DE2746427A1

DE2746427A1 - Anordnung zum eindiffundieren von dotierstoffen in halbleiterscheiben

Info

Publication number: DE2746427A1
Application number: DE19772746427
Authority: DE
Inventors: Peter Schmidt; Antoine Dipl Ing Dr Torreiter
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1977-10-15
Filing date: 1977-10-15
Publication date: 1979-04-19

Description

Anordnung zum Eindiffundieren von Dotierstoffen in
Halbleiterscheiben.
Die vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Eindiffundieren von Dotierstoffen in Halbleiterscheiben, mit einem Diffusionsrohr und einer Bodenplatte, die mit Schlitzen zur Aufnahme der Halbleiterscheiben versehen ist.
Zur Durchführung der Diffusion bedient man sich heute der allgemein bekannten Verfahren und Anordnungen, wie sie zum Beispiel in J.Ruge "Halbleitertechnologie" (Halbleiterelek--tronik, Band 4 Springer-Verlag) in dem Kapitel "Diffusion" auf Seiten 122 bis 130 oder in R.Rost, "Silicium als Halbleiter", Verlag Berliner Union Stuttgart 1966 auf den Seiten 99 bis Ü2 beschrieben wird.
Die heute üblichen Verfahren, obwohl lange angewandt, stellen keineswegs optimale Lösungen dar, vielmehr haften den an sich klassischen Diffusionsmethoden eine Reihe von Problemen an, die zum Teil prinzipieller Natur sind, wie zum Beispiel das stundenlange Erhitzen auf hohe Temperaturen, bei Siliciumscheiben 1050°C bis 12500C, was unter Umständen zu Verformungen derselben führen kann. Daneben gibt es auch noch eine Reihe verfahrensspezifischer Schwierigkeiten,nämlich ungleichmäßiger Dotierungsdampfdruck, unkontrollierte Eindiffusion durch Oxidniederschläge im Reaktionsraum, halterungsbedingte Spannungen, Oberflächenbeeinflussung durch Feuchtigkeitsspuren und dergleichen mehr. Da nun bei den herkömmlichen Verfahren die Halbleiterplatten einseitig auf einer Bodenplatte, dem sogenannten Boot im Diffusionsrohr stehen, liegen bei der oberen hälfte der Platten andere Strömungsverhältnisse vor als bei der unteren Hälfte. Darüberhinaus hat das Boot eine große Masse im Vergleich zu den Platten, wodurch wiederum die unteren Plattenhälften langsamer die erforderliche Diffusionstemperatur erreichen. Unterschiedliche Massenwerte, unregelmäßige Strömungs- und Temperaturverhältnisse wirken sich auf die Gleichmäßigkeit der Diffusion sehr nachteilig aus.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, mit der die Diffusionsgleichmäßigkeit verbessert werden kann. Die Aufgabe wird durch die iifl Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
Die Anordnung nach der Erfindung weist demnach neben der Bodenplatte eine Deckplatte auf, zwischen denen die Halbleiterscheiben zu liegen kommen, wobei die beiden Platten zusammen mit Halbleiterscheiben in ein Rohr eingeschoben sind, das dann in dem eigentlichen Diffusionsrohr untergebracht ist. In einer weiteren Ausbildungsform der Erfindung kann das Rohr, in dem die Halbleiterplatten untergebracht sind, mit einer Vorrichtung versehen sein, die eine Drehung desselben ermöglicht.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung erläutert.
Es stellen dar: Fig. 1 einen Querschnitt durch die Anlage der Erfindung Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Boden-und Deckplatte mit den eingeschobenen Halbleiterplatten, Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Anlage nach der Erfindung.
Der in Fiq. 1 qezeigte Querschnitt läßt ein hermömmliches Diffusionsrohr 9 erkennen, in dem ein zweites Rohr 3 untergebracht ist, an dessen Innenwand die Mitnehmer 4 angeordnet sind. Eingeschoben in das Rohr 3 ist ein Aufbau, der aus folgenden Teilen besteht: der Bodenplatte 2a, dem sogenannten Boot, in dessen senkrecht zur Achse des Rohrs 3 liegende Schlitze 7a die Halbleiterplatten 1 eingeschoben sind, sowie der Deckplatte 2b, die parallel zur Bodenplaate 2a auf den Halbleiterplatten 1 liegt. An dem einen Ende ist das Rohr 3 mit einem Quersteg 6 versehen, der die Öse 7 trägt. In dieser Öse greift der Hakenstab 5 an, mit dessen Hilfe das Rohr 3 in Drehung versetzt werden kann. Dies kann manuell oder mit Hilfe einer herkömmlichen Vorrichtung geschehen, die in gewissen Zeitabständen oder kontinuierlich eine Drehbewegung bewirkt. Um die Reibung des Rohres 3 an derInnenwand des Diffusionsrohres 9 niedrig zu halten, ist das Rohr 3 an beiden Enden mit einer Bördelung 10 versehen, wodurch die.
Auflagefläche klein gehalten wird. Die Mitnehmer 4 sorgen dafür, daß bei der Drehbewegung der Einschub aus Grundplatte 2a, Halbleiterplatten 1 und Deckplatte 2b mitgenommen wird.
Die Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Bodenplatte 2a und die Deckplatte 2b mit eingeschobenen Halbleiterscheibenl, die Stärke der beiden Platten liegt bei ca. 8mm. Die Schlitze 7a in der Bodenplatte sind ca. 2,5mm tief und in ihrer Stärke so bemessen, daß die einzelnen Halbleiterscheiben 1 gerade bündig hineinpassen. Die in der Deckplatte 2b enthaltenen sägezahnartigen Einkerbungen 7b besitzen ebenfalls eine Tiefe von 2,5mm, die lichte Weite am Rand der Trichter liegt bei etwa der doppelten Breite der Halbleiterscheiben 1. Auf diese Weise wird das Aufsetzen der Deckplatte 2b auf die in den Schlitzen 7a stehenden Halbleiterscheiben erleichtert.
Der Abstand zwischen den gedachten Mitten der Schlitze 7a sowie der Einkerbungen 7b beträgt zweckmäßigerweise 5mm.
Fig. 3 veranschaulicht die Anordnung nach der Erfindung in der Seitenansicht. Man erkennt deutlich die Bördelung 10 an den Rändern des Rohres 3 sowie den an der Öse 7 angreifenden Hakenstab 5, mit dessen Hilfe das Innenrohr 3 in eine Drehbewegung versetzt werden kann.

Claims

Patentansprüche 1. Anordnung zum Eindiffundieren von Dotierstoffen in Halbleiterscheiben, mit einem Diffusionsrohr und einer Bodenplatte, die mit Schlitzen zur Aufnahme der Halbleiterscheiben versehen ist dadurch gekennzeichnet, daß neben der Bodenpla-te (2a) eine Deckplatte (2b) vorgesehen ist, zwischen denen die Halbleiterscheiben (1) zu liegen kommen und daß die beiden Platten (2a,2b) zusammen mit den Halbleiterscheiben (1) in ein Rohr (3) eingeschoben sind, das dann in dem eigentlichen Diffusionsrohr (9) untergebracht ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzelchnet, daß die Schlitze (7a) in der Bodenplatte (2a) zu deren Längsachse senkrecht liegen und ihr Abstand, jeweils von der Mitte der einzelnen Schlitze gemessen, 5mm und ihre Tiefe nicht mehr als 2,5mm beträgt, während die Breite etwas über der Stärke der Halbleiterplatten (1) liegt.
3. Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatte (2b) sägezahnartige Kerben besitzt, deren jeweiliger Abstand dem der Schlitze (8a) in der Bodenplatte (2a) entspricht, und deren Tiefe wiederum höchstens 2,5mm beträgt.
4. Anordnung nach den obigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rohr (3) Mitnehmer (4) vorhanden sind, und daß an dem einen Ende des Rohres (3) der Quersteg (6) mit der ose (7) angebracht ist, in der ein Drehstab (5) angreift.
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (3) an den entgegengesetzten Enden zur Verminderung der Reibung bei der Drehung die Bördelung (10) besitzt.