DE2142851A1 - Verfahren und vorrichtung zum gezielten einbringen von dotierungsstoffen in halbleiterkristalle beim tiegelfreien zonenschmelzen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum gezielten einbringen von dotierungsstoffen in halbleiterkristalle beim tiegelfreien zonenschmelzenInfo
- Publication number
- DE2142851A1 DE2142851A1 DE2142851A DE2142851A DE2142851A1 DE 2142851 A1 DE2142851 A1 DE 2142851A1 DE 2142851 A DE2142851 A DE 2142851A DE 2142851 A DE2142851 A DE 2142851A DE 2142851 A1 DE2142851 A1 DE 2142851A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- dopant
- recipient
- valves
- vessel
- pressure
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B13/00—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
- C30B13/08—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the molten zone
- C30B13/10—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the molten zone with addition of doping materials
- C30B13/12—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the molten zone with addition of doping materials in the gaseous or vapour state
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10S117/906—Special atmosphere other than vacuum or inert
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/041—Doping control in crystal growth
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/107—Melt
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/914—Doping
- Y10S438/925—Fluid growth doping control, e.g. delta doping
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)
- Silicon Compounds (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
2U2851
SIELIENS AKTIENGESELLSCHAFT München 2, 26IAUCl 1971
und München Wittelsbaeheriilats 2,
71/1142
Verfahren und Vorrichtung zum gezielten Einbringen von
Dotierungsstoffen in Halbleiterkristalle beim tiegelfreien Zonenschmelzen.
___™___
Me vorladende Erfindung betrifft ein Verfahren zum gezielten
Einbringen von Dotierstoffen in Halbleiterkristalle beim tiegelfreien Zonenschmelzen eines in einem Rezipienten befindlichen,
senkrecht an seinen beiden Enden gehalterten Halbleiterstabes, bei dem der Dotierstoff in gasförmigem (
Zustand mittels einer Rohrleitung der geschmolzenen Zone des Halbleiterstabes zugeführt wird.
Die Dotierung von Halbleiterstäben erfolgt im allgemeinen beim Abscheiden des Halbleitermaterials aus der Gasphase
mittels thermischer und/oder pyrolytischer Zersetzung einer gasförmigen Verbindung des Halbleitermaterials an erhitzten
stabförrnigen Trägerkörpern des gleichen Materials. Dabei werden die Dotier3toffe den gasförmigen Verbindungen des
Halbleitermaterials beigemischt und am Trägerkörper mitzersetzt. Die so hergestellten Kristallstäbe sind polykristallin
und müssen in einem anschließenden Zonenschmelzprozeß
in den einkristallinen Zustand übergeführt v/erden. Dabei ändert sich die Dotierstoffkonzentration oft in unkontrollierbarer
Weise und es müssen sehr viel höhere Dotierstoffkonzentrationen eingestellt werden, damit die gewünschte
Dotierstoffkonzentration im Endprodukt, evtl. nach
mehreren Zonendurchgängen, noch erhalten ist. Diese Verfahren sind zeitraubend und ungenau.
Aus der deutschen Qffenlegung3schrift 1 544 276 ist ein
Verfahren zum Herstellen von dotierten Halbleiterkristall-
VPA 9/110/1019 Edt/Hob - 2 -
309809/0982
stäben bekannt, bei dem der Dotierstoff dem geschmolzenen Halbleitermaterial innerhalb eines evakuierten Rezipienten
in gasförmigem Zustand mittels einer Rohrleitung, deren Mündung auf die Schmelze gerichtet ist, zugeführt
wird. Dabei wird die Zufuhr des Dotierstoffgases mit,Hilfe
eines Ventils zwischen dem Dotierstoffgefäß und dem Rezipienten durch Regelung der Durchflußmenge und des Druckes
im Dotierstoffgefäß, welches auf konstanter Temperatur
gehalten wird, gesteuert. Als Dotierstoffe werden bei diesem Verfahren insbesondere die gut zu handhabenden leicht
verdampfbaren Verbindungen von Bor und Phosphor, insbesondere das trimere Phosphornitrilochlorid, verwendet.
Ein großer Nachteil dieses Dotierverfahrens besteht aber darin, daß die für die Dosierung der Dotierstoffmenge vorgesehenen
Ventile - dazu werden meist die handelsüblichen Nadelventile oder impulsgesteuerte Magnetventile verwendet nicht
genau eingestellt werden können, weil sie mechanisch nicht genau arbeiten. Darunter leidet die Reproduzierbarkeit
der Dotierung der so hergestellten Halbleiterstäbe.
Das Verfahren nach der Lehre der Erfindung soll hier Abhilfe schaffen und ist dadurch gekennzeichnet, daß die dem Halbleiterstab
zugeführte gasförmige Dotierstoffmenge aus dem auf konstanter Temperatur befindlichen Dotierstoffgefäß in
W dosierbaren Portionen über eine Kombination von midestens zwei Ventilen und mindestens einem dazwischenliegenden definierten
Volumen zugeführt wird, wobei das Volumen der jeweiligen Dotierstoffmenge entsprechend einem vorgegebenen
Programm sowohl durch Einstellung eines bestimmten Überdrucks im Dotierstoffgefäß als auch durch die Anzahl der
durch die Betätigung der Ventile ausgeführten Hübe pro Zeiteinheit bei gleichbleibender Ziehgeschwindigkeit gesteuert
wird. Das dotierende Gasgemisch aus dem Dotierstoffgefäß
wird also nicht stetig, sondern in dosierbaren Portionen
VPa 9/110/1019 - 3 -
309809/0982
_5- 2U2851
abgenommen, wobei mit jedem Hub das definierte Volumen einmal an die Dotierdüse abgegeben wird.
Es liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, daß der
Druck p., im Dotierstoffgefäß mindestens um den Faktor 10
größer gewählt wird als der Druck Pp im Rezipienten. Gemäß
einem besonders günstigen Ausführungsbeispiel nach der Lehre der Erfindung wird im Dotierstoffgefäß ein
—2 —5
Druck von 10 Torr und im Eezipienten ein Druck von 10
Torr eingestellt. Die Anzahl der Hübe wird auf einen Wert zwischen 1 und 50 Hübe/sek. festgelegt.
In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorge- |
sehen, daß als gasförmige Dotierstoffe die leicht verdampf-"baren »'asaerstoffverbindungen des Phosphors wie PH·,, des
Bors wie BpH,-, des Arsens wie AsH, und des Antimons wie SbH, verwendet werden. Als besonders günstig anzuwendende Dotierstoffverbindung
hat sich das trimere verdampfbare Phosphornitrilochlorid
PH (01?), erwiesen, weil es ungiftig, leicht
zu handhaben und beständig gegen Luft und Feuchtigkeit ist. Ferner ist es leicht zu reinigen, beispielsweise durch Umkristallisieren
aus Benzol und/oder Vakuumsublimation, und hat einen günstigen Dampfdruck von 5.10""^ Torr bei 200C.
In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß zur Vergrößerung des Verdünnungsfaktors des Do- "
tierstoffes noch mindestens zwei weitere Ventile und noch mindestens ein weiteres; zwischen diesen Ventilen liegendes
definiertes Volumen in die Dotierstoffzu]eitung geschaltet
werden. Der Vorteil gegenüber der einfachen Ausführung besteht u.a. darin, daß dadurch Überschläge an der
InduktionsheizBpule infolge der mehrstufigen Absenkung des
Drucks erheblich vermindert werden können.
Für das Zweikammersystem (zwei definierte Volumina) werden
gemäß einen Ausi'uhrungsbeispiel nach der Lehre der Erfindung
VPA 9/110/1019 - A -
309809/0982
drehgesteuerte mehrstufige Ventile verwendet, während bei
der einfachen Ausführung (ein definiertes Volumen zwischen zwei Ventilen) ein drehgesteuertes Doppelventil oder ein
elektromagnetisch gesteuertes Doppelventil zur Anwendung gelangt. Die Erregung der Ventile kann aber auch mechanisch,
z.B. durch Nockenwellen, vorgenommen werden.
Während der Zuführung des Dotierstoffes nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren wird eine Ziehgeschwindigkeit in der Zonenschmelzeinrichtung
von 1 bis 5 mm/Min., eingestellt.
Das Verfahren nach der lehre der Erfindung, welches sich besonders zur Herstellung η-dotierter Siliciumstäbe eignet,
wird in zweckmäßiger und reproduäerbarer Weise durchgeführt mittels einer Vorrichtung, welche dadurch gekennzeichnet ist,
daß ein mit einer Gaseinlaß- und Gasauslaßöffnung versehener evakuierbarer Rezipient verwendet ist, daß im Boden und im
Deckel des Rezipienten Halterungen für einen senkrecht eingespannten Halbleiterctab vorgesehen sind, daß eine diesen
Halbleiterstab ringförmig umschließende Heizeinrichtung mittels Durchführungen durch die Wand des Rezipienten angebracht ist,
daß durch die Wand des Rezipienten eine Rohrleitung, an deren Mündung im Rezipienten sich eine Düse befindet, zur Zuführung
des Dotierstoffes vorgesehen ist, daß diese Rohrleitung mit einem außei'halb des Rezipienten angeordneten, auf konstanter
Temperatur gehaltenen Dotierstoffgefäß verbunden ist, daß
zur Steuerung der dem Rezipienten zugeführten Dotierstoffmenge in die Rohrleitung· außerhalb des Rezipienten in unmittelbarer
Nahe des Dotiergefäßes eine Kombination von mindestens zwei Ventilen mit mindestens einem dazwischenliegenden
definierten Volumen geschaltet ist, daß Mittel vorgesehen sind, durch welche die Ventile entsprechend einem
vorgegebenen Programm geöffnet und geschlossen werden können, und daß weitere Mittel vorgesehen sind, durch welche ein definierter
Druck sowohl im Rezipienten als auch im Dotier-
VPA 9/110/1019 - 5 -
309809/0982
stoffgefäß einstellbar ist. Weiterhin ist diese Vorrichtung·
dadurch gekennzeichnet, daß zur Vergleichmäßigung der gasförmigen, dem Rezipienten zugeführten Dotierstoffmenge in
die Rohrleitung vor der Durchführung in die Rezipientenwand
ein Yfindkessel geschaltet ist und zur Einstellung des Drucks
im Rezipienten und im Dotierstoffgefäß am Rezipienten eine Öldiffusionspumpe und am Dotierstoffgefäß ein Manometer angeschlossen
ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Hand von Ausführungsbeispielen und der" in der Zeichnung dargestellten
Figuren 1 bis 6 noch näher erläutert. Dabei zeigt Figur 1 eine Vorrichtung zum tiegelfreien Zonenschmelzen
gemäß der Lehre der Erfindung,
Figur 2 die Kombination der Ventile im Ausschnitt, Figur 3 ein Ausführungsbeispiel eines elektromagnetisch gesteuerten
Doppelventils,
Figur 4 ein Ausführungsbeispiel eines drehgesteuerten Doppelventils
,
Figur 5 das Schema einer mehrstufigen Ventilanordnung und Figur 6 ein Ausführungsbeispiel eines drehgesteuerten mehrstufigen
Ventils in Explosionsdarstellung (Exploded View). -
In einem für das tiegelfreie Zonenschmelzen vorgesehenen Rezipienten 2, welcher über ein Rohr 3 an eine in der Figur
nicht dargestellte Diffusionspumpe angeschlossen ist, befindet sich ein zunächst nicht dotierter Siliciumkristallstab
4, bestehend aus dem Vorratsstabteil 5» dem rekristallisierten Stabteil 6 und der Schmelzzone 7. Der Siliciumstab 4
ist an seinen beiden Enden in Halterungen 8 und 9» von denen mindestens eine um ihre lotrechte Achse drehbar ist, eingespannt.
Soll der Querschnitt des Stabes v/ährend des Zonenschmelzen verändert werden, so werden die Halterungen 8
und 9 in vertikaler Richtung relativ zueinander bewegt. Mit den Doppelpfeilen 10 sind diese Bewegungen angedeutet. Eine
VPA 9/110/1019 - 6 -
309809/0982
-6- 2U2851
Heizeinrichtung, beispielsweise eine mit Hochfrequenzstrom
gespeiste Indulctioiisheizspule 11, die an einem Träger 12 befestigt ist, erzeugt im Siliciumstab 4 die
Schmelzzone 7.
In den Rezipienten 2 mündet eine Rohrleitung 13, deren Düse 14 auf die Schmelzzone 7 gerichtet ist und durch
welche das Dotierstoffgas der Schinelzzone zugeführt wird.
Der Dotierstoffvorrat 15, im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Schiffchen 16 mit Phosphornitrilochlorid
(PlT(Clp)-,) befindet sich in festem Zustand in einem außerhalb
des Rezipienten 2 vorhandenen Vorratsgefäß 17, welches A auf konstanter Temperatur, beispielsweise auf T7°C, gehalten
wird. Der Druck im Vorratsgefäß 17 für den Dotierstoff, der höher ist als der Druck im Rezipienten 2, wird mit einem
Manometer 18 und der Druck im Rezipienten 2 mit einem Manometer 19.gemessen.
Bei Beginn des Prozesses wird über den in Pigur 1 nicht dargestellten,
bei 44 angeschlossenen Druckteiler der Rezipient auf 1ο"-5 Torr evakuiert und im Dotiergefäß 17 ein Druck am
Manometer 18 von P1 = 1o Torr eingestellt. Dabei ist das
in der Rohrleitung 13 vorhandene Ventil 21 geschlossen, das Ventil 2o dagegen geöffnet.
Der Druck im Rezipienten 2 muß niedriger sein als der im Dotßrstoffgefäß 17 herrschende Druck,damit Do±ierstoff enthaltendes
Trägergas in ausreichender Menge durch die Rohrleitung 13, in welche zur Steuerung der Dotierstoffmenge die
Ventile 20 und 21 mit dem dazwischenliegenden definierten Volumen 22 geschaltet sind, in den Rezipienten 2 strömen kann.
Vor dem Re zipienten 2 ist zur Vergleichmäßigung der Dotierstoff menge ein Windkessel 23 geschaltet.
Die Steuerung der Zufuhr des Dotierstoffgases geht nun folgendermaßen
vor sich:
VPA 9/110/1019 - 7 -
309809/0982
- 7 - ■ 2U2851
1. Füllung des definierten Volumens 22 bei geöffentem Ventil
und geschlossenem Ventil 21;
2, Zwischenstadium: Ventile 20 und 21 geschlossen;
3· Abgabe des definierten Volumens 22 bei geöffnetem Ventil
und geschlossenem Ventil 20.
Der Vorgang 3) ist in Figur 2 ausschnittsweise dargestellt. Je öfter der Vorgang 1) und 3) pro Zeiteinheit erfolgt, desto
mehr Doiterstoffgas wird aus dem Vorratsgefäß 17 transportiert;
Das Gleiche gilt, je größer das Volumen 22 ist und je
größer der Druckunterschied P1-P2*
Pur das transportierte Dotierstoffgasvolumen gilt:
V = n.t.V22.(1-P2Zp1). i
Dabei bedeutet η = Anzahl der Hübe pro Zeiteinheit, V22 - definiertes
Volumen, t = Zeit, p2 = Druck im Rezipienten 2, P1
--- Druck im Dotierstoff gefäß 17.
Für die Beziehung p2 <£ P1 gilt dann
V = n.t.V22.
An der Schmelzζone 7 wird der Dotierstoff zersetzt und in den
Halbleiterstab 4 aus Siliciura eingebaut. Der wieder auskristalli-sierende
Stabteil 6 v/eist dann eine Konzentration des eingebauten Dotierstoffes auf, die im wesentlichen von folgenden
Parametern abhängig ist: g
1. dem Druck des Trägergases im Dotierstoffgefäß und der
t Temperatur des Dotierstoffgefäßes 17,
2. dem definierten Volumen 22 zwischen den Ventilen 20 und und der Zahl der Hübe pro Zeiteinheit; diese kann zwischen
1 und 50 Hübe/Sek. liegen,
3. dem Druckunterschied P1-Pp*
Durch Konstanthalten bzw. gezielte Einstellung diener Parameter kann eine konstante Dotierstoffkonzentration im HaIbleiterstab
erzielt werden. Dem Dotierprozeß kann zur Erzielung einer höheren Kristallperfektion im Halbleiterstab noch ein
weiterer Zonenschmelzprozeß angeschlossen werden.
VPA 9/110/1019 309809/0982 _o_
B OHIQ|NAL
-β- 2U2851
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines elektromagnetisch gesteuerten Doppelventils, welches sich mit besonderem
Vorteil für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einsetzen läßt. Dabei sind durch die Bezeichnungen p^ und p2
die Zuleitungen für das Dotierstoffgefäß und den Rezipienten markiert» mit dem Bezugszeichen 22 das zwischen den Ventilen
und 21 geschaltete definierte Volumen. 24 und 25 stellen die für die Schaltung der Ventile notwendigen Elektromagnete, 26
und 27 die entsprechenden Federbälge und 29 Dichtungen dar.
Figur 4 zeigt in Explosinnsdarstellung ein Ausführungsbeispiel
eines drehgesteuerten Doppelventils. Es gelten die gleichen Bezugszeichen wie in Figur t und 2. Mit dem Bezugszeichen
30 sind die Dichtungsflächen bezeichnet*
Zur Vergrößerung des Verdünnungsfaktors des Dotierstoffgases werden mehrstufige Ventilanordnungen verwendet,' wie sie in
den Figuren 5 und 6 abgebildet sind.
Figur 5 zeigt dabei eine schematische Darstellung .einer mehrstufigen
Ventilanordnung, bei der die Schrittfolge des Öffnens entsprechend der Ventile 31, 33, 34, 36, 37, 39 erfolgt. Mit
den Bezugszeichen 32, 35 und 38 sind die dazwischenliegenden definierten Volumina bezeichnet. Eine.solche mehrstufige Ventilanordnung
hat neben dem Vorteil der Steigerung des Verdünnungsverhältnisses den Vorteil, daß gegenüber der Doppelventilanordnung
die Möglichkeit der art der Induktionsheizspule auftretenden Überschläge durch kurzzeitigen zu hohen
Druck gemindert wird.
In Figur 6 ist ein Ausführungsbeispiel eines drehgesteuerten mehrstufigen Ventils in Explosionsdarstellung für ein Zweikammer
system dargestellt. Dabei sind sit den Bezugszeichen 41 und 42 die jzur Dosierung der Dotiergasmenge vorgesehenen definierten
Volumina, mit dem Bezugszeiehen 43 die Brücke von
VPA 9/110/1019 - 9 -
309809/0982
der äußeren zur inneren Bahn und mit dem Bezugszeichen 4-0
die Dichtungsflächen "bezeichnet. Solche Anordnungen eignen .f.-· r\i ganz vorzüglich zur genauen Dosierung sehr kleiner
Dotierganmengen.
18 Patentansprüche
6 Piguren
6 Piguren
VPA 9/110/1019 - 10 -
309809/0982
Claims (1)
- 2U28511. Verfahren zum gezielten Einbringen von Dotierstoffen in Halbleiterkristalle beim tiegelfreien Zonenschmelzen eines in einem Rezipienten befindlichen, senkrecht an seinen beiden Enden gehalterteii Halbleiterstabes, bei dem der Doiterstoff im gasförmigen Zustand mittels einer Rohrleitung der geschmolzenen Zone des Halbleiterstabes zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet , daß die dem Halbleiterstab zugeführte gasförmige Dotierstoffmenge aus dem, auf konstanter Temperatur befindlichen Dotierstoffgefäß in dosierbaren Portionen über eine Kombination von mindestens zwei W Ventilen und mindestens einem dazwischen liegenden definierten Volumen zugeführt wird, wobei das Volumen der jeweiligen Dotierstoffmenge entsprechend einem vorgegebenen Programm sowohl durch Einstellung eines bestimmten Überdruckes im Dotierstoffgefäß als auch durch die Anzahl der durch die Betätigung der Ventile ausgeführten Hübe pro Zeiteinheit bei gleichbleibender Ziehgeschwindigkeit gesteuert wird.2.< Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck P1 im Dotierstoffgefäß mindestens um den Faktor 10 größer gewählt A wird als der Druck p? im Rezipienten.3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2,dadurch g e , kennzeich net, daß im Dotierstoffgefäß ein Druck von 10"* Torr und im Rezipienten ein Druck von—5
10 Torr eingestellt wird.4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3f dadurch gekennzeichnet, daß als gasförmige Dotierstoffe die leicht verdampfbaren Wasserstoffverbindungen des Phosphors, Bors, Arsens und Antimons verwendet we x^d en.VPA 9/110/1019 ■ - 11 -309809/09825. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß als Dotierstoffverbindung das triiaäre verdaropfbare Phosphornitrilo chlor id (PN (CIp),) verwendet wird.6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß zur Vergrößerung des Vcirdünrmngsfaktors des Dotierstoffes noch mindestens sv/ei weitere Ventile und noch mindestens ein weiteres, zwischen diesen liegendes definiertes Volumen in die Dotierstoffzuleitung geschaltet wird.7· Verfahren nach Anspruch 1 bis 6,dadurch ge- | kennzeichnet , daß die Betätigung der Ventile auf elektromagnetischem Wege erfolgt,8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6,dadurch gekennzeichnet , daß die Betätigung der Ventile durch mechanische Mittel, z.B. über eine Nockenwelle erfolgt.9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß drehgesteuerte, mehrstufige Ventile verwendet werden.10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9»dadurchge- % kennzeichne t , daß während der Zuführung des Dotierstoffes eine Ziehgeschwindigkeit von 1 bis 5 mm/Min.•eingestellt wird.11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzahl der Hübe auf 1 bis bO Hübe pro Sekunde eingestellt wird.12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer Gaseinlaß- und Gas-VPA 9/110/1019 - 12 -309809/0982auslaßöffnung versehener evakuierbarer Rezipient verwendet 'ist, daß im Boden und im Deckel des Rezipienten Hal'.urungen für einen senkrecht eingespannten Ealbleiterstab vorgesehen sind, daß eine diesen Halbleiterstab ringförmig umschließende Heizeinrichtung- mittels Durch-" führungen durch die Wand des Rezipienten angebracht ist, daß durch die Wand des Rezipienten eine Rohrleitung, an dessen Mündung im Rezipienten sich eine Düse befindet, zur Zuführung des Dotierstoffes vorgesehen ist, daß diese Rohrleitung mit einem außerhalb des Rezipienten angeordneten, auf konstanter Temperatur gehaltenen Dotier stoffgefäßes verbunden ist, daß zur Steuerung der dem Rezipienten zugeführten Dotierstoffmenge in die Rohrleitung außerhalb des Rezipienten in unmittelbarer IVahe des Dotiergefäßes eine Kombination von mindestens zwei Ventilen mit mindestens einem dazwischen liegenden definierten Volumen geschaltet ist, daß Mittel vorgesehen sind, durch welche die Ventile entsprechend einem vorgegebenen Programm geöffnet und geschlossen werden können und daß weitere Mittel vorgesehen sind, durch welche ein definierter Druck sowohl im Rezipienten als auch im Dotierstoffgefäß einstellbar ist.15« Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß zur Vergleichmäßigung der gasförmig dem Rezipienten zugeführten Dotierstoffmenge in die Rohrleitung vor der Durchführung in die Rezipientenwand ein Y^indkessel geschaltet ist,14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch ge-· kennzeichne t , daß elektromagnetisch gesteuerte mehrstufige Ventile angeordnet sind.15. Vorrichtung nach Anspruch 12,dadurch gekennzeichnet,, daß ein drehgesteuertes Doppelventil verwendet ist.VPA 9/IIO/IOI9 - 13 -309809/09822U285116. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß drehgesteuerte mehrstufige Ventile veerwendet sind.17. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß zur Erregung der Ventile eine nockenwelle angeordnet ist.18. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß zur Einstellung des Druckes im Rezipienten und im Dotierstoffgefäß am Rezipienten eine Hochvakuumpumpe, das Dotiergefäß an einen Druckteiler und am Dotierstoffgefäß ein Manometer angeschlossen ist.VPA 9/110/1019309809/0982Leerseite
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE788026D BE788026A (fr) | 1971-08-26 | Procede et dispositif d'introduction dirigee de matieres de dopage dansdes cristaux semiconducteurs lors d'une fusion par zones sans creuset | |
| DE2142851A DE2142851A1 (de) | 1971-08-26 | 1971-08-26 | Verfahren und vorrichtung zum gezielten einbringen von dotierungsstoffen in halbleiterkristalle beim tiegelfreien zonenschmelzen |
| NL7208493A NL7208493A (de) | 1971-08-26 | 1972-06-21 | |
| GB3608272A GB1356513A (en) | 1971-08-26 | 1972-08-02 | Introduction of dopants into semiconductor crystals produced by non-crucible zone melting |
| JP47079430A JPS4831052A (de) | 1971-08-26 | 1972-08-08 | |
| US00280853A US3804682A (en) | 1971-08-26 | 1972-08-15 | Method for controlled doping of semiconductor crystals |
| IT28276/72A IT964059B (it) | 1971-08-26 | 1972-08-18 | Sistema e dispositivo per incorpo rare in modo mirato sostanze di drogaggio in cristalli semicon duttori durante il processo di fusione a zone senza crogiuolo |
| FR7230171A FR2150491B1 (de) | 1971-08-26 | 1972-08-24 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2142851A DE2142851A1 (de) | 1971-08-26 | 1971-08-26 | Verfahren und vorrichtung zum gezielten einbringen von dotierungsstoffen in halbleiterkristalle beim tiegelfreien zonenschmelzen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2142851A1 true DE2142851A1 (de) | 1973-03-01 |
Family
ID=5817888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2142851A Pending DE2142851A1 (de) | 1971-08-26 | 1971-08-26 | Verfahren und vorrichtung zum gezielten einbringen von dotierungsstoffen in halbleiterkristalle beim tiegelfreien zonenschmelzen |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3804682A (de) |
| JP (1) | JPS4831052A (de) |
| BE (1) | BE788026A (de) |
| DE (1) | DE2142851A1 (de) |
| FR (1) | FR2150491B1 (de) |
| GB (1) | GB1356513A (de) |
| IT (1) | IT964059B (de) |
| NL (1) | NL7208493A (de) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49114355A (de) * | 1973-02-28 | 1974-10-31 | ||
| US4039283A (en) * | 1973-04-18 | 1977-08-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Apparatus for producing a controlled radial path of resistance in a semiconductor monocrystalline rod |
| GB1542868A (en) * | 1975-11-14 | 1979-03-28 | Siemens Ag | Production of phosphorus-doped monocrystalline silicon rods |
| DE2914506A1 (de) * | 1979-04-10 | 1980-10-16 | Siemens Ag | Verfahren zum herstellen von grossflaechigen, plattenfoermigen siliziumkristallen mit kolumnarstruktur |
| US4270972A (en) * | 1980-03-31 | 1981-06-02 | Rockwell International Corporation | Method for controlled doping semiconductor material with highly volatile dopant |
| JPS5717497A (en) * | 1980-06-30 | 1982-01-29 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Manufacture of silicon single crystal |
| US4911896A (en) * | 1986-07-24 | 1990-03-27 | General Electric Company | Fused quartz member for use in semiconductor manufacture |
| DE3843477A1 (de) * | 1988-12-23 | 1990-06-28 | Oplaender Wilo Werk Gmbh | Spaltrohr-elektromotor |
| US6059876A (en) * | 1997-02-06 | 2000-05-09 | William H. Robinson | Method and apparatus for growing crystals |
| US20240258118A1 (en) * | 2023-01-27 | 2024-08-01 | Destination 2D Inc. | Large-area wafer-scale cmos-compatible 2d-material intercalation doping tools, processes, and methods, including doping of synthesized graphene |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3044967A (en) * | 1958-01-06 | 1962-07-17 | Int Standard Electric Corp | Production of pure semi-conductor material |
| NL266156A (de) * | 1960-06-24 | |||
| US3108073A (en) * | 1961-10-26 | 1963-10-22 | Grace W R & Co | Process for doping semiconductive bodies |
| US3558376A (en) * | 1966-01-07 | 1971-01-26 | Siemens Ag | Method for controlled doping by gas of foreign substance into semiconductor materials |
-
0
- BE BE788026D patent/BE788026A/xx unknown
-
1971
- 1971-08-26 DE DE2142851A patent/DE2142851A1/de active Pending
-
1972
- 1972-06-21 NL NL7208493A patent/NL7208493A/xx unknown
- 1972-08-02 GB GB3608272A patent/GB1356513A/en not_active Expired
- 1972-08-08 JP JP47079430A patent/JPS4831052A/ja active Pending
- 1972-08-15 US US00280853A patent/US3804682A/en not_active Expired - Lifetime
- 1972-08-18 IT IT28276/72A patent/IT964059B/it active
- 1972-08-24 FR FR7230171A patent/FR2150491B1/fr not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS4831052A (de) | 1973-04-24 |
| GB1356513A (en) | 1974-06-12 |
| FR2150491B1 (de) | 1974-08-19 |
| IT964059B (it) | 1974-01-21 |
| FR2150491A1 (de) | 1973-04-06 |
| BE788026A (fr) | 1973-02-26 |
| NL7208493A (de) | 1973-02-28 |
| US3804682A (en) | 1974-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69122599T2 (de) | Verfahren und gerät zur herstellung von einkristallen | |
| DE69300877T2 (de) | Wachstum von SiC-Einkristall. | |
| EP0692037B1 (de) | VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN VON SiC-EINKRISTALLEN | |
| DE944209C (de) | Verfahren zur Herstellung von Halbleiterkoerpern | |
| DE1102117B (de) | Verfahren zum Herstellen von reinstem Silicium | |
| DE2142851A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum gezielten einbringen von dotierungsstoffen in halbleiterkristalle beim tiegelfreien zonenschmelzen | |
| DE10064178A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Ausbildung einer Dünnschicht | |
| DE19700498A1 (de) | Einkristall-Ziehverfahren und Vorrichtung zu seiner Durchführung | |
| DE69713529T2 (de) | Schnelle Kühlung einer CZ-Silizium-Einkristallzüchtungsvorrichtung | |
| DE112010002432B4 (de) | Verfahren und System zum Züchten eines Einkristalls eines Gruppe-III Metallnitrids und Reaktionscontainer zur Verwendung dabei | |
| DE2338338C3 (de) | Vorrichtung zum Dotieren beim tiegelfreien Zonenschmelzen eines Halbleiterkristallstabes | |
| DE1224279B (de) | Verfahren zur Herstellung kristalliner, insbesondere einkristalliner, aus Halbleiter-material bestehender, dotierter Schichten auf kristallinen Grundkoerpern aus Halbleitermaterial | |
| DE1257104B (de) | Vorrichtung zum tiegellosen Zonenschmelzen | |
| DE1233828B (de) | Verfahren zur Herstellung, Reinigung und/oder Dotierung von ein- oder polykristallinen Halbleiterverbindungen | |
| DE2806766A1 (de) | Molekularstrahl-epitaxieverfahren und vorrichtung zu seiner durchfuehrung | |
| DE2311573A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur bildung von einkristallen | |
| DE69131983T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zum herstellen von einkristallhalbleitern mit hohem spaltdissoranteil | |
| DE69201695T2 (de) | Verfahren und Effusionszelle zur Erzeugung von Molekularstrahlen. | |
| EP1805354A1 (de) | Verfahren zur herstellung von gruppe-iii-nitrid- volumenkristallen oder -kristallschichten aus metallschmelzen | |
| DE2306755C2 (de) | Vorrichtung zum Herstellen von Einkristallen aus am Schmelzpunkt leicht zersetzlichen halbleitenden Verbindungen | |
| DE2932862C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Zellkulturen in Reinkultur und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens | |
| DE2060673C3 (de) | Vorrichtung zur Herstellung von Phosphiden | |
| DE1233833B (de) | Verfahren zur Herstellung eines Einkristalls, insbesondere Halbleitereinkristalls | |
| DE19607747C2 (de) | Herstellungsverfahren, Herstellungsvorrichtung und Wärmebehandlungsvorrichtung für anisotropisches Magnetpulver | |
| DE1544276C3 (de) | Verfahren zum Herstellen eines dotierten Halbleiterstabes durch tiegelloses Zonenschmelzen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OHJ | Non-payment of the annual fee |