DE1022323B - Verfahren zur Herstellung von Elektroden- oder Halbleitermaterial - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Elektroden- oder Halbleitermaterial Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung definierter Portionen von Elektroden- oder Halbleitermaterial, z. B. für Halbleitergleichrichter und Transistoren, mit bestimmtem Störstellengehalt, unter Beeinflussung der Oherflächenspannu:ng des geschmolzenen 1laterials durch ein elektrisches Feld.
• Bei dem bekannten Legierungsprozeß zur Herstellung von Flächengleichrichtern und Transistoren ist es wichtig, das Elektrodenmaterial immer in gleichen d'iefinierten kleinen Portionen zur Hand zu haben. Dies gilt z. B. für Indium, das vorzugsweise für den genannten Zweck gebräuchlich ist.
• Ebenso sind einheitliche Portionen bei der Dotierung von Halbleitersubstanzen zur Erzielung eines bestimmten Leitungstyps erforderlich. Die bekannten Verfahren lassen sich im wesentlichen in zwei Gruppen aufteilen, von denen die erste solche Verfahren enthält, bei denen ein massives Halbleiterstück durch nachträgliche Behandlung mit dotierenden Substanzen in einzelnen Teilen ihren geänderten Leitungstyp erhält, während die andere Gruppe diejenige Verfahren umfaßt, hei denen die Schichtkristalle aus einer Schmelze gezogen werden. Während des Ziehprozesses «-erden, wie es an sich bekannt ist, der Schmelze Substanzen in kleinsten Dosierungen zugefügt, die das elektrische Verhalten de:, wachsenden Kristalls, vorzugsweise schichtweise, verändern. Die hierfür benötigten außerordentlichen kleinen Portionen, die genau dosiert sein müssen, sind schwierig herzustellen. Man ist deshalb schon dazu übergegangen. die Dotierung in der «reise vorzunehmen, daß man zunächst eine Störstoffhalbleiterlegierung schafft und von dieser die zur Dotierung erforderlichen Portionen abtrennt. Es hat sich aber gezeigt, daß sich solche Legierungen infolge der bei der Kristallisation erfolgenden Segregation der Störstoffe im Halbleiter nicht homogen herstellen lassen. Bei der Zerkleinerung der Legierung für Dotierzwecke, die übrigens leicht zu unerwünschten Verunreinigungen führt, erhält inan deshalb keine definierten Konzelntrationsverhältnisse, so daß ein bestimmter Störstellengeha;lt der einzelnen Schichten des Baueleine ntes nicht mehr gewährleistet werden kann.
• Aufgabe der Erfindung ist es, diese Schwierigkeiten zu beseitigen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird der bekannte Effekt verwendet, daß die Oberflächenspannung von Fliissigkeiten, z. 13. von Quecksilber, durch Anlegen eines elektrischen Feldes geändert werden kann. Dieser Effekt wird nun dazu benutzt, definierte Portionen von Elektroden- oder Halbleitermaterial mit bestimmtem Störstellengehalt zu erzeugen. Da Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß diese Portionen durch Austropfeii einer Schmelze aus einem Vorratsbehälter od.dgl. gewonnen werden und die Tropfengröße bei gegebener Austrittsöftnung durch Anlegung bzw. Anderung eines elektrischen Feldes eingestellt wird. Dieses Verfahren ermöglicht sowohl die Herstellung kleinster definierter Portionen von Elektrodenmaterial als auch solchervon Störstofflegierungen zur Dotierung von Halbleitern.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Der Vorratsbehälter 1 enthält eine durch Schmelzen flüssig gemachte Störstofhal.bleiterlegierung 2 und besitzt eine Öffnung 3, die zweckmäßig verschließbar ist, ohne daß diese in der Zeichnung besonders dargestellt ist. Bei freigegebener Öffnung kann die Schmelze aus dem Vorratsbehälter austropfen. Das elektrische Feld wird durch einen in d!ie Schmelze eingebauten Leiter 4 und eine Ringelektrode 5, die unterhalb der Öffnung 3 und in deren Nähe angeordnet ist, mittels einer Hochspannungsquelle 6 hergestellt, die es ermöglicht, Felder in der Größenordnung von 10 kV/cm zu erzeugen. Die Größe der Tropfen 7 ist im wesentlichen durch die Größe der Öffnung 3 gegeben, bei gegebener Austrittsöffnung aber von der Höhe dies elektrischen Feldes abhängig. Es ist möglich, eine zusätzliche Verkleinerung der Tropfen durch Anwendung -eines inhomogenen elektrischen Felde: zu erreichen. das ein weiteres Zerspratzen der Tropfen bewirkt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung definierter Portionen von Elektroden- oder Halbleitermaterial, z. B. für Halbleitergleichrichter und Transistoren, finit bestimmtem Störstellengehalt unter Beeinflussung der Oberflächenspannung des geschmolzenen Materials durch ein elektrisches Feld, dadurch gekennzeichnet, daß-diePortionen durch Austropfen einer Schmelze aus einem Vorratsbehälter od. dgl. gewonnen werden und die Tropfengröße bei gegebener Austrittsöffnung durch Anlegen bzw. Änderung eines elektrischen Feldes eingestellt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter gegen eine Ringelektrode elektrisch aufgeladen wird, durch welche die aus der Austrittsöffnung des Vorratsbehälters austretenden Tropfen hindurchfallen.
3. 3. Elektroden- oder Halbleitermaterial mit bestimmtem Störstellengehalt, dadurch gekennzeichnet, daß dieses gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 und 2 in kleinsten Dosierungen, vorzugs-,veise in Form von Kügelchen, hergestellt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Seeliger, R.: »Angewandte Atomphysik«. Berlin, 1938, S. 354; Pohl, R. W.: »Einführung in die Elektrizitätslelire«, Berlin. 1949, S. 233.