DE2919086A1 - Verfahren zur herstellung von polykristallinem silizium - Google Patents

Description

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S 1759

"Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silizium"

Das am 11. April 1978 Joseph C, Schumacher erteilte, der Anmelderin der vorliegenden Anmeldung übersehriebene US-Patent 4 084 024 beschreibt und beansprucht ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Silizium durch Wasserstoff-Reduktion bei verhältnismäßig hohen Temperaturen, beispielsweise im Temperaturbereich 900 - 1200 ⁰C. Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft dagegen die Herstellung von Halbleiter-Silizium durch thermische

Zerlegung bei niedrigeren, wirtschaftlich günstigeren Temperaturen des Bereichs von ca. 500 - 90Ό °G.

Wie im oben erwähnten Patent ausgeführt, haben die letzten Entwicklungen auf dem Gebiet der Halbleitertechnik eine starke Nachfrage nach preisgünstigen Üilizium-Einkristallen sehr hoher Reinheit, dem sogenannten Halbleiter-Silizium hervorgerufen, das zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementen und Silizium-Solarzellen verwendet wird. Es wurde deshalb eine größere Anzahl von Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Silizium einschließlich des im obigen Patent angegebenen Verfahrens vorgeschlagen. Die ,bekannten Verfahren zerfallen in die folgenden sechs Gruppen.

1. Das in den DD-Patenten 1 066 564, 1 102 117 und 1 233 815 beschriebene Siemens-Verfahren und das im Britischen Patent 904 239 beschriebene Verfahren, nach denen praktisch das gesamte polykristalline Halbleiter-Silizium hergestellt wird, und die sich durch die folgende chemische Reaktion ausdrücken lassen: _Kupferkata_

Si (MG) + HCl * SiCl. + SiHCl, + andere Neben-

lysator 4 ;> produkte

SiHCl, + H₉ -I⁰-⁰^—£U Si + SiCl- + HCl + explosive Si-H-X-

² ■ ■ * Polymer-Nebenprodukte

Es handelt sich hierbei um ein Hochtemperatur-Verfahren zur chargenweisen· Herstellung heterogen zusammengewachsener

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Silizium-Fäden, wobei große Mengen von SiCl, und explosive Polymer-Nebenprodukte entstehen, die beseitigt werden müssen. Wegen dieser Nebenprodukte ist das Verfahren nicht im geschlossenen Kreislauf durchzuführen. Außerdem wird ein 2Ό:1 Überschuß von Hp über das stöchiometrische Verhältnis hinaus benötigt.

2. In manchen Fällen wird die Reduktion von Siliziumtetrachlorid mit Wasserstoff verwendet, da SiCl, als Nebenprodukt des Siemens-Verfahrens verfügbar ist. Eine alternative SiCl₄-Herstellungsreaktion wird angeführt, da sie als Quelle für SiCl, dienen kann:

Si + 2Cl₂ **

1 ones p
₄ + 2H₂ '·££!■— *► Si + 4HCl + Polymere.

Es handelt sich hierbei wiederum um ein nicht im geschlossenen Kreislauf durchführbares Hochtemperatur-Verfahren zur chargenweisen Herstellung-, bei dem ein heterogenes Wachstum auf Keimen auf einer beheizten Trägerfläche stattfindet, wobei ein großer H_?-Überschuß benötigt wird.

3. Bei dem in Uü-Patenten 3 012 862 und 4 084 024 beschriebenen DuPont-Verfahren werden SiX₄ oder SiHX, (wobei X = Cl, Br oder J) durch H₂, Zn oder Cd in einer flüssigen oder beweglichen Bettung reduziert. Die chemischen Vorgänge lassen sich wie folgt ausdrücken:

I. Herstellung des zugeführten Materials:

(MG) Si + 3HX ► SiHX,. + SiJL. + H₉ usw.

mit SiX, als Nebenprodukt

oder (MG) Si + 2X₂ ► SiX₄

II. Herstellung von hochreinem Silizium:

Süffig ₊ H₂ Si ₊ HX ₊ SiZ₄ + Polymere für X = Cl
oder

SiX₄ + H₂ *· Si ₊ HX ₊ Polymere

oder

SiHX₅ + M , _Si ₊ H₂ + MX₂ (mit M = Zn, Cd) oder

SiX₄ + M ► Si + MX₂ (M = Zn, Cd)

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Diese Verfahren lassen sich bei mäßig hohen Temperaturen in nicht geschlossenen Kreisläufen durchführen; die Nebenprodukte hängen von der jeweiligen Chemie des Verfahrens ab. Wasserstoff muß in starkem Überschuß verwendet werden.

4. Das im US-Patent 3 020 129 beschriebene Jodid-Verfahren läßt sich wie folgt ausdrücken:

Si + 2J_O >- SiJ .

c 4

mit anschließender thermischer Zerlegung zur Herstellung von Si:

_{S1 + 2J}

_{S1 + 2J2 m}

Dieses Verfahren zur chargenweisen Herstellung ergibt bei mäßigen Temperaturen im geschlossenen Kreislauf polykristallines Silizium oder Silizium-Einkristalle an als Keimen wirkenden Teilchen oder beheizten i'äden.

5. Das Verfahren der Firma Union Carbide läßt sich wie folgt darstellen:

Trichlorsilan-Hersteilung ■ ο ■ Si + 2H₂ + 3SiCl₄ £22—£—+ 4

Umverteilung zu Silan durch Ionenaustausch gemäß

^^1HC13 ^SiH2^C12 ^{+ 23iH}2^C12 ^SiH3^{C1 + SiHG1}3

^ⁱⁿ3⁰¹ " ^5SiH4 ^{+ SiC1}4

mit geeigneter Rückführung der Nebenprodukte und anschließender thermischer Zerlegung des Silans:

SiH₄ 5°° - 900 °C _{> Si +} 2JJ₂

Das Verfahren läßt sich bei niedrigen Temperaturen im geschlossenen Kreislauf durchführen und umfaßt eine Zwischen-Umverteilung durch Ionenaustausch. Ein homogen um Keime ausgebildetes Produkt wird erhalten«

6. Thermische Zerlegung von Trichlorsilan gemäß

_{31 +}

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ist in den US-Patenten 2 943 9Ö1 und 3 012 ö61 beschrieben. Das Trichlorsilan wird hergestellt gemäß

Si + HCl ► SiHCl₅ + SiCl₄ + andere Substanzen

sodaß sich ein nicht im geschlossenen Kreislauf durchführbares Verfahren ergibt. Chargenbetrieb wird vorgeschlagen, um heterogene Ansammlung des Materials zu fördern und um homogene Ausbildung, die als schädlich angesehen wird, zu vermeiden.

Bekannt sind ferner zahlreiche andere Verfahren und geringe Abwandlungen der oben beschriebenen Verfahren; keines dieser Verfahren steht jedoch in wesentlicher Beziehung zur vorliegenden Erfindung.

Ein wichtiges Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ist es, daß es sich um ein kontinuierliches Verfahren handelt, das sich von den oben kurz beschriebenen Chargen-Verfahren 1, 2, 4 und unterscheidet. Ein kontinuierliches Verfahren stellt in bekannter Weise eine Verbesserung gegenüber Verfahren zur chargenweisen Herstellung dar, da sich eine Verminderung des Kapitaleinsatzes und der Betriebskosten pro Einheit des hergestellten Produkts ergeben.

Ein weiteres wichtiges Kennzeichen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, daß es sich bei niedrigen Temperaturen im geschlossenen Kreislauf durchführen läßt, während die oben angegebenen Verfahren 1,2,3 und 6 nicht im geschlossenen Kreislauf durchführbare Hochtemperatur-Verfahren sind. Die bekannten Verfahren erfordern wegen des hohen Energieaufwands und der bei ihnen notwendigen Endlagerung korrodierender und gefährlicher Nebenprodukte höhere Betriebskosten.

Ein weiteres Kennzeichen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, daß die direkte thermische Zerlegung von Trihalogensilan mit hohen Ausbeuten im Vergleich zur thermischen Zerlegung mit niedrigen Ausbeuten gemäß US-Patenten 2 943 918 und 3 012 861 durchgeführt wird, wobei es auch nicht notwendig ist, eine Umverteilung durch Ionenaustausch gemäß dem bekannten Verfahren 5 vorzunehmen, um ein für thermische Zerlegung geeignetes Material zu erhalten. Die für das erfindungsgemäße Verfahren typische Einfachheit ergibt eine Verringerung der Kom-

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pliziertheit und der Betriebskonten und eine Verbesserung der Ausbeuten.

Ein weiteres wichtiges Kennzeichen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, daß es bei der thermischen Zerlegungsreaktion nicht zur Abscheidung von Material an den Wänden kommt, da eine kritische Temperaturdifferenz zwischen der Bettung und den Umgebungswänden aufrechterhalten wird.

Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Beim ersten Verfahrensschritt der vorliegenden Erfindung wird metallurgisches Silizium-Metall mit einem Reinheitsgrad von 357° oder mehr mit Wasserstoff (Hp) und der richtigen Menge von Siliziumtetrahalogenid (SiX-) in einem Umwandlungsgefäß 10 für Rohsilizium zur Reaktion gebracht, um Trihalogensilan herzustellen, wobei die Reaktion

Si + SiX₄ + 2H

_{4 2}

stattfindet. Das Reaktionsgefäß kann die erste Stufe einer Flüssigkeitsbettung sein, die im Temperaturbereich von 400 - 65O C unter atmosphärischem Druck oder höherem Druck gehalten wird. Das Reaktionsgefäß kann beispielsweise von der im US-Patent 2 993 beschriebenen Art sein.

Das metallurgische Silizium kann örtlich in der elektrothermischen Silizium-Erzeugungsvorrichtung erzeugt werden, die im US-Patent 4 084 024 beschrieben ist, oder aus den üblichen Handelsquellen erhalten werden. Das metallurgische Silizium hat vorzugsweise eine Teilchengröße von 50-500 Mikron, um eine gute Fließfähigkeit zu gewährleisten. Verflüssigung wird mit Wasserstoff gas erzielt, das Tetrahalogenid-Dämpfe'enthält; diese werden in das Reaktionsgebiet durch einen Einlaßverdampfer 12 eingeleitet. Die Umwandlung im Reaktionsgefäß geht mit einem Wirkungsgrad von 30^c/> oder mehr des stöchiometrischen Verhältnisses vor sich.

Ein Gemisch aus Trihalogenailan (SiIIX,) und nicht reagiertem Wasserstoff (Hp) sowie Tetrahalogensilan wird in der Dampfphase von der Spitze des Reaktionsgefäßes 10 in einen Kondensator 14

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überführt. Verunreinigende Metallhalogenide werden vom Boden des Reaktionsgefäßes 10 abgenommen.

Der Wasserstoff und das Trihalogensilan werden im Trenngefäß 16 voneinander getrennt, wobei der Wasserstoff in das Reaktionsgefäß 10 zurückgeleitet wird. Das Trihalogensilan wird in eine Reinigungsanlage 18 überführt, in der es im zweiten Verfahrensschritt der Erfindung gereinigt wird. Im zweiten Verfahrensschritt wird das nicht in Reaktion gegangene Siliziumtetrahalogenid wiedergewonnen und dem Zuführungssystem des Reaktionsgefäßes 10 über eine Trommel 20 zugeführt.

Ein wichtiger Punkt ist, daß die im Reaktionsgefäß 10 im ersten Schritt des erfindungogemäßen Verfahrens stattfindende Umwandlung in einem Ungleichgewicht stattfindet, d.h. die bei 4-00-650 ⁰C im Reaktionsgefäß stattfindende Reaktion

Si + 2H₂ + _{4 5}

hat eine positive freie Energie von 5-10 Kcal pro Mol und eine Gleichgewichtskonstante, die kleiner als 1 ist, da df = - RTInK Die Reaktionsprodukte müssen deshalb kontinuierlich aus dem Reaktionsgefäß entfernt werden. Die Herstellung von Trihalogensilan (SiHX.,) findet damit aufgrund des Massenwirkungsgesetzes unter Ungleichgewichtsbedingungen statt.

Beim zweiten Verfahrensschritt wird das Trihalogensilan in der Reinigungsvorrichtung 18 durch Destillation gereinigt, ehe die weitere Umwandlung in extrem reines polykristallines Silizium stattfindet. Reinigungsvorrichtung 10 kann eine einfache Destillationskolonne mit mehreren Platten sein und dient zur Trennung des zugeführten Trihalogensilans in eine Mischung aus weniger als 5?£ Tetrahalogensilan in Trihalogensilan mit einem metallischen oder organischen Verunreinigungsgehalt von weniger als 100 Teilen pro Milliarde; ferner in ein Gemisch aus Trihalogensilan und Tetrahalogensilan mit wesentlich mehr als 100 Teilen pro Milliarde von metallischen und organischen Verunreinigungen als Rückstand. Der Rückstand wird dem Reaktionsgefäß der ersten Stufe in der oben beschriebenen Weise durch Trommel 20 wieder zugeführt. Der Dampfstrom der Kolonne wird dem Reaktionsgefäß 2b über einen Kondensator 22 und eine Trennstufe 24

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zugeführt, und durchläuft ferner einen Einlaßverdampfer 26, damit der dritte Verfahrensschritt durchgeführt werden kann. Wie beim vorhergehenden Schritt wird der aus der Trennstufe 24 stammende Wasserstoff dem Einleitungssystem für das Reaktionsgefäß 10 der ersten Stufe v/ieder zugeführt. Die Reinigungsvorrichtung 18 kann von der in dem Adcock et al. erteilten US-Patent 3 120 128 beschriebenen Art sein.

Im dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Trihalogensilan in einem Reaktionsgefäß 28 bei einer Temperatur von 600-800 ⁰G unter atmosphärischem Druck oder verringertem Druck zerlegt. Die thermische Zerlegung findet gemäß der Gleichung

₃ ► Ui η 3^iX₄ + 2H₂

statt.

Das Reaktions'produkt, nämlich hochreines Halbleiter-Silizium, entsteht im Reaktionsgefäß ?:ö zusammen mit den Nebenprodukten Wasserstoff und Tetrahalogensilan. Die Nebenprodukte werden in einer Kondensationsstufe 30 und einer Trennstufe 32 abgetrennt und in der dargestellten Weise dem Reaktionsgefäß 10 des ersten Verfahrensschritts wieder zugeführt, sodaß ein in sich geschlossener Kreislauf entsteht.

Der zurückgeführte Wasserstoff wird in einem bekannten Aktivkohle-Filter 34 gereinigt und mit einem Kompressor 3b komprimiert. Der gereinigte, komprimierte V/asserstoff wird in einem Strahlmischer 38 zugeführt, in dem der Wasserstoff mit dem von Trommel 20 kommenden Silizium-Tetrahalogenid gemischt und dann dem Reaktionsgefäß 10 des ernten Verfahrensschritts zugeführt wird. In der dargestellten Weise kann außerdem fehlender Wasserstoff zugegeben werden.

Reaktionsgefäß 28 kann ein Reaktionsgefäß mit beweglicher Bettung der im einzelnen im UJ-Patent 4 084 024 beschriebenen Art sein; es kann sich hierbei auch um ein Reaktionsgefäß mit Flüssigkeitsschicht gemäß US-Patenten 3 012 861, 3 012 862 oder 3 963 838 handeln.

Es ist ein wichtiges Kennzeichen des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß im Reaktionsgefäß 28 hochreines Halbleiter-Silizium

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bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur von beispielsweise 500-800 ⁰C ohne Einleitung von Wasserstoff in das Reaktionsgefäß hergestellt wird; dies stellt einen Unterschied zur Hochtemperatur-Wasserstoffreduktion (bei 900-1500 ⁰G) im Reaktionsgefäß dar, wie im US-Patent 4 084 024 beschrieben. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung beruht auf der Annahme, daß die Reaktion

► Si + 3SiX₄ + 2H

► Si + 3SiX₄ + 2H₂

im Temperaturbereich von 600-üOO ⁰C stattfindet und dabei eine hohe (80-100^) Ausbeute von gereinigtem Halbleiter-Silizium ergibt, das auf einer 'i'rägerflache als feine Teilchen aus gereinigtem Silizium abgeschieden wird.

Bei Temperaturen von mehr als 900 ⁰C ändert sich die Wirkungsweise des Reaktionsgei'äßes 2b und die Silizium-Ausbeute fällt auf einen niedrigen Wert, nämlich etwa 1Ο'/ό, ab, wie dies zum Beispiel im US-Patent 3 012 : 61 beschrieben ist. Wasserstoff muß im Hochtemx>eratur-Bereich oberhalb 900 0 zugegeben werden, wie im US-Patent 4 084 024 beschrieben, um hochreines Silizium in der Reaktion

HSlX₃ + H₂ > Si ₊ 3HX

zu ergeben.

Ein weiteres wichtiges Kennzeichen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der "geschlossene Kreislauf", durch den das Verfahren wirtschaftlich durchführbar wird. Das Verfahren ergibt praktisch keine Nebenprodukte, die nicht zur Wiederverwendung zurückgeführt werden können. Daa einzige beim Verfahren tatsächlich "verbrauchte" Material ist unreines Silizium, das in hochreines Halbleiter-Silizium umgewandelt wird.

Im erl'indungsgemäßen Verfahren wird Silizium aus der thermischen Trihalogensilan-Zerlegung als ein Gemisch aus einem homogen angesammelten feinen Pulver und einem heterogen gewachsenen

Silizium auf den flüssigen oder beweglichen Bettungsteilchen im Reaktionsgefäß 28 erhalten. Das Verhältnis von homogener zu heterogener Ansammlung hängt von verschiedenen Faktoren ab, zu denen (wenn auch nicht ausschließlich) gehören: 1. Ausgangsmaterial (Tribromsilan oder Trichlorsilan), 2. Temperatur und

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Druck bei der Zerlegung, 3. Größenverteilung der Teilchen der Bettungsschicht (des Trägermaterials) und Oberflächen-Vorbehandlung, 4. Flußgeschwindigkeit der Bettungsschicht und Relativgeschwindigkeit von Dampf und Teilchen, und 5. Tiefe der Bettung und Verweilzeit.

Es ist wichtig, das Verhältnis von homogener zu heterogener Keimbildung zu steuern, um 1. eine sich selbst unterhaltende Bettungsschicht zu erzeugen, bei der Trägerteilchen an Ort und Stelle wachsen statt aus dem Produkt in einem getrennten Vorgang erzeugt zu werden, und 2. Wirkungsgrad und Geschwindigkeit der Umwandlung auf möglichst große Werte" zu bringen. Wirkungsgrade von mehr als 80-90$ der theoretischen Werte werden routinemäßig bei der Umwandlung erzielt.

Bei der praktischen Durchfuhrung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Wandtemperatur des Reaktionsgefäßes 28 auf mehr als 900 C gehalten, wohingegen die Temperatur der Bettungsschicht zwischen 700 und BOO ⁰C gehalten wird. Dadurch werden Abscheidungen an den Wänden und Verstopfung des Reaktionsgefäßes vermieden. In den meisten Reaktionsgefäßen mit fließfähigen oder beweglichen Bettungsschichten wird die Reaktionswärme für endotherme chemische Reaktionen durch Erhitzung der Gefäßwände erhalten, die mit Gas oder Heizwiderständen, induktiver Beheizung oder anderen Einrichtungen erhitzt werden. Die Reaktionsgeschwindigkeit und das Ausmaß der Reaktion sind im allgemeinen direkt proportional der Temperatur, sodaß eine ziemlich starke Reaktion und Abscheidung an den Wandungen stattfinden, wie im US-Patent 3 963 838 beschrieben. Diese Ablagerungen treten gewöhnlich an dem Abschnitt dea Reaktionsgefäßes auf, das auf der höchsten Temperatur ist. Abscheidungen an den Wandungen entwickeln sich und führen nicht nur zu zeitabhängigen Wärmeübertragungseigenschaften sondern auch zu einer verringerten Wärmeübertragung und früher oder später zur Verstopfung des Reaktionsgefäßes. Es wurde' festgestellt, daß die Abscheidung von Silizium aus der thermischen Zerlegung des Trihalogensilans bei Temperaturen von 900-1000 ⁰C aufhört. Abscheidungen an den Wandungen werden beim erfindungsgemäßen Verfahren dadurch vermieden, daß

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die Wandtemperatur auf Werten von 9OO-1OOO ⁰C gehalten wird, wohingegen die Temperatur der Bettungsschicht im Bereich von 700-850 ⁰C gehalten wird, was auch zur maximalen Abscheidungsrate des Siliziums und zur höchsten Ausbeute führt.

Ein Beispiel der Umwandlung von Tetrabromsilan zu Tribromsilan im Reaktionsgefäß 10 für den ersten Verfahrensschritt ist wie folgt.

Ein aus Wasserstoff und Tetrabromsilan bestehender Gasstrom wurde in das Reaktionsgefäß 10 eingeleitet, das eine beheizte Schicht aus Silizium-Teilchen enthielt. Die Zusammensetzung des Gasstroms war 2,23 Mol Wasserstoff pro Mol Tetrabromsilan. Die Silizium-Bettung hatte eine Querschnittsfläche von 4,45 Quadratzentimetern und eine Länge von 40 Zentimetern. Die Schicht wurde auf 650 ⁰C gehalten, und die durchschnittliche Verweilzeit des Gasstroms betrug 5>1 Sekunden. Die in das Reaktionsgefäß 10 eingebrachten Teilchen bestanden aus metallurgischem Silizium. Bei der Kondensation des aus dem Reaktionsgefäß austretenden Gasstroms im Kondensator 14 und der anschließenden Destillation des Kondensats in der zur Reinigung dienenden Kolonne 18 ergab sich eine 36?£-ige Umwandlung des Tetrabromsilans in Tribromsilan. Die Umwandlung ist hierbei definiert als Anzahl der Mole von Tribromsilan, die aus der Reaktion erhalten wurden, geteilt durch die anfängliche Anzahl der Mole von Tetrabromsilan, das in das Reaktionsgefäß eingeführt wurde.

Das folgende Beispiel betrifft die Zerlegung von Tribromsilan zu Silizium im Reaktionsgefäß 28.

Ein Gasstrom aus Argon und Tribromsilan mit einer Zusammensetzung von 7,7 Mol Argon pro Mol Tribromsilan wurde in ein Reaktionsgefäß mit einer fließfähigen Betturigsschicht eingeleitet. Das Argon ist zwar nicht wesentlich für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, diente aber im vorliegenden Fall als Träger für das Tribromsilan und als ein das Fließen der Silizium-Teilchenschicht innerhalb des Reaktionsgefäßes hervorrufendes Gas. Die Schicht aus Silizium-Teilchen bestand aus Teilchen der Maschengröße 50; das Gesamtgewicht der Schicht betrug 258 Gramm zu Beginn der Reaktion. Die Schicht wurde bei

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der Reaktion auf einer Temperatur von 786-800 ⁰G gehalten.

Insgesamt wurden 1,57 Mol Tribromsilan in das Reaktionsgefäß bei einem Herstellungsvorgang eingebracht. Nach der Entnahme der Silizium-Teilchen am Ende der Reaktion zeigte sich, daß die Schicht ein Gewicht von 268,1 Gramm hatte, d.h. daß ein Gewichtszuwachs von 10,1 Gramm stattgefunden hatte. Dies entspricht einer Ausbeute von 91^ aufgrund der Zerlegungsreaktion 4HSiX_x -* Si + 3SiX. + 2H_O .

Die Erfindung schafft damit ein kontinuierliches Niedertemperatur—Verfahren mit geschlossenem Kreislauf zur wirtschaftlichen Urzeugung von hochreinem Halbleiter-Silizium. Wie oben beschrieben, beruht das erfindungsgemäße Verfahren auf der direkten thermischen Zaerlegung von Trihalogensilan bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen (unterhalb 900 C), um hochreines Silizium herzustellen. Das erfindungsgemäße Verfahren verhindert die Ansammlung von Silizium an den Wänden des Reaktionsgefäßes, da eine Temperaturdifferenz zwischen der Bettungsschicht und den sie umgebenden Wänden aufrechterhalten v/ird, sodaß die niedrigste Temperatur der Wandungen oberhalb des Temperaturschwellwerts liegt, bei dem eine Abscheidung von Silizium stattfindet.

Eine bestimmte Ausfuhrungsform der Erfindung wurde dargestellt und beschrieben, doch sind Abänderungen möglich. Die Patentansprüche umfassen die Abänderungen, die im Rahmen der Erfindung vorgenommen werden können.

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Claims (7)

2919035 1 BERLIN 33 8 MÜNCHEN Aufluite-Viktoria-StraBa 85 p. nucAUl/C O DAnTMCO PienzenauerstraBe 2 Pat.-Anw. Dr. Ing. Ruschke «-»Γ. KUbOrmfc &. KAK I NtK paf Anw oiaf-ÄDki,pl-rng· PATENTANWÄLTE Ηϊ"·ε·" '; Telefon:030/ β ü 441? BERLIN - MÖNCHEN Telefonl Talagrunm-Adressa: Quadratur Berlin "Telearamm-Adraeia: τ ρ ι ρ χ. -j 83 786 "' ' Quadratur München TELEX: 522767 S 1759 J. C. SCHUMACHER COMPANY Π< ai ^9 580 Airport Road Oceanside, Kalifornien V. St. A. Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von hochreinem Silizium, dadurch gekennzeichnet, daß Trihalogensilan thermisch im Tempe-

' raturbereich von 600 - 800 ⁰C zerlegt wird, um hochreines ' Halbleiter-Silizium zu erhalten.

2. Verfahren zur Herstellung von hochreinem Silizium nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Zerlegungsschritt zur Vorbereitung Silizium mit Siliziumtetrahalogenid und Wasserstoff zur Reaktion gebracht wird, um Trihalogensilan zu erzeugen, und daß das Trihalogensilan gereinigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

j Wasserstoff und das nicht in Reaktion gegangene Siliziumtetraj halogenid der Reaktion wieder zugeführt werden, sodaß sich ein !kontinuierliches, in sich geschlossenes Verfahren ergibt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Zerlegung in einem Reaktionsgefäß durchgeführt wird und daß die Wandung des Reaktionsgefäßes auf einer Temperatur oberhalb 900 C gehalten wird, um die Ablagerung von Silizium auf der Wandung des Reaktionsgefäßes zu vermeiden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bromsilan als Halogensilan verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch"1, dadurch gekennzeichnet, daß Chlorsilan als Halogensilan verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Silizium, das Siliziumtetrahalogenid und der Wasserstoff bei

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einer Temperatur des Bereichs 400 - 650 ⁰C zur Reaktion gebracht werden.

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