DE2322952C3 - Verfahren zum Herstellen von Horden für die Aufnahme von Kristallscheiben bei Diffusions- und Temperprozessen - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von Horden für die Aufnahme von Kristallscheiben bei Diffusions- und TemperprozessenInfo
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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-
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.
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 (2)
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.
Priority Applications (5)
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