Claims (1)
Patentanspruch:Claim:
Verfahren zum Ausheilen von Kristallgitterschäden in durch Neutroneneinstrahlung dotierten
Siliciumeinkristallen, bei dem die Siliciumkristalle in Abhängigkeit von den Bestrahlungsbedingungen im
Kernreaktor und dem Anteil an Kohlenstoff im bestrahlten Silicium getempert werden, dadurch
gekennzeichnet, daß bei einem Verhältnis von thermischen zu schnellen Neutronen im
Kernreaktor von 1 :1 bis 10:1 die Tempertemperatur bei einem Kohlenstoffgehalt im bestrahlten
Silicium von >3 - 1016 Atomen/cm3 auf > 11000C,
bei einem Kohlenstoffgehalt von < 3 · ΙΟ16 Atome/cm3 auf einen Wert im Bereich von 750 bis
10000C eingestellt wird, und daß bei einem Verhältnis von thermischen zu schnellen Neutronen
im Kernreaktor von 10: 1 bis 100: I die Tempertemperaiur
bei einem Kohlenstoffgehalt im bestrahlten Silicium von
>3 · 10lb Atome/cm1 auf >1000°C. bei einem Kohlenstoffgehalt von
<3 · 1016 Atome/cmJauf >
7503C eingestellt wird. Process for healing crystal lattice damage in silicon monocrystals doped by neutron irradiation, in which the silicon crystals are tempered depending on the irradiation conditions in the nuclear reactor and the proportion of carbon in the irradiated silicon, characterized in that with a ratio of thermal to fast neutrons in the nuclear reactor of 1: 1 to 10: 1, the annealing temperature at a carbon content in the irradiated silicon of> 3-10 16 atoms / cm 3 to> 1100 0 C, at a carbon content of <3 · ΙΟ 16 atoms / cm 3 to a value in the range of 750 to 1000 0 C is set, and that with a ratio of thermal to fast neutrons in the nuclear reactor of 10: 1 to 100: I the tempering temperature with a carbon content in the irradiated silicon of> 3 · 10 lb atoms / cm 1 to> 1000 ° C. at a carbon content of <3 · 10 16 atoms / cm J is set to> 750 3 C.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum
Ausheilen von Kristallgitterschäden in durch Neutroneneinstrahlung
dotierten Siliciumeinkristallen, bei dem die Silicii'mkristalle in Abhängigkeit von den Bestrahlungsbedingungen
und dem Anteil an Kohlenstoff im bestrahlten Silicium getempert werden.The present invention relates to a method for
Healing of crystal lattice damage through neutron radiation
doped silicon monocrystals, in which the silicon monocrystals depend on the irradiation conditions
and the amount of carbon in the irradiated silicon.
Ein solches Verfahren ist aus der deutschen Patentschrift 12 14 789 zu entnehmen. Hier wird ein
Vertahren zum Herstellen von homogen n-dotierten
Siliciumkristallkörpern durch Bestrahlung mit thermischen
Neutronen beschrieben, bei dem der Sihciumkörper
so lange wärmebehandelt wird, bis die durch die
Neutronenbestrahlung entstandenen Gittcrfchlstellen beseitigt sind. Dabei richtet sich die Zeitdauer für die
Wärmebehandlung nach der Intensität der vorherigen Einwirkung der Neutronen im Kernreaktor. Die
jjweiligc Temperatur und Zeit wird also nach dem Grad
der bei der Bestrahlung erzeugten Kristallgitterverspannung bestimmt Als Maß für die Zeit und
Temperatur wurde für eine Siliciumprobe 24 Stunden in einem Ofen bei 10000C angegeben. Such a method can be found in German patent specification 12 14 789. A process is described here for the production of homogeneously n-doped silicon crystal bodies by irradiation with thermal neutrons, in which the silicon body is heat-treated until the lattice defects caused by the neutron irradiation are eliminated. The duration of the heat treatment depends on the intensity of the previous exposure to the neutrons in the nuclear reactor. The jjweiligc temperature and time is thus on the degree of Kristallgitterver voltage generated upon irradiation determined as a measure of the time and temperature specified for a silicon sample for 24 hours in an oven at 1000 0 C.
Es wurde nun festgestellt, daß, wenn aus diesenIt has now been found that when out of these
Kristallen Halbleiterbauelemente gefertigt werden, sich die elektrischen Meßwerte, insbesondere der spezifische elektrische Widerstand während der nachfolgenden Diffusionsprozesse manchmal noch verändern.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde,Crystals semiconductor components are manufactured, the electrical measured values, in particular the specific electrical resistance, sometimes change during the subsequent diffusion processes.
The invention is therefore based on the object
to die durch Neutronenbestrahlung dotierten Siliciumkristalle bezüglich ihrer bei der Bestrahlung erlittenen
Kristallgitterstörungen so auszuheilen, daß die aus diesen Kristallen gefertigten Halbleiterbauelemente in
bezug auf ihre elektrischen Parameter reproduzierbare to heal the silicon crystals doped by neutron irradiation with regard to their crystal lattice defects suffered during irradiation in such a way that the semiconductor components made from these crystals are reproducible with regard to their electrical parameters
Meßwerte aufweisen, die in Obereinstimmung mit denen am getemperten Kristall gemessenen elektrischen spezifischen Widerständen sein müssen.Have measured values which must be in agreement with the electrical resistivities measured on the tempered crystal.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 25 16 514 ist zu entnehmen, daß zur Erzielung stabiler Meßwerte dasFrom the German Offenlegungsschrift 25 16 514 it can be seen that in order to achieve stable measured values the
jit Tempern gieichiang bei mindestens gleich hoher
Temperatur wie bei später vorzunehmenden Diffusionsprozessen durchgeführt werden muß.
jit tempering gieichiang at at least the same high
Temperature as must be carried out for diffusion processes to be carried out later.
Die Erfindung beschreitet einen anderen Weg, um an neutronenbestrahlten Siliciumkristallen stabile MeB-The invention takes a different approach to obtain stable measurements on neutron-irradiated silicon crystals.
_>"> werte nach der Temperung zu erhalten und löst die
gestellte Aufgabe dadurch, daß bei dem eingangs definierten Verfahren bei einem Verhältnis von
thermischen zu schnellen Neutronen im Kernreaktor von 1:1 bis 10:1 die Tempertemperatur bei einem_> "> to receive values after tempering and solve the
The problem posed by the fact that in the method defined at the outset at a ratio of
thermal too fast neutrons in the nuclear reactor from 1: 1 to 10: 1 the annealing temperature at a
in Kohlenstoffgehalt im bestrahlten Silicium von >3 · 10'6
Atome/cm3 auf > 11000C und bei einem Kohlenstoffgehalt
von <3 ■ 1016 Atome/cm' auf einen Wert im
Bereich von 750° bis 10000C eingestellt, oder bei einem
Verhältnis von thermischen zu schnellen Neutronen im'cm 3 cm 6 atoms / to> 1100 0 C and at a carbon content of <3 ■ 10 16 atoms /' set in carbon content in the irradiated silicon of> 3 x 10 to a value in the range of 750 ° to 1000 0 C, or with a ratio of thermal to fast neutrons im
Γ« Kernreaktor von 10 : I bis 100 :1 die Tempertemperatur
bei einem Kohlenstoffgehalt im bestrahlten Silicium von >3 · lO'VAtome/cm3 auf
> 1000°C und bei einem Kohlenstoffgehalt von <3 · 10'6 Atome/cm' auf >
750"C eingestellt wird. Dabei ist der TempereffektΓ «Nuclear reactor from 10: 1 to 100: 1 the annealing temperature with a carbon content in the irradiated silicon of> 3 · 10'V atoms / cm 3 to> 1000 ° C and with a carbon content of <3 · 10 ' 6 atoms / cm'> 750 "C is set. This is the tempering effect
■in unabhängig von der während der Temperung herrschenden
Ofenatmosphäre.■ regardless of the temperature prevailing during tempering
Furnace atmosphere.
Es wurde auch festgestellt, daß die Mindesttemperatur bei der Temperung an Kristallscheiben mit einer
Dicke <2mm bei gleichem Kohlenstoffgehalt wie beiIt was also found that the minimum temperature when tempering crystal wafers with a
Thickness <2mm with the same carbon content as with
ι, Siliciumstäben gegenüber deren Tempertemperatur noch gesenkt werden kann.ι, silicon rods compared to the tempering temperature can still be lowered.