DE2503452A1 - Verfahren zur herstellung kugelfoermiger halbleiterteilchen - Google Patents
Verfahren zur herstellung kugelfoermiger halbleiterteilchenInfo
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Description
Texas Instruments Incorporated
13500 North Central Expressway
Dallas, Texas 75222/V.St.A.
Dallas, Texas 75222/V.St.A.
Unser Zeichen; T 1727
Verfahren zur Herstellung kugelförmiger Halbleiterteilchen
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Halbleitermaterial
und insbesondere die Herstellung von Halbleiterteilchen mit etwa kugeliger Form. Die Erfindung betrifft ferner Verfahren
zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen unter Verwendung solcher Teilchen, sowie die nach diesem Verfahren erhaltenen
neuen Halbleitervorrichtungen.
Üblicherweise umfaßt die Hersteilung von Halbleitervorrichtungen
die Reinigung und Herstellung von polykristallinem Halbleitermaterial, dessen Verarbeitung zu Stäben,
die anschließend zu einkristallinem Halbleitermaterial gereinigt und mit Störstoffen zur Erzielung spezifischer
elektrischer Eigenschaften dotiert werden. Diese dotierten Stäbe werden in Plättchen geschnitten, die dann mechanisch
und chemisch poliert werden. Bei einem einfachen Herstellungsverfahren, z.B. zur Herstellung von Halbleiterdioden, können
Dr.Ha/Mk
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die Plättchen in typischer Weise einem Diffusionsprozeß unterworfen
werden, wobei eine Oberfläche oder bestimmte Teile einer Oberfläche des Plättchens den entgegengesetzten
Leitungstyp erhalten als wie der Rest des Plättchens. An diesem Punkt ist das Plättchen bereit für eine weitere
Bearbeitung, einschließlich der Anbringung von Metallkontakten und der Trennung des Plättchens in einzelne Chips,
aus denen die fertigaiHalbleitervorrichtungen gebildet
werden. Obwohl ein solches Verfahren technisch durchführbar ist, hat es doch einen beträchtlichen Ausschuß an
Halbleitermaterial (etwa 85%) bis zum Erhalt der einzelnen polierten Plättchen und bis zur Erzielung der einzelnen
Chips treten noch weitere Materialverluste auf.
Es wurde auch schon vorgeschlagen, elementares, hochreines Halbleitermaterial in feinteiliger Form herzustellen,
das zum Schmelzen und zum Wachsenlassen vom einkristallinem Material bereit ist. Ein solches Verfahren erfordert jedoch,
daß das erhaltene einkristalline stabförmige Material wie vorstehend beschrieben in Plättchen' geschnitten und
poliert wird usw., weshalb auch hier beträchtliche Materialverluste auftreten.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung von polykristallinem oder einkristallinem Halbleitermaterial in feinteiliger
Form, das direkt zur Verwendung für die Herstellung von Halbleitervorrichtungen geeignet ist, ohne zwischenzeitliche
Verfahrensstufen, wje Kristallwachstum, Aufspaltung
in Plättchen und Polieren der Plättchen.
Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Herstellung von Halbleitermaterial in Form feinteiliger, vorzugsweise
etwa kugeliger einkristalliner Teilchen. Dabei wird eine
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Wirbelschicht aus Halbleiterteilchen gebildet und auf einer
geeignet hohen Reaktionstemperatur gehalten. In die Wirbelschicht wird ein halbleiterhaltiger Dampf zusammen mit
dem Dampf eines Dotierungsmittels von einem Leitungstyp sowie ein verdampftes Reduktionsmittel eingeführt, um die
Abscheidung von elementarem Halbleitermaterial auf den elementaren Halbleiterteilchen zu bewirken, wobei das
abgeschiedene Halbleitermaterial zu dem genannten Leitungstyp dotiert ist. Nach einer bestimmten Abscheidungsperiode
wird die Quelle für das dampfförmige Dotierungsmittel des einen Leitungstyps zu einer Quelle für ein dampfförmiges
Dotierungsmittel vom entgegengesetzten Leitungstyp geändert, so daß jetzt auf den Teilchen eine Schicht aus
Halbleitermaterial abgeschieden wird, das zu dem entgegengesetzten Leitungstyp dotiert ist. Eine bevorzugte
Größe für die in die Wirbelschicht eingeführten Halbleiterteilchen liegt zwischen 150 und 350 Mikron Nenndurchmesser;
ferner wird bevorzugt eine Schicht mit dem einen Leitungstyp abgeschieden, die eine Dicke zwischen 250 und 2250
Mikron besitzt. Als Ergebnis erhält man Halbleiterteilchen mit etwa kugeliger Form, die aus einem inneren Bereich
mit einem Leitungstyp und einer äusseren Schicht oder Hülle vom entgegengesetzten Leitungstyp mit einem pnübergang
dazwischen bestehen. Ein Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß die Halbleiterteilchen kontinuierlich
gebildet und zu den gewünschten Leitungstypen dotiert werden, ohne daß sie aus der Wirbelschicht, in welcher
die erforderlichen Reaktionen stattfinden, entfernt zu werden brauchen. Infolgedessen sind beträchtliche Einsparungen bei der Herstellung nicht nur im Hinblick auf
eine verkürzte Durchlaufzeit möglich, sondern man hat "
auch wesentlich geringere Materialverluste zu verzeichnen, da die als Verfahrensprodukt erhaltenen dotierten Teilchen
sich direkt zu Halbleitervorrichtungen verarbeiten lassen, so daß Verfahrensstufen wieKristallwachstum, Aufteilung
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in Plättchen und Polieren der Plättchen sowie Aufspaltung
derselben in Chips entfallen. Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt wesentlich höhere Ausbeuten an Vorrichtungen als sie
bisher nach dem vorstehend beschriebenen üblichen Methoden möglich waren. Da die nach einem erfindungsgemäßen Verfahren
erhaltenen Teilchen nach Größe und Form für eine .- gewünschte Endverwendung vorsortiert werden können, lassen sie sich
leicht an einen völlig automatisierten Verfahrensgang anpassen, was die billige Herstellung von Halbleitervorrichtungen
in großer Menge ermöglicht.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. T eine schematische Schnittansicht durch einen Wirbelschichtreaktor,
der sich zur erfindungsgemäßen Herstellung von etwa kugelförmigen Halbleiterteilchen
eignet,
Fig. 2 einen schematischen, typischen Querschnitt (nicht maßstabsgerecht) eines erfindungsgemäß erhaltenen
Halbleiterteilchens und
Fig. 3 eine vergrößerte schematische Schnittansicht (nicht maßstabsgerecht) einer erfindungsgemäß hergestellte
Halbleiterteilchen enthaltenden Sonnenzelle.
Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Herstellung von
Halbleiterteilchen besitzt einen zylindrischen korrosionsbeständigen Reaktor 1 aus hochreinem Quarz oder geschmolzener
Kieselsäure mit einer Verteilerplatte 2 aus Quarz nahe am Boden des Reaktors. Bei der beschriebenen Ausführungsform
besitzt der Reaktor zweckmäßig einen Durchmesser von 75 mm. Der Reaktor 1 besitzt eine Zuführung 3 an seinem oberen
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Ende zur Einführung von elementaren Halbleiterteilchen in den Reaktor sowie einen Einlaß 4, durch welchen ein reduzierendes
Gas/Durchwirbelungsmittel sowie die Reaktionsbestandteile in den Reaktor eingeführt werden können, Die
Reaktionsteilnehmer kommen aus durch Strömungsventile 9, bzw. 11 geregelten Quellen 6,7 und 8. Die Quellen 6, 7 und
enthalten die gewünschte halbleiterhaltige Verbindung, bzw. das Dotierungsmittel für den einen Leitungstyp (z.B.
η-leitend) und ein Dotierungsmittel vom entgegengesetzten Leitungstyp (z.B. p-leitend). Ein Auslaß 12 befindet sich
am Kopfende des Reaktors 1 und eine Abführungsleitung 13 für überzogene Halbleiterteilchen ist am Boden des Reaktors
oberhalb der Verteilerplatte 2 angeordnet.
Der Betrieb der Einrichtung wird nachstehend in Bezug auf die Herstellung von η-dotierten einkristallinen Siliciumteilchen
mit einer äusseren p-dotierten epitaktischen Schicht beschrieben. Beim Betrieb der Einrichtung wird
eine gewünschte Menge von hochreinen, einkristallinen, elementaren Siliciumteilchen 14 wie man sie z.B. durch
Unterteilung eines einkristallinen Siliciumstabs geeigneter Größe, z.B. eines solchen mit einem Nenndurchmesser zwischen
150 und 350 Mikron erhält, durch den Einlaß 3 unter Bildung einer Schicht aus Siliciumteilchen 14 in den Reaktor eingeführt
und ein Strom von hochreinem Wasserstoff wird durch den Einlaß 4 mit einer zweckmäßig zwischen 25 und 50
Liter/Minute liegenden Strömungsgeschwindigkeit eingeführt, der zur Fluidisierung der Siliciumteilchen 14 ausreicht,
wobei sich das Volumen der Schicht stark vergrößert und die Teilchen 14 in lebhafte Bewegung geraten. Die
Wirbelschicht wird durch den Erhitzer 15 auf 950 bis 12500C erhitzt, was zur Abscheidung von Silicium aus
der Gasphase auf den Siliciumteilchen 14 ausreicht.
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Zur Erzielung einer solchen Abscheidung werden eine geeignete Biliciumhaltige Verbindung, SiCl4, SiHCl3, SiH2Cl2, SiH4,
sowie eine η-leitende dotierende Verbindung, z.B. Phosphin, Arsin, Stibin, aus den Quellen 6 und 8 unter Regelung durch
die Ventile 9 bzw. 11 durch den Einlaß 5 in den Reaktor 1 in Dampfform eingeführt. Die Ventile 9 und 11 werden so
eingestellt, daß man Konzentrationen an der Siliciumverbindung und dem Dotierungsmittel von etwa 12 bis 15 %
bzw. 0,001 bis 0,01 % in dem gesamten Wasserstoffstrom
erhält. Zwischen den durch den Einlaß 5 eintretenden verdampften Verbindungen und einem Teil des durch den Einlaß
eingeführten Wasserstoff findet eine chemische Reaktion
statt, welche die Abscheidung von η-dotiertem Silicium auf den Siliciumteilchen 14 in der Wirbelschicht zur
Folge hat, wobei die Wirbelbewegung der Siliciumteilchen 14 in der Wirbelschicht diese Abscheidung auf der gesamten
Oberfläche der Teilchen erleichtert. Im allgemeinen ist eine zwischen 50 und 2500 Mikron dicke abgeschiedene
η-leitende Schicht geeignet. In typischer Weise besitzt das η-dotierte Silicium eine Dotierungskonzentration von
10 bis 10 Atome/cm . Wenn die Abscheidungsdauer zur Vergrösserung der Teilchen auf einen gewünschten Bereich
von z.B. 650 bis 850 Mikron ausreichte, wird die Reaktion so geändert, daß sich eine p-dotierte epitaktische Siliciumschicht
auf den Teilchen 14 abscheidet, indem man das Ventil 11 schließt und das Ventil 10 öffnet, durch welches
Dampf einer p-leitenden Verbindung, z.B. Boran oder Bortrichloriddampf
durch den Einlaß 5 in den Reaktor strömt, ebenfalls zweckmäßig in einer Konzentration von 0,001
bis 0,01% in dem gesamten Wasserstoff strom". P-leitendes
Silicium wird dann solange abgeschieden, bis sich eine p-leitende Oberflächenschicht mit der gewünschten Dicke
von z.B. 1 bis 10 Mikron abgeschieden hat, die in typischer
17 Weise eine Dotierungsmittelkonzentration von 10 bis 10 Atome/cm besitzt, worauf die so überzogenen Silicium-
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teilchen 14 aus dem Reaktor 1 durch den Auslaß 13 abgezogen
werden können. .
Während der vorstehend beschriebenen Reaktionen werden überschüssiger
Wasserstoff und Nebenprodukte der Reaktion aus dem Reaktor 1 durch den Auslaß 12 abgeführt,- Außer Silicium
können in einem erfindungsgemäßen Verfahren andere Halbleiterstoffe,
die sich zur Bearbeitung mittels chemischer Dampfabscheidung eignen - einschließlich von Halbleiterverbindungen
- bei geeigneter Einstellung des Abscheidungsmaterials, der Dotierungsverbindungen, der Strömungsgeschwindigkeiten
und Temperaturen verwendet werden.
Nach dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Teilchen besitzen eine angenäherte
Kugelform und auf Grund des Größenbereichs der zu Beginn in den Reaktor zur Bildung der Wirbelschicht eingeführten
elementaren Siliciumteilchen einen engen Größenbereich.
In einem spezifischen Beispiel können elementare Siliciumteilchen mit einen Nenndurchmesser von 250 Mikron verwendet
werden, wobei dann die η-leitende und p-leitende Abscheidung Teilchen mit einem Gesamtdurchraesser von 750
Mikron ergeben.
Die Struktur eines nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren erhaltenen Siliciumteilchens ist ganz allgemein
beispielsweise in Fig. 2 gezeigt. Das Teilchen besitzt
einen η-leitenden inneren Bereich 20, der von einer dünnen p-leitenden Oberflächenschicht 21 umgeben ist,
die einen pn-übergang 22 definiert und das Teilchen be- sitzt einen etwa kreisförmigen Querschnitt' und eine etwa
kugelige Gesamtform. Die Abscheidung der p-leitenden Schicht 21 ergibt einen viel besser definierten pn-übergang
22 und eine glattere Oberflächenbeschaffenheit mit sehr
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- 8 " - 2503A52
wenig Oberflächenfehlstellen der p-leitenden Schicht verglichen
mit einer eindiffundierten, in einer mechanisch hergestellten Siliciumkugel gebildeten p-leitenden Schicht.
Teilchen mit einem von einer η-leitenden Oberflächenschicht umgebenen p-leitenden Kern können bei geeigneter V/a'hl der
dotierenden Störstoffe ebenfalls hergestellt werden.
Eine beonsdere Anwendung von erfindungsgemäß hergestellten kugeligen Halbleiterteilchen wird nachstehend als Beispiel
beschrieben; natürlich können auch andere Herstellungsmethoden angewendet und andere Arten von Halbleitervorrichtungen
hergestellt werden.
Großflächige Sonnenzellen werden als elektrische Energiequellen immer attraktiver und die Verwendung von Halbleiterteilchen
mit angenähert kugeliger Form beim Bau von Sonnenzellen bietet viele Vorteile, da solche Zellen
eine wirtschaftliche Verwendung des Halbleitermaterials gestatten und einen hohen Umwandlungsfaktor von Licht in
Elektrizität besitzen.
Die Herstellung einer Ausführungsform einer solchen Sonnenzelle wird in Bezug auf Fig. 3 beschrieben. In erfindungsgemäß
für die Verwendung in Sonnenzellen hergestellten kugeligen Teilchen soll die p-leitende epitaktische Schicht
dünn genug sein, z.B. 1 bis 10 Mikron, damit ein großer Anteil an durch einfallende Strahlung erzeugten Photonen
einen Ladungsträgerfluß durch den pn-übergang bewirkt, d.h. daß nur ein kleiner Anteil solcher Photonen sich innerhalb
der epitaktischen Schicht wieder vereinigt. Siliciumkugeln 30 mit vorherbestimmter Größe (Nenndurchmesser beispielsweise
etwa 750 Mikron), die nach einem in Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Verfahren erhalten wurden, werden
dicht nebeneinander in einem vorherbestimmten Muster (beispielsweise einem hexagonalzentrierten Muster von Fig.3)
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in eine dünne flexible Isolierfolie 31,z.B. aus einem halbpolymerisierten
Kunststoff eingesetzt, der beispielsweise etwa 2 m lang oder fortlaufend, 1 bis 2 m breit und 0,1 mm
dick sein kann.
Beispielsweise kann ein Vakuumkopf mit ein oder mehreren
Reihen von Saugöffnungen, die entsprechend dem erforderlichen Abstand der Siliciumteilchen und der Reihen derselben angeordnet
sind, dazu dienen, die Teilchen auf der Folie in Stellung zu bringen, wobei diese Folie nach einem mit dem
Vakuumkopf synchronisierten Stufenmechanismus an diesem
vorbeigeführt werden kann.
Die Ausrichtung der Kugeln ist nicht kritisch, Hauptsache
ist eine ausreichende Bedeckung der Oberfläche der Isolierfolie. Der Abstand zwischen benachbarten Kugeln hängt zum
Teil von deren Durchmesser, von dem Wunsch, daß einfallende, von der Oberfläche einer Kugel reflektierte Strahlung auf
die Oberfläche einer benachbarten Kugel unter Erhöhung des Umwandlungsgrads der Gesamtstruktur auftrifft und ferner
davon ab, daß man ein Maximum an Projektionsfläche der Kugel zu einfallender Sonnenstrahlung erhält» Vorzugsweise
nach dem Aushärten (oder der Polymerisation) der Isolierfolie 31 wird auf deren Oberfläche und auf den freiliegenden
p-leitenden Schichten 33 der in der Folie eingebetteten Siliciumkugeln 30 die leitende Schicht 32 abgeschieden,
um die p-Schichten der Kugeln elektrisch miteinander zu verbinden. Die Metallschicht 32 kann aus Aluminium bestehen,,
das gleichmässig in einer Dicke von etwa 0,5 bis 1,0 Mikron
auf den Kugeln und der Isolierschicht unter genauer Bedeckung des Umrisses der Siliciumkugel und der dazwischen
befindlichen Flächen der Isolierschicht abgeschieden ist. In geeigneter Weise kann die Aluminiumschicht 31 durch Aufdampfen,
Aufsprühen oder vorzugsweise durch eine chemische
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Zersetzung in der Dampf phase bei etwa 150 bis 200°C aufgebracht
werden. Bei Verwendung einer temperaturbeständigeren Isolierfolie 31, z.B. einer aus vergießbarem Aluminiumoxid, kann
auch eine Schicht aus Wolfram durch Reduktion von Wolframhexafluorid
in Anwesenheit von Wasserstoff bei einer Temperatur von etwa 700°C während einer Zeit gebildet werden, die zur
Abscheidung einer Wolframschicht mit der gewünschten Dicke
von beispielsweise 0,4 bis 1 Mikron, ausreicht. Die abgeschiedene Wolframschicht 32 besitzt den Vorteil, daß sie
sehr gut an Silicium haftet, nicht gleich in Silicium eindiffundiert
und eine ausgezeichnete Abriebbeständigkeit besitzt.
Eine Isolierschicht 34 (aus Kunststoff oder vergießbarem
Aluminiumoxid)wird dann durch Vergießen einer Flüssigkeit
gebildet, welche auf der leitenden Schicht 32 zwischen den Siliciumkugeln 30 zu der Isolierschicht trocknet oder
aushärtet, so daß ein Teil Jodler der Siliciumkugeln 30
über die Isolierschicht 34 hinausragt. Mach dem Aushärten
der Isolierschicht werden dann die Flächen der leitenden Schicht 33 auf den herausragenden Teilen· der Siliciumkugeln
selektiv mit Fluorwasserstoff-Salpeter-Essigsäure weggeätzt, (z.B. eine Ί-3-8'-Ätzung) wodurch die freiliegenden Flächen
der p-leitenden Schichten 33 unter Freilegung der n-leitenden
Innenbereiche 35 der Siliciümkugelii entfernt werden. Auf
der Isolierschicht 34 wird dann eine weitere Isolierschicht aus Kunststoff oder vergießbarem Aluminiumoxid 36 gebildet,
die eine kleinere Fläche der η-leitenden Zone 35 jeder über die Schicht 36 herausragenden Engel 30 freiläßt. Hach dem
Aushärten dieser Isolierschicht wird auf den freiliegenden Flächen der η-leitenden Zonen 35 und der Isolierschicht 36
eine weitere leitende Schicht 37 gleichlaufend aufgebracht und zwar entweder durch Aufdampfen von Aluminium oder
mittels der vorstehend beschriebenen Wolframabscheidung,
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wobei diese Schicht zwischen den η-leitenden Bereichen
35 der Kugeln 30 leitende Verbindungen schafft. Über der Metallschicht 37 kann dann eine weitere durchscheinende
Isolierschicht 38 zum Schutz gegen Staub und Wasser gebildet werden.
Beim Betrieb einer solchen Sonnenzelle bewirkt auf die freiliegenden η-leitenden Flächen 35 der Siliciumkugeln
auftreffendes Licht die Bildung von Elektronen-Löcherpaaren an den pn-Übergängen 39 der Kugeln und die
Erzeugung einer entsprechenden EMK zwischen den leitenden Schichten 32 und 37.
Anstelle eines halbpolymerisierten Kunststoffs können
für die Isolierschichten 31, 34 und 36 auch andere Materialien
verwendet werden. Zum Beispiel kann ein thermoplastisches Material verwendet werden, das sich zunächst in einem
weichen (erhitzten) Zustand befindet und beim anschliessenden Abkühlen die Siliciumkugeln darin festsetzt; auch
ein partiell ausgehärtetes Epoxydharz ist geeignet, das dann zur Lokalisierung der Siliciumkugeln vollständig
ausgehärtet wird. Auf jeden Fall sollen die Isolierschichten bei längerer Belichtung mit Sonnenstrahlung
nicht abgebaut werden.
Obwohl Silicium als ein geeignetes Halbleitermaterial zur Verwendung beim Bau von Sonnenzellen beschrieben
wurde, können die Kugeln doch auch aus anderen Halbleitermaterialien, z.B. aus Kadmiumsulfid, als geeignetes
Material für eine Sonnenzelle, bestehen. Außerdem können gegebenenfalls zur Verwendung in solchen Sonnenzellen
polykristalline Teilchen hergestellt werden. Andere
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einzelne Vorrichtungen als Sonnenzellen, insbesondere Dioden, können ebenfalls auf wirtschaftliche Weise aus
erfindungsgemäß hergestellten Halbleiterteilchen gebildet werden und auch hier können andere Halbleiterstoffe
als Silicium, z.B. Germanium, zur Herstellung der Kugeln verwendet werden. Außerdem finden die in
Bezug auf die epitaktische Schicht von kugeligen Teilchen für die Verwendung in Sonnenzellen vorstehend
erläuterten kritischen Dicken nicht unbedingt bei Verwendung der Kugeln für andere Arten von Halbleitervorrichtungen
Anwendung, so daß gegebenenfalls über 10 Mikron dicke, epitaktische Schichten verwendet werden
können. Solche Vorrichtungen können auf der Oberfläche der kugeligen Teilchen oder auf einer ebenen Fläche
gebildet werden, wie man sie durch seletive Entfernung eines Teils der Oberfläche einer Kugel erhält. Diese
Entfernung erfolgt am einfachsten mittels richtungsabhängiger Ätzungen, z.B. derjenigen auf der Basis von
KOH-HpO-Isopropylalkohol,(siehe beispielsweise
"Anisotropie Etching of Silicon with KOH-H2O-Isopropyl
Alcohol", J.B. Price, Semiconductor Silicon 1973, H.R.
Huff und R.R. Burgess, Editors, the Electrochemical Society, Princeton N.J. 1973). Ein Beispiel ist eine
Lösung von 20 Gew.-% KOH in 5% Isopropylalkohol und 95% HpO mit SO0C. Diese Ätzung oder eine andere wandelt
die Kugelform (oder nur einen Teil der Kugel, wenn das Teilchen nur zu einem Teil in die Ätzlösung eingetaucht
wird) zu einem regelmäßig geformten Polyeder mit flachen Seitenwänden, die parallel zu spezifischen kristallografischen
Ebenen verlaufen, um. Durch richtige ¥ahl des richtungsgebundenen Ätzmittels können verschiedene
Ebenen freigelegt werden. An die einzelnen Zonen des geätzten Teilchens können nach üblichen Methoden An-
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Schlüsse angelegt werden.
Die Erfindung kann weitgehende Abänderungen erfahren,
ohne daß dadurch ihr Rahmen verlassen wird.
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Claims (22)
- Patentansprüche. !Verfahren zur Herstellung kugelförmiger Halbleiterteilchen, dadurch gekennzeichnet, daß man in eine Wirbelschicht aus auf einer erhöhten Reaktionstemperätur gehaltenen Halbleiterteilchen einen ein Halbleitermaterial enthaltenden Dampf, ein" dampfförmiges Reduktionsmittel und ein dampfförmiges Dotierungsmittel von einem Leitungstyp unter Eintritt einer zur Abscheidung von dotiertem Halbleitermaterial mit dem einen Leitungstyp auf den Halbleiterteilchen führenden Reaktion einführt; nach einer bestimmten Abscheidungszeit das dampfförmige Dotierungsmittel mit dem einen Leitungstyp durch ein dampfförmiges Dotierungsmittel mit dem entgegengesetzten Leitungstyp unter Abscheidung von zu dem entgegengesetzten Leitungstyp dotiertem Halbleitermaterial auf den Halbleiterteilchen austauscht; und etwa kugelförmige Halbleiterteilchen mit einer Außenschicht mit dem entgegengesetzten Leitungstyp, die einen Innenbereich mit dem einen Leitungstyp bedeckt, abtrennt.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterteilchen aus elementarem Halbleitermaterial bestehen.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterteilchen aus einkristallinem Halbleitermaterial bestehen und daß das zum entgegengesetzten Leitungstyp dotierte Material eine epitaktische Abscheidung ist.50 9 831/0893
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelschicht Halbleiterteilchen mit einem Nenndurchmesser zwischen 150 und 350 Mikron enthält.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ,daß die Abscheidung von zum einen Leitungstyp dotierten Halbleitermaterial bis zu einer Dicke der abgeschiedenen Schicht von 250 bis 2250 Mikron erfolgt.
- 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung von Halbleitermaterial mit dem entgegengesetzten Leitungstyp in wesentlich dünnerer Schicht erfolgt als die Abscheidung von Halbleitermaterial mit dem einen Leitungstyp.
- 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1. bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelschicht aus elementaren Siliciumteilchen gebildet, ein siliciumhaltiger Dampf und ein η-leitender Dotierungsmitteldampf eingeleitet werden und daß letzterer durch einen p-leitenden Dotierungsmitteldampf ersetzt wird.
- 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,· daß p-dotiertes Silicium epitaktisch in einer 1 bis 10 Mikron dicken Schicht abgeschieden wird.
- 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die abgetrennten Siliciumteilchen einen Nenndurchmesser zwischen 650 und 850 Mikron besitzen.
- 10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Reduktionsmittel Wasserstoff verwendet wird.509831 /0893
- 11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als eine η-Leitung ergebendes Dotierungsmittel eine Phosphorverbindung und als eine p-Leitung ergebendes Dotierungsmittel eine Borverbindung verwendet wird.
- 12. Verwendung der nach einem der vorhergehenden Ansprüche erhaltenen kugelförmigen Halbleiterteilchen zur 'Herstellung einer Halbleitervorrichtung.
- 13. Verwendungsart nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Oberflächenbereich der Teilchen unter Bildung einer ebenen Fläche, die eine Fläche des Kernmaterials und eine Umgebungsfläche der epitaktischen Schicht freilegt, entfernt wird wobei die freigelegte ebene Fläche parallel zu einer vorherbestimmten kristallografischen Ebene des Halbleitermaterials verläuft.
- 14. Verwendungsart nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Kern einen Nenndurchmesser zwischen 650 und 850 Mikron besitzt.
- 15. Verfahren zur Herstellung einer Sonnenzelle unter Verwendung der kugelförmigen Halbleiterteilchen nach einem der-Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die Halbleiterteilchen in einer Oberfläche einer ersten Isolierschicht unter Bildung einer bestimmten Gruppierung dieser Teilchen fixiert, auf dieser ersten Isolierschicht und den Überzügen vom entgegengesetzten Leitungstyp der kugelförmigen Halbleiterteilchen eine leitende Schicht abscheidet, auf dieser ersten Leiterschicht zwischen den kugelförmigen Teilchen eine erste Isolierschicht aufbringt, welche Teile der Kugeln herausragen läßt, daß man von diesen herausragenden509831 /0893Teilen der Halbleiterkugeln Flächen der leitenden Schicht und des Überzugs vom entgegengesetzten Leitungstyp unter ■ Freilegung von Flächen des einen Leitungstyps der Teilchen entfernt, eine weitere Isolierschicht über der ersten abscheidet, die kleinere Flächen der aus dieser weiteren Isolierschicht herausragenden Kugeln mit dem einen Leitungstyp freiläßt und daß man auf dieser weiteren Isolierschicht und diesen kleineren Flächen der Teilchen leitendes Material zur selektiven Verbindung der Zonen mit dem einen Leitungstyp der Kugeln abscheidet.
- 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der leitenden Schicht und des Überzugs mit dem entgegengesetzten Leitungstyp durch selektive chemische Ätzung entfernt werden.
- 17. Verfahren nach Anspruch 15f dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Material Aluminium ist.
- 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der ersten Isolierschicht ein partiell polymerisierter Kunststoff,/ein thermoplastischer Stoff oder partiell ausgehärtetes Epoxydharz ist.
- 19. Verfahren nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Material Wolfram ist.
- 20. Verfahren nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Material vergießbares Aluminiumoxid ist.
- 21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Isolierschicht aus einer5 09 831/08932503A52länglichen Folie aus flexiblem Kunststoff besteht.
- 22. Nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 21 erhaltene Sonnenzelle.509831/0893Leer seife
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