DE2408650C3 - Anordnung zum Dotieren von Halbleiterscheiben - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Dotieren von Halbleiterscheiben mit einem beheizbaren, von Dotiergas in Längsrichtung durchströmten Rohr, in dem die Halbleiterscheiben quer zur Strömungsrichtung des Dotiergases angeordnet sind.

Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in der DE-OS 21 33 843 beschrieben worden. Im Zuge der Entwicklung imrm;r größerer Halbfeiterbauelemente wurde festgestellt, daß mit der obengenannten Anordnung ein gleichmäßiges Dotieren der Halbleiterscheiben untereinander sowie ein gleichmäßiges Dotieren ein und derselben Halbleiterscheibe nicht möglich ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Gattung so weiterzubilden, daß sowohl eine im wesentlichen gleichmäßige Dotierung an ein und derselben Halbleiterscheibe als auch eine im wesentlichen gleichmäßige Dotierung der Halbleiterscheiben einer Charge möglich ist

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr in Strömungsrichtung gesehen zum hinteren Ende hin konisch verjüngt ist.

Zweckmäßigerweise wird die Differenz zwischen dem Innendurchmesser des Rohres am hinteren Ende und dem Durchmesser der Halbleiterscheiben klein gegenüber dem Durchmesser der Halbleiterscheiben gemacht. Eine zweckmäßige Anordnung ergibt sich, wenn das Rohr in einem zweiten Rohr angeordnet ist, das über eine Leitung mit einer das Dotiergas liefernden Quelle verbunden ist
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Figur schematisch näher erläutert Die Vorrichtung weist ein konisches Rohr 1 auf, daß sich in Strömungsrichtung des gasförmigen Dotiermaterials gesehen zum hinteren Ende 8 verjüngt Im konischen Rohr 1 sind die zu dotierenden

to Halbleiterscheiben 2 senkrecht zur Strömungsrichtung des Dotiermaterials angeordnet Das konische Rohr 1 ist von einem anderen Rohr 3 umgeben, das einen Einlaß 4 und einen Auslaß 5 aufweist Durch das Rohr 3 ist das konische Rohr 1 gegen die Außenatmosphäre abgeschlössen. Auf das Rohr 3 kann aber verzichtet werden, wenn das konische Rohr 1 selbst mit einem Einlaß und einem Auslaß versehen wird und die Halbleiterscheiben gegen die Außenatmosphäre gasdicht abgeschlossen werden. Das Rohr 3 ist mit dem Auslaß 5 über eine Glasverschmelzung 6 verbunden. Der Einlaß 4 ist mit einer den gasförmigen Dotierstoff liefernden Quelle 7 verbunden. Hinter dem konischen Rohr 1 ist in Strömungsrichtung gesehen, eine Drossel 9 angeordnet die ein Zurückströmen des kalten Gases verhindert Die ganze Anordnung ist in einem Ofen untergebracht dessen Heizwicklung schematisch gezeichne.'- und mit 10 bezeichnet ist

Sollen die Halbleiterscheiben 2 beispielswese mit Phosphor dotiert werden, so werden diese zunächst mit einer Schicht aus Phosphoroxytrichlorid (POCl₃) belegt Der stündliche Durchsatz kann bei einer Länge des Rohres 1 von z. B. 400 mm, Scheibendurchmesser von 50 mm und einem Innendurchmesser des konischen Rohres 1 am hinteren Ende 8 von etwa 55 mm etwa 150 l/h betragen. Nach der Phosphorbelegung erfolgt die eigentliche Diffusion, die z. B. für 7 Stunden bei etwa 1240° C aufrechterhalten wird.

Die phosphordiffundierten Halbleiterscheiben zeigten eine im wesentlichen gleiche Dotierung über ihre ganze Fläche. Dies wurde mit Hilfe von Widerstandsmessungen an der Oberfläche bestätigt Außerdem hat sich gezeigt, daß die Dotierung aller Halbleiterscheiben einer Charge im wesentlichen gleichmäßig war. So zeigte sich, daß die Unterschiede in der Dotierung zwischen der vordersten und der hintersten Halbleiterscheibe bei der gezeigten Anordnung etwa um den Faktor 5 kleiner als bei einer herkömmlichen Anordnung war.
Die Anordnung kann auch für Dotierverfahren verwendet werden, bei dem keine Belegung erforderlich ist, sondern eine Dotierung direkt aus der Gasphase erfolgt, z. B. bei der Diffusion mit Aluminium.

Hierzu 1 BIaK Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche;

1. Vorrichtung zum Dotieren von Halbleiterscheiben mit einem beheizbaren, von Dotiergas in Längsrichtung durchströmten Rohr, in dem die Halbleiterscheiben quer zur Strömungsrichtung des Dotiergases angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) in Strömungsrichtung gesehen zum hinteren Ende (8) hin konhch verjüngt ist

2. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen dem Innendurchmesser des Rohres am hinteren Ende und dem Durchmesser der Halbleiterscheiben (2) klein gegenüber dem Durchmesser der Halbleiterscheiben (2) ist

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) in einem zweiten Rohr (3) angeordnet ist, das über eine Leitung (4) mk einer das Dotiergas liefernden Quelle (7) verbunden ist.