DE966848C - Verfahren zum Herstellen von scharf abgegrenzten Schichten entgegengesetzten Leitfaehigkeitstyps auf einem fertigen Halbleiterkristall eines bestimmten Leitfaehigkeitstyps - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 12. SEPTEMBER 1957

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ist als Erfinder genannt worden

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Halbleiterkristalle dadurch herzustellen, daß auf eine z. B. aus reinem Halbleitermaterial bestehende Unterlage gepulvertes Halbleitermaterial stetig oder intermittierend aufgebracht wird, wobei die Unterlage so weit erhitzt ist, daß das Pulver in dünner Schicht schmilzt und durch schrittweises Entfernen aus der Schmelzzone -zu erstarren beginnt und so fortschreitend ein Kristall gewünschter Größe entsteht.

Gegenüber diesem Verfahren, das sich auf die Herstellung eines Kristalls bezieht, hat die vorliegende Erfindung ein Verfahren, zur Herstellung von scharf abgegrenzten Schichten von entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp auf einem bereits fertigen Halbleiterkristall eines bestimmten Leitfähigkeitstyps zum Gegenstand. Es läßt sich insbesondere auf einen Germaniumkristall anwenden, der z. B. aus einer Schmelze mit spurenweisen Beimengungen einer bestimmten Störstellensubstanz ao gezogen wurde. Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht das Verfahren darin, daß auf eine geglättete und anschließend gesäuberte Oberfläche des fertigen Halbleiterkristalls vom bestimmtem Leitfähigkeitstyp Pulver des gleichen Kristallmaterials zusammen, mit Störstellensubstanzen des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps aufgebracht, dieses Pulver dann momentan geschmolzen und an-

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schließend durch Kühlung von dem seine Unterlage bildenden fertigen Halbleiterkristall her zur Kristallisation gebracht wird. Das Schmelzen: wird dabei mit Vorteil mittels eines oder mehrerer, vorzugsweise mit Hilfe von ladungsträgeroptischen Abbildungsmitteln, gebündelter Ladungsträgerstrahlen vorgenommen. Eine Abänderung des Verfahrens besteht darin, daß man die Kristallisation in einem gasförmigen ίο Medium von geringem Druck vornimmt, welches eine oder mehrere Störstellensubstanzen enthält oder aus diesen besteht. Weiterhin läßt sich das Verfahren dahingehend abwandeln, daß man z. B. auf die Oberfläche eines Überschuß leitenden Germaniumkristalls gepulvertes Silizium mit defektleitendem Störstellenmaterial aufbringt. Es braucht also nicht immer gepulvertes Kristallmaterial der gleichen Art wie der Grundkristall vorzuliegen. Folgende Beispiele mögen den, Gegenstand des Verfahrens weiter erläutern: Auf einem überschußleitenden Germaniumkristall, der z. B. aus einer Schmelze gezogen ist, die spurenweise Beimengungen von Antimon, beispielsweise in der as Größenordnung von 1O-3 °/o enthält, wird gepulvertes Germanium aufgebracht, das bei seiner Herstellung im Gegenwart von beispielsweise Indiumdampf mit defektleitender Störstellensubstanz versehen ist. Umgekehrt ist es auch möglich,, das. 3b Überschuß leiten de Germanium auf das defektleitende Germanium in gepulverter Form aufzubringen.·. Auf kristallines Germanium, das Indium- oder Galliumstörstellen enthält und deswegen defektleitend ist, wird reines Germaniumpulver möglichst störstellen-frei aufgebracht und die-Behandlung in einer Atmosphäre geringen Druckes, der beispielsweise Antimon—Wasserstoff beigemengt, ist, durchgeführt. Auf einem Germaniumkristall, der Zinn enthält und deswegen überschußleitend ist, wird gepulvertes Silizium aufgebracht, das vor der Behandlung mit einem Elektronenstrahl Aluminiumdampf sehr geringen Druckes, z. B. von weniger als X io—3 mm Hg, ausgesetzt war. Patentamsprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von scharf abgegrenzten Schichten von entgegengesetztem Leitfahigkeitstyp auf einem fertigen Halbleiterkristall eines bestimmten Leitfähigkeitstyps, insbesondere auf einem Germaniumkristall, der z. B. aus einer Schmelze mit spurenweisen Beimengungen einer bestimmten Störstellensubstanz gezogen wurde, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine geglättete und anschließend gesäuberte Oberfläche des fertigen Halbleiterkristalls von bestimmtem Leitfähigkeitstyp Pulver des gleichen Kristallmaterials zusammen mit Störstellensubstanzen des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps aufgebracht, dieses Pulver dann momentan geschmolzen und anschließend durch Kühlung von dem seine Unterlage bildenden fertigen Halbleiterkristall her zur Kristallisation gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,-' dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzen mit Hilfe eines oder mehrerer, vorzugsweise mit Hilfe von ladungsträgeroptischen Abbildungsmitteln gebündelter Ladungsträgerstrahlen vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch. 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kristallisation in einem gasförmigen. Medium von geringem Druck stattfindet, welches eine oder mehrere Störstellensubstanzen enthält oder aus ihnen besteht.

4. Verfahren nach. Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß auf die Oberfläche eines übersahußleitetiden .Germaniumkristalls 8p gepulvertes Silizium mit defektleitendem Störstellenmaterial aufgebracht wird.

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