silicon carbide whiskers
DE2654063A1 (en) METHOD OF MANUFACTURING A RIBBON OF POLYCRYSTALLINE SEMICONDUCTOR MATERIAL
DE2616700C2 (en) Method for forming a thin layer of a semiconductor material of groups III-V by epitaxial growth, and apparatus for carrying out the method
DE112022002251T5 (en) QUARTZ CRUCIAL AND CRYSTAL PULLING DEVICE
DE1901819B2 (en) Manufacturing process for polycrystalline silicon layers
DE2831819C2 (en)
CH513250A (en) Contact layers for semiconductor devices
DE10236896B4 (en) Apparatus and method for the thermal treatment of semiconductor wafers
DE102018129492B4 (en) Apparatus and method for growing crystals
DE1719024A1 (en) Process for the production of a rod from semiconductor material for electronic purposes
DE2613004C3 (en) Device for the epitaxial deposition of single crystal layers on substrates from a melt solution
DE102004048454B4 (en) Process for the preparation of Group III nitride bulk crystals or crystal layers from molten metal
DE2533455A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING SILICON
DE2508651C3 (en) Process for producing a continuous crystalline ribbon
DE1251283B (en) Apparatus for the simultaneous production of a multiplicity of single-crystal semiconductor bodies
DE1719469A1 (en) Crystal growth process
DE69415716T2 (en) Process for producing a metal oxide crystal
DE3321201A1 (en) POT FOR THE PRODUCTION OF SINGLE CRYSTALS
DE2332388C2 (en) Process for the production of rod-shaped single crystals and device for carrying out the process
DE2442517A1 (en) PROCEDURE FOR CULTIVATING CRYSTALS
DE2605125A1 (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF SEMICONDUCTOR COMPOUNDS AND OF SINGLE CRYSTALS FROM THESE COMPOUNDS
DE2317131C3 (en) Process for the production of molded bodies made of silicon or silicon carbide
DE3107260A1 (en) Process and appliance for depositing semiconductor material, especially silicon
WO1996019421A1 (en) Chemicals crystallisation process

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee