DE3437524A1 - Verfahren zum herstellen eines mit indium oder wismut dotierten silicium-halbleiterstabes - Google Patents
Verfahren zum herstellen eines mit indium oder wismut dotierten silicium-halbleiterstabesInfo
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Description
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Siemens Aktiengesellschaft Unser Zeichen Berlin und München VPA 84 P 1 8 5 6 DE'
Verfahren zum Herstellen eines mit Indium oder Wismut dotierten Siliclum-Halbleiterstabes
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines mit Indium oder Wismut dotierten,
aus Silicium bestehenden Halbleiterstabes durch Schmelzen des Siliciums in einem Tiegel und anschließendes Ziehen
aus dem Tiegel unter Schutzgas.
Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der DE-OS 29 39 492 beschrieben worden. Nach diesem Verfahren
soll eine hohe Indiumkonzentration im Silicium dadurch erreicht werden, daß der Siliciumschmelze eine Legierung
aus Indium mit einem anderen Metall, z. B. Gold, Silber oder Zinn zugegeben wird. Wahlweise wird mit Argon als
Schutzgas gearbeitet. Welchen Druck das Schutzgas haben soll, läßt sich der Entgegenhaltung nicht entnehmen. Die
Zugabe von Indium in Form einer Legierung mit einem anderen Metall bringt es mit sich, daß dieses Metall ebenfalls
in das Silicium eingebaut wird, wodurch zum Teil eine drastische Herabsetzung der Trägerlebensdauer hervorgerufen
wird. Damit verschlechtert sich der Wirkungsgrad der aus diesem Silicium aufgebauten Halbleiterbauelemente
erheblich.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der genannten Art so weiterzubilden, daß
hohe Konzentrationen von Indium oder Wismut erzielt werden, ohne daß unerwünschte Verunreinigungen in Form anderer
Metalle, Sauerstoff oder dergleichen in das dotierte Silicium eingebaut werden.
Hab 1 Dx / 11.10.1984
- 2 - VPA Bh P 1 8 5 6 DE
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß dem geschmolzenen Silicium Indium oder Wismut in der gewünschten Menge zugegeben
wird, daß der Tiegel einem Magnetfeld ausgesetzt wird und daß das Schutzgas einen Druck von 1 bis 10 bar
aufweist. Dabei kann der Tiegel einem horizontalen oder einem vertikalen Magnetfeld ausgesetzt werden. Ein horizontales
Magnetfeld läßt sich beispielsweise durch einen Magneten erzeugen, der zu beiden Seiten des Tiegels angeordnete
Polschuhe aufweist. Der Luftspalt dieses Magneten wird dann etwas größer als der Außendurchmesser des Tie-
;,gels gewählt. Ein vertikales Magnetfeld wird durch eine
f 5rden Tiegel umgebende Spule erzeugt. Bevorzugt wird ein
Magnetfeld von etwa 2000 Gauß angewandt. Für den Fall des horizontalen Magnetfelds wird dann unter der Annahme, daß
der Tiegel einen Durchmesser von 100 mm hat, bei lOOÜ Windungen auf dem Magneten eine Stromstärke von 160 A benötigt.
Für die Erzeugung eines vertikalen Magnetfeldes der gleichen Stärke wird bei der erwähnten Spule mit 1000
Windungen unter der Annahme einer Spulenlänge von 200 mm eine Stromstärke von etwa 32 A benötigt.
Das Magnetfeld verhindert die Konvektion der Schmelze im Tiegel, so daß eine Aufnahme von Sauerstoff und Verunreinigungen
aus der Tiegelwand in die Schmelze weitgehend unterbunden wird. Dadurch läßt sich gegenüber dem üblichen
Tiegelziehen nach Czochralski die Konzentration unerwünschter Verunreinigungen im Silicium etwa um den
Faktor 10 herabsetzen.
Für eine Konzentration von 1 . 10 Atome Indium/cm im
Silicium müssen bei einem Siliciumeinsatz von 10 kg ca. 100 g Indium in die Schmelze eingebracht werden. Für
eine Dotierung mit Wismut wird unter Berücksichtigung des Atomgewichts und Verteilungskoeffizienten etwa die gleiehe
Dotierstoffmenge wie bei Indium benötigt.
5 Patentansprüche
Claims (5)
1. Verfahren zum Herstellen eines mit Indium oder Wismut dotierten, aus Silicium bestehenden Halbleiterstabes
durch Schmelzen des Siliciums in einem Tiegel und anschließendes Ziehen aus dem Tiegel unter Schutzgas,
dadurch gekennzeichnet, daß dem geschmolzenen Silicium Indium oder Wismut in der gewünschten
Menge zugegeben wird, daß der Tiegel einem Magnetfeld ausgesetzt wird und daß das Schutzgas einen
(Druck von 1 bis 10 bar aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e kennze
ichnet , daß der Tiegel einem horizon-
;15 talen Magnetfeld ausgesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, daß der Tiegel einem vertikalen Magnetfeld ausgesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld
etwa 2000 Gauß beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Schutzgas Argon ist.
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Non-Patent Citations (1)
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| K.M. KIM et al.: JBM Technical Disclosare Bulletin, Vol. 26, Nr. 2, 1983, S. 601-603 * |
Also Published As
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