Способ изготовления труб из кремния или карбида кремния и устройство для его осуществления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 593646

«л

«». т

4 (51) М. Кл. (61) EIoïîëíèòåëbíûé к патенту (22) Заявлено30.10.73 (21} 1973560I23-26 (23) Приоритет . — (32) 31.10.72 (31) Р 22 53 410.7 (33) ФРГ

В 01 Ю 17/32

1 ооударственнмй иоиитет

Совета й1инистров СССР по ралаи изаоретений и открытий (43) Опубликовано 15,02.78,рюллетень № 6 (53) УДК 621,315. .592 (088.8) (45) Дата опубликования описанияД6.0g. 78.

Иностранцы

Вольфганг Дитце и Конрад Ройшель (ФРГ) (72) Авторы изобретения

Иностранная Фирма

Сименс АГ" (7l) Заявитель (ФРГ) (5У) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБ ИЗ.КРЕМНИЯ

ИЛИ КАРБИДА КРЕМНИЯ

Изобретение относится к способу получения труб из полупроводниковых материалов, преимущественно труб из кремния или карбида кремния для целей диффузии путем осаждения полупроводникового материала из газообразной фазы полупрсводникового соединения на поверхности формирующего полое тело нагретого носителя из графита или подобного графиту материала и последующего .удаления носителя.

Для диффундирования дополнительного ма.териала в тело полупроводника используются кварцевые трубки или,кварцевые ампулы, которые нагреваются до температуры диффузии в трубчатой печи. Однако при использовании кварцевых трубок или ампул так же,. как при. использовании для диффузионного процесса графитовой трубки, полупроводниковые кристаллические шайбы не могут входить в соприкосновение с материалом трубки. Кроме того, кварцевые трубки имеют тот недостаток, что температура диффузии ограничена 1200 С, так как при этой температуре кварц уже раз: мягчается. Использование кварцевых трубок для целей диффузии требует особых диффузионных печей, так как кварц не может быть нагрет ни путем прямого нагрева, ни путем индукции.

Известен способ для изготовления труб из кремния или карбида кремния путем их осаждения из газовой фазы, содержащей кремний или карбид кремния на поверхность нагретого полого. носителя из графита с последующим его удалением. Устройство для осуществления способа, включает полый трубчатый носитель из графита, размещенный.в -кожухе (11.

После осаждения носитель удаляется беэ разрушения осажденного слоя полупроводни1О кового материала и изготовленная таким образом трубка используется для диффузионных процессов. Такая трубка способна выдерживать более высЬкие температурь, чем трубка из кварца или графита, благодаря чему можно значительно ускорить диффузионный процесс изготовлейня .полупроводниковых элементов

Для упрощения процесса и более равномерного осаждения полупроводникового материа:ла по предлагаемому -способу осаждение ведут на внутреннюю поверхность носителя, на-, греваемого до температуры осаждения непосредственно от источника напряжения, а уда:ляют носитель растворением в кислоте.

Для . осуществления способа предложено усовершенствование устройства, которое состо25 ит в том, что по обоим концам носитель име593646

Формула изобретения

Составитель В. Безбородова

Техред О Луговая Корректор A. Лакида

Тираж9бЧ Подпнсное

Редактор Л. Емельянова

Заказ 2бб/3

ЦНИИПЙ Государственного комнтета Совета Мнннстров СССР по делам изобретеннй н открьггнй! f3935, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патента, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ет токовые контакты, снабженные патрубками для ввода и вывода газов, содержащих кремний или карбид кремния. Кожух может быть снабжен средствами ввода и вывода инертного газа, чтобы защитить графитовый носитель от обжига во время нагревания.

На чертеже изображено предлагаемое устройство. Оно содержит трубчатое полое тело из графита 1 с токовыми контактами по бокам 2 и 3, которое используется в качестве носителя для внутреннего осаждения полупроводникового материала. Для этой цели графитовая трубка 1 снабжена затворами для впуска 4 и выпуска газа для реакции. Для защиты тлеющего графитового тела 1 во время осаждения материала его боковую поверхность

6 защищает кожух — окружающая его кварце,вая трубка 7, с доступом инертного газа 8.

По ходу осуществлении способа газообразный силикохлороформ, смешанный с водородом, через впускной затвор 4 вводят внутрь трубки, который разлагается там на внутренней стенке, нагретой до -1100 1, образуя чистый слой кремния 9. После получения достаточного сЛоя кремния 9 (по крайней мере толщиной в 1 мм) все устройство охлаждается и графитовая трубка 1 отделяется от кремниевой трубки 9.

Для удаления носителя из графита применяется сильноокисляющий концентрированный . раствор кислоты,.например 50 — 60%-ный раст- вор азотной кислоты, нагретый до 50 в 100 С.

Чем выше концентрация раствора кислоты, тем ниже может быть температура раствора. Это относится также и к соответствующим растворам серной кислоты.

Для осаждения тел из скарбида кремния используют монометилтрихлорсипан.

Изготовленные таким образом кремниевая трубка, или трубка нз карбида кремния или какого-либо другого полупроводникового ма- териала в основном газонепроницаемые и используются для диффузионных процессов в обшей полупроводниковой технике.

Если такую трубку нужно нагреть непосредственно, то рекомендуется покрыть ее боко-. вую поверхность полупроводниковым материалом с большим содержанием примеси. Для этоа го сначала внутри трубки графитового носителя осаждается слой кремния с большим содержаыием примеси, а затем на него наносится слой высокочистого кремния так, что после удаления графитового носителя боковая поверхность полученной кремниевой трубки со10 держит слой с большим содержанием примеси.

1. Способ изготовления труб из кремния . или карбида кремния, используемых в полупроводниковой технике для диффузионных процессов, путем осаждения кремния или карбида кремния из газовой фазы, содержащей кремний или карбид кремния, на поверхность нагретого полого носителя из .графита с последующим его удалением, отлича ощийся тем, что, с целью. упрощения процесса и более равномерного осаждения, его ведут на внутреннюю поверхность носителя, нагреваемого до температуры осаждения непосредственно от источника напряжения, а удаление носителя ведут растворением в кислоте.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, включающее полый трубчатый носитель из графита,. размещенный в кожухе, ог36 личающееся тем, что по обоим концам носитель имеет токовые контакты, снабженные патрубками для ввода и вывода газов, содержащих кремний или карбид кремния.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что кожух снабжен средствами ввода и вывода инертного газа, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент ФРГ № 1805970, кл. 12 g 17/32, 23.09. 197 1.