DE885756C - Verfahren zur Herstellung von p- oder n-leitenden Schichten - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von p- oder n-leitenden Schichten

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DE885756C DENDAT885756D DE885756DA DE885756C DE 885756 C DE885756 C DE 885756C DE NDAT885756 D DENDAT885756 D DE NDAT885756D DE 885756D A DE885756D A DE 885756DA DE 885756 C DE885756 C DE 885756C
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    • H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic System
    • H01L29/167—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic System further characterised by the doping material

Description

  • Verfahren zur Herstellung von p- oder n-leitenden Schichten In neuester Zeit sind auf dem Gebiet der Halbleiteranwendungen große Erfolge mit den sog. p-n-Verbindungen, insbesondere im Hinblick auf die Herstellung von Flächentransistoren, erzielt worden.
  • Es sind bereits Methoden bekannt, nach denen die Umwandlung des einen Leitungstypus in den anderen durch Beschuß mit Nukleonen (Kernteilchen) bewirkt wird. In der Literatur ist bei Besprechung der Eigenschaften der p-n-Transistoren jedoch lediglich angegeben, daß eine dünne p-leitende Schicht zwischen zwei n-leitenden Schichten eingelagert ist, wobei ein Einkristall verwendet wird.
  • Für die zu erzielende Wirkung bei Kristalloden, insbesondere bei Dioden und Transistoren, ist es wesentlich, daß die Zwischenschicht nur eine geringe Dicke besitzt und daß diese Schicht aus Kristallen bestimmter Größe zusammengesetzt ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von p- oder n-leitenden Schichten gewünschter Kristallitgröße aus halbleitenden Werkstoffen anzugeben. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß die eine (p- oder n-leitende) Komponente aus einer gasförmigen Verbindung durch Zersetzen dieser Verbindung auf die andere als Festkörper vorhandene Komponente aufgebracht wird. Die Kristallitgröße wird dadurch beeinflußt, daß die in fester Form vorliegende Komponente bei Aufbringung der Schicht auf die jeweils erforderliche Temperatur erhitzt wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren der Schichtherstellung unterscheidet sich von den bisher benutzten Verfahren in vorteilhafter Weise, weil nur durch dieses Verfahren Schichten mit Kristallen der gewünschten Größe hergestellt werden können. Die bisher bekannten Aufdampfverfahren, die beispielsweise für Germanium benutzt wurden, haben den Nachteil, daß Schichten mit größeren Kristalliten (z. B. oberhalb o,i ,u) beim Germanium nicht zu erzielen sind. Die durch Aufdampfen erhaltenen Schichten zeigten infolgedessen keine oder nur sehr schlechte Diodeneigenschaften.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise dadurch verwirklicht werden, daß der zu zersetzenden gasförmigen Verbindung, z. B. Germaniumhydrid, ein Fremdgas, z. B. Wasserstoff, beigemischt wird, das regulierend auf die Kristallitgröße einwirkt. Außerdem kann man ein weiteres Fremdgas, welches Störstellen von n- oder p-Charakter liefert, zusetzen und so dosieren, daß solche Störstellen in der aufgebrachten Schicht von p- oder n-leitendem Charakter in bestimmter Zahl hervorgerufen werden. Wichtig ist es auch, daß die mit den Fremdgasen vermischte gasförmige Verbindung mit bestimmter Temperatur und Geschwindigkeit gegen den Festkörper strömt, der ebenfalls auf eine vorgeschriebene Temperatur gebracht ist, die oberhalb der Zersetzungstemperatur der gasförmigen Verbindung liegen soll.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man z. B. dünne Schichten für Kristalloden herstellen. Diese Schichten bestimmter Kristallitgröße werden auf die Oberfläche eines festen Körpers gleichen Halbleiterwerkstoffes, aber entgegengesetzten Leitungscharakters aufgebracht. Es wird also beispielsweise auf einen Grundkörper n-leitenden Germaniums eine Schicht p-leitenden Germaniums in kristallisierter Form aufgebracht.
  • In den Abb. i und 2 sind zwei Ausführungsbeispiele solcher nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Schichttransistoren wiedergegeben, während in Abb.3 eine Apparatur zur Herstellung der Schichten skizziert ist.
  • Gemäß Abb. i besteht Teil i aus einem Festkörper aus halbleitendem Werkstoff eines bestimmten Typus (z. B. n-leitend). Auf diesen Körper ist nach dem geschilderten Verfahren eine Schicht 3 vom entgegengesetzten Typus (z. B. p-leitend) aufgebracht. Dieser Teil i wird auf .der Schichtseite 3 mit einem Teil 2, der ebenfalls aus einem halbleitenden Werkstoff besteht, zusammengesintert oder zusammengeschmolzen.
  • In Abb. 2 ist eine der Abb. i ähnliche Anordnung dargestellt. Der Aufbau unterscheidet sich lediglich dadurch, daß vor der Zusammensinterung oder Verschmelzung der beiden Teile i und 2 auch auf den Körper 2 noch eine kristallinische Schicht 5 aufgebracht ist. Der elektrische Anschluß der Zwischenschicht kann dann beispielsweise durch eine in Abb. 2 angedeutete metallische kontaktgebende Schicht 4 bewerkstelligt werden.
  • Die in Abb.3 skizzierte Apparatur zur Herstellung der Schichten arbeitet in folgender Weise: Ein mit Wasserstoff vermischter Strom von Gerrnaniumhydrid wird durch eine Kühlfalle 6 geleitet und dort an Germaniumhydrid angereichert und auf niederer Temperatur gehalten. Die Kühlfalle ist beispielsv#,eise mit flüssiger Luft gefüllt. Durch das Rohrleitungssystem 7 strömt das Gemisch, dem über die Leitung io ein störstellengebendes Fremdgas zugesetzt wird, durch eine Düse ä gegen den Auffangkörper 9, der beispielsweise aus Kohle oder aus Germanium besteht. Dieser Körper ist auf eine Temperatur gebracht, die oberhalb der Zersetzungstemperatur des Germaniumhydrids liegt; sie beträgt einige hundert Grad. Je näher die Temperatur des Auffangkörpers dem Schmelzpunkt des Germaniums liegt, um so größer werden die anwachsenden Kristalle. Mit einer derartigen Apparatur konnten Kristallgrößen von etwa ioo,c.s erreicht werden.

Claims (9)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von p- oder n-leitenden Schichten mit gewünschter Kristallitgröße aus halbleitenden Werkstoffen, insbesondere für Kristalloden, dadurch gekennzeichnet, daß eine (p- oder n-leitende) Komponente aus einer gasförmigen Verbindung durch Zersetzen dieser Verbindung auf eine andere als Festkörper vorhandene Komponente aufgebracht wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Beeinflussung der Kristallitgröße der aufzubringenden Schicht die in fester Form vorliegende Komponente auf die jeweils erforderliche Temperatur erhitzt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zu zersetzenden gasförmigen Verbindung ein Fremdgas beigemischt wird, das regulierend auf die Kristallitgröße einwirkt. q..
  4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Fremdgas beigemischt und derart dosiert ist, daß Störstellen in der aufgebrachten Schicht von p- bzw. n-leitendem Charakter bestimmter Leitfähigkeit hervorgerufen werden.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Wasserstoff vermischter Strom von Germaniumhydrid in einer Kühlfalle auf niederer Temperatur gehalten und an Germaniumhydrid angereichert wird und daß dieser mit einem störstellengebenden Gas versetzte Strom anschließend durch eine Düse gegen einen auf eine Temperatur oberhalb der Zersetzungstemperatur des Germaniumhydrids erhitzten Auffangkörper, z. B. aus Kohle oder Germanium, strömt.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine p-n-Verbindung mit einen Festkörper zusammengesintert oder -geschmolzen wird, der den gleichen Leitfähigkeitscharakter (n- bzw. p-leitend) hat wie der Festkörper der p-n-Verbindung.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleichartige p-n-Ver- Bindungen hergestellt werden, deren aufgebrachte Schichten, die beide p- oder n-leitend sind, miteinander zusammengesintert oder -geschmolzen werden. B.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörper der beiden zu verbindenden p-n-Verbindungen verschieden große Leitfähigkeit, aber gleichen Charakter (p- bzw. n-leitend) besitzen.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch z bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die beiden Schichten, die versintert oder verschmolzen werden, eine metallische, kontaktgebende Schicht eingesetzt wird.
DENDAT885756D 1951-10-08 Verfahren zur Herstellung von p- oder n-leitenden Schichten Expired DE885756C (de)

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