DE2322952C3

DE2322952C3 - Verfahren zum Herstellen von Horden für die Aufnahme von Kristallscheiben bei Diffusions- und Temperprozessen

Info

Publication number: DE2322952C3
Application number: DE2322952A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Chem. Dr. Rer.Nat. 8000 Muenchen Dietze; Richard 8052 Moosburg Mittermeier; Gerhard 8000 Muenchen Steinwagner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-05-07
Filing date: 1973-05-07
Publication date: 1979-04-19
Also published as: DE2322952B2; IT1010392B; JPS5018503A; DE2322952A1; US3962391A

Description

Die vorliegende Patentanmeldung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Horden für die Aufnahme von Siliciumkristallscheiben bei Diffusions- und Temperprozessen, bei dem auf einem mindestens einseitig abgeflachten Graphitträgerkörper Silicium oder Siliciumcarbid abgeschieden, der Trägerkörper entfernt und das erhaltene Rohr durch senkrecht und parallel zur Rohrachse ausgeführte Sägeschnitte in die Form einer langgestreckten Wanne mit flachem Bodenteil und nach außen gewölbten Seitenwänden gebracht wird.

Horden aus Silicium oder Siliciumcarbid, wie sie für die Diffusion und Temperung von Siliciumkristallscheiben in der Halbleitertechnik benötigt werden, sind aus massivem Siliciummaterial nur sehr schwierig und kostspielig herzustellen.

Verfahren zum Herstellen von Rohren oder Hohlkörpern aus Halbleitermaterial durch eine Gasphasenabtcheidung des Halbleitermaterial sind bekannt. So wird beispielsweise - wie aus der DE-OS 21 25 085 zu entnehmen ist — ein einseitig geschlossenes Rohr aus Silicium durch Gasphasenabscheidung aus einem Wasrierstoff-Silicochloroform-Gemisch bei ca. 1200⁰C auf einem Graphitrohr hergestellt und anschließend der Graphitträgerkörper ohne Zerstörung der aus der Gasphase abgeschiedenen Siliciumschicht entfernt. Solche Rohre werden für Diffusions- und Temperprozesse in der Halbleitertechnik bereits Verwendet.

Die vorliegende Erfindung macht sich die Herstellung lolcher Rohre zunutze* um auf billige und einfaiche Weise durch entsprechende Weiterverarbeitung des Rohres zu einer Siliciumhorde zu gelangen, welche es ermöglicht, eine Vielzahl von Siliciumkristallscheiben, insbesondere stapeiförmig, in einem einzigen Arbeitsgang zu diffundieren oder einer Temperbehandlung zu unterwerfen.

Es wird deshalb erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Parallelschnitte so geführt werden, daß die Höhe der Seitenwändegleich ^~--. ist, wobei aden Abstand des

Mittelpunktes des Rohres zur abgeflachten Grundplatte, r\ den Innenradius des Rohres und r₂ den Innenradius der Siliciumkristallscheibe bedeuten.

Um eine möglichst gleichmäßige Abscheidung an allen Stellen, insbesondere an den abgeflachten Stellen des Graphitträgerkörpers, zu erhalten, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, bei der Gasphasenabscheidung ein aus Wasserstoff und Silicochloroform bestehendes Gasgemisch zu verwenden, welches bei ca. 1200⁰C zersetzt wird, und das Silicium auf dem abgeflachten Graphitträgerkörper mit möglichst hoher Abscheidegeschwindigkeit niederzuschlagen. Dadurch kann erreicht werden, daß die Wandstärke des Siliciumrohre,·: überall gleichmäßig ausgebildet ist, was für die nachfolgende mechanische Bearbeitung sehr wichtig ist Die Wandstärke des Si- oder SiC-Rohres muß auf mindestens I mm eingestellt werden.

Durch das Verfahren nach der Lehre der Erfindung gelingt es, auf einfache und rationelle Weise eine Horde aus Silicium- oder Siliciumcarbid (bei Verwendung der entsprechenden Siliciumverbindung, z. B. von Trichlormethysilan) herzustei'<en, welche dadurch gekennzeichnet, ist, daß sie die Form einer langgestreckten Wanne mit flachem Bodenteil und nach außen gewölbten Seitenwänden und in entsprechenden Abständen angebrachte Stützstreben aufweist, welche sich als Verlängerung der Seitenwände bis über die Mitte der für die spätere Diffusion vorgesehenen Siliciumkristallscheiben erstrecken.
Gemäß einem besonders günstigen Ausführungsbeispiel nach der Lehre der Erfindung werden die Parallel-

und Senkrechtschnitte so geführt, daß in Abständen die Seitenwände sich bis über die Mitte der einzusetzenden Siliciumkristallscheiben erstrecken.

Die Kristallscheiben werden dabei sowohl von unten, also von der Grundplatte der Horde, als auch von den Seitenwänden gestützt (Dreipunktlagerung).

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, zum zusätzlichen Sichern der Siliciumkristallscheiben vor dem Umkippen nach vorn Stützteile aus Silicium zu verwenden. Diese können runde oder auch abgeflachte Siliciumstücke sein.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Siliciumhorden sind wegen ihrer günstigen äußeren Form sehr gut geeignet für Diffusion von

so Siliciumkristallen in durch die Gasphasenabscheidung gefertigten Siliciumrohren, da letztere nur mit einem Graphitträgerkörper mit entsprechend großem Querschnitt hergestellt werden müssen, um einen guten Sitz der Horde im Siliciumdiffusionsrohr zu gewährleisten.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den F i g. 1 bis 3 näher erläutert.

Die F i g. 1 zeigt die erfindungsgemäße Form einer Siliciumhorde;
die Fig.2 und 3 zeigen Seitenansichten von mit Siliciumkristallscheiben beschickten Horden.

In F i g. 1 ist die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Horde gezeigt. Mit dem Bezugszeichen 40 ist die aus dem Siliciumrohr 41 (gestrichelt gezeichnet) herausgearbeitete Horde be-

zeichnet, mit dem Bezugszeichen 42 die für die Diffusion vorgesehene Siliciumkristallscheibe. Diese Horde wird durch senkrecht und parallel zur Rohrachse ausgeführte Sägeschnitte mit der Diamantsäge aus einem einseitig

abgeflachten SHiciumrohr herausgearbeitet,

Als günstige Maße haben sich für die Horde die in der Zeichnung angegebenen, aus der folgenden Gleichung ersichtlichen Verhältnisse erwiesen:

b =

ij - ar

2(r₂ - a) ,·, ^ 0,8

Dabei bedeutet

b die Höhe der Seitenwände,

a das Maß der Abflachung des Siliciumrohres, d. h.

Abstand Mittelpunkt Si-Rohr zur abgeflachten Grundplatte,

r\ den Innenradius des Siliciumrohres, Γι den Innenradius der Siliciumkristallscheibe.

In F i g. 2 ist eine Horde 43 mit einem Stapel 44 von Siliciumkrictallscheiben 45 dargestellt, welche aus einem beidseitig abgeflachten Siliciumrohr gefertigt wurde. Dabei befindet sich an dem einen Ende des Siliciumkristallscheibenstapels 44 eine Stützstrebe 46, welche durch Stehenlassen der Rohrwände beim Heraussägen der Horde erhalten wird und innerhalb der Horde einen geschlossenen Bogen mit einer abgeflachten Oberseite bildet Der Siliciumkristallscheibenstapel 44 wird an seinem anderen Ende durch ein aus einem abgeflachten Siliciumstüek bestehendes Stützteil 47 in seiner Lage gehalten.

Eine andere Hordenausführungsform ist in Fig.3 dargestellt Dabei wird der Siliciumkristallscheibenstapel 44 durch in entsprechenden Abständen entlang der Seitenwände der Horde 48 angebrachte Stützstreben 49 vor dem Umkippen gesichert

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Horden für die Aufnahme von Siliciumkristallscheiben bei Diffusions- und Temperprozessen, bei dem auf einem mindestens einseitig abgeflachten Graphitträgerkörper Silicium oder Siliciumcarbid abgeschieden, der Trägerkörper entfernt und das erhaltene Rohr durch senkrecht und parallel zur Rohrachse ausgeführte Sägeschnitte in die Form einer langgestreckten Wanne mit flachem Bodenteil und nach außen gewölbten Seitenwänden gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelschnitte so geführt werden, daß die Höhe der Seitenwände gleich ist, wobei a den

Abstand des Mittelpunktes des Rohres zur abgeflachten Grundplatte, η den Innenradius des Rohres und η den Fnnenradius der Siliciumkristallscheibe bedeuten.

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Parallel- und Senkrechtschnitte so geführt werden, daß in Abständen die Seitenwände sich bis über die Mitte der einzusetzenden Siliciumkristallscheiben erstrecken.