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DE1213054B - Diffusionsverfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen - Google Patents

Diffusionsverfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen

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Publication number
DE1213054B
DE1213054B DEP27124A DEP0027124A DE1213054B DE 1213054 B DE1213054 B DE 1213054B DE P27124 A DEP27124 A DE P27124A DE P0027124 A DEP0027124 A DE P0027124A DE 1213054 B DE1213054 B DE 1213054B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
diffusion
semiconductor
boron
temperature
crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEP27124A
Other languages
English (en)
Inventor
Alan L Harrington
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pacific Semiconductors Inc
Original Assignee
Pacific Semiconductors Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pacific Semiconductors Inc filed Critical Pacific Semiconductors Inc
Publication of DE1213054B publication Critical patent/DE1213054B/de
Pending legal-status Critical Current

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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
HOIl
Deutsche KL: 21g-11/02
Nummer: 1213 054
Aktenzeichen: P 27124 VIII c/21 g
Anmeldetag: 9. Mai 1961
Auslegetag: 24. März 1966
Die Erfindung bezieht sich auf ein Diffusionsverfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen mit einer oder mehreren Schichten verschiedener Leitfähigkeit und/oder verschiedenen Leitungstyps (p, n), wobei am Halbleiterkörper ein Aktivatormaterial als chemische Verbindung aufgebracht und bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Halbleiterkörpers ganz oder teilweise thermisch zersetzt oder zerlegt wird und das Aktivatormaterial in den erhitzten Halbleiterkörper eindiffundiert.
In der Halbleitertechnik wird eine Zone von Halbleitermaterial, die einen Überschuß an Donatorverunreinigungen und einen Überschuß an freien Elektronen aufweist, als n-Typ-Zone bezeichnet, während eine p-Typ-Zone eine solche ist, die einen Überschuß an Akzeptorverunreinigungen enthält, so daß sich ein Elektronenmangel ergibt oder, anders ausgedrückt, ein Überschuß an Löchern. Wenn ein kontinuierliches festes Muster eines Halbleiterkristalls eine n-Typ-Zone aufweist, die an eine p-Typ-Zone anschließt, so wird die Grenzschicht zwischen beiden als pn- (oder np-) übergang bezeichnet und das Muster des Halbleitermaterials als eine Halbleiteranordnung mit pn-übergang. Ein Muster, welches zwei n-Typ-Zonen besitzt, die durch eine p-Typ-Zone getrennt sind, wird z. B. als npn-Halbleiteranordnung oder Transistor bezeichnet, während ein Muster, welches zwei p-Typ-Zonen aufweist, die durch eine n-Typ-Zone getrennt sind, pnp-Halbleiteranordnung oder pnp-Transistor genannt wird.
Diese pn- oder np-Ubergänge werden nachstehend als gleichrichtende Übergänge oder einfach als Übergänge bezeichnet. Es ist häufig erwünscht, einen nichtgleichrichtenden Übergang oder einen Ohmschen Kontakt an einem Halbleiterkörper vorzusehen. Das Verfahren nach der Erfindung ist besonders geeignet zur Herstellung sowohl von gleichrichtenden als nichtgleichrichtenden übergängen durch die Erscheinung der Diffusion einer aktiven Verunreinigung, nämlich Bor, in den Ausgangs-Halbleiterkristall.
Wenn ein p-Typ-Ausgangskristall, beispielsweise aus Silicium, mit einem gegebenen spezifischen Widerstand eindiffundierte Akzeptorverunreinigungen enthält, wird eine diffundierte p-Typ-Zone verschiedenen spezifischen Widerstandes hergestellt. Die Stufe zwischen diesen beiden Zonen ist das, was hier als nichtgleichrichtender Übergang bezeichnet wird, und kann für die Herstellung eines Ohmschen Kontaktes benutzt werden.
Der Ausdruck »Übergang« wird daher im Rahmen der Erfindung so verwendet, daß er sowohl gleich-Diffusionsverfahren zur Herstellung von
Halbleiteranordnungen
Anmelder:
Pacific Semiconductors, Inc.,
Culver City, Calif. (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. H. Schaefer, Patentanwalt,
Hamburg-Wandsbek, Ziesenißstr. 6
Als Erfinder benannt:
Alan L. Harrington, Hollywood, Calif. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. Oktober 1960 (62 495)
richtende als auch nichtgleichrichtende Übergänge umfaßt.
Der Ausdruck »Halbleitermaterial« wird verwendet als Gattungsname für Germanium, Silicium und Germanium-Silicium-Legierungen und wird benutzt zur Unterscheidung dieser Halbleiter von Metalloxyd-Halbleitern wie Kupferoxyd.
Der Ausdruck »aktive Verunreinigung« wird benutzt zur Bezeichnung derjenigen Verunreinigungen, welche die elektrischen Gleichrichtereigenschaften von Halbleitermaterialien bestimmen zur Unterscheidung von anderen Verunreinigungen, welche keine merkliche Wirkung auf diese Eigenschaften haben.
Aktive Verunreinigungen werden gewöhnlich eingeteilt in Donatorverunreinigungen, wie Phosphor, Arsen und Antimon, oder Akzeptorverunreinigungen, wie Bor, Gallium, Aluminium und Indium.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine verbesserte Diffusionstechnik. Die bisherigen Diffusionstechniken können bezeichnet werden entweder als Prozesse in einem offenen Rohr oder als Prozesse in einem geschlossenen Behälter. Der Prozeß in einem offenen Rohr schließt gewöhnlich die Diffusion dampfförmig—fest der gewünschten Verunreinigung in einem Ofen ein, in welchen gewisse Gase eingeführt sind, um darin die umgebende Atmosphäre zu kontrollieren. Solch ein Prozeß ist in der USA.-Patentschrift 2 802 760 beschrieben.
Der Prozeß in einem geschlossenen Behälter andererseits bezieht sich, wie der Name sagt, auf
609539/324
die Durchführung der Diffusion in einem abgeschlossenen Gefäß, gewöhnlich in einer nichtoxydierenden Atmosphäre. Ein solcher Prozeß ist in der USA.-Patentschrift 2 827 403 beschrieben.
Das Verfahren nach der Erfindung kann etwa betrachtet werden als ein Prozeß in einem offenen Rohr, obgleich in Abweichung von den bekannten Verfahren dieser Arf keine Maßnahme getroffen wird, um die Atmosphäre im Ofen .zu kontrollieren; d. h. also, das Verfahren wird in Verbindung mit der freien Atmosphäre durchgeführt und ist daher wesentlich einfacher und weniger kostspielig. Der Diffusionsprozeß nach der Erfindung kann in Abweichung von den bekannten Techniken bei offenem oder geschlossenem Behälter durchgeführt werden, ohne daß eine besondere Einrichtung und ohne die Anwendung eines Trägergases sowie die übliche Trennung der Kristallplättehen, die gewöhnlich während des Diffusionsvorganges im Ofen vorgenommen werden muß.
Ein anderes bekanntes Verfahren bezieht sich auf die Anwendung einer glasähnlichen Aufschlämmung, welche pulverförmige Teilchen enthält, die eine aktive Verunreinigung wie beispielsweise Aluminiumoxyd einschließen. Diese Aufschlämmung wird auf die Oberfläche des,,. Halbleiterkörpers aufgebracht, in welchen die Diffusion erfolgt. Ein solches Verfahren ist in der USA.-Patentschrift 2 794 846 beschrieben.
Der Hauptnachteil des ein offenes Rohr benutzenden Verfahrens ist die relative Kompliziertheit in der Vorbereitung des Plättchens vor dem Diffusionsprozeß. Die Plättchen müssen ferner voneinander getrennt werden, um der Quelle zu gestatten, daß sie mit den Oberflächen in Kontakt kommt, an denen die Diffusion gewünscht wird. Zusätzlich ist eine Trennung der Plättchen während der Diffusion in einem geschlossenen Behälter erforderlich, um eine ständige Verschmelzung eines Plättchens mit den angrenzenden Plättchen zu verhindern. Es werden Trägergase oder ein Vakuumsystem benötigt, um die Plättchen zu trennen. Schließlich ist die Anwendung einer Glasaufschlämmung schwierig, weil nach dem Trocknen des verbleibende Glas nicht homogen ist. ■
Das Verfahren nach der Erfindung beseitigt die geschilderten Nachteile der bekannten Verfahren und schafft ein einfaches betriebssicheres und billiges neues Diffusionsverfahren.
Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß bei dem eingangs geschilderten Diffusionsverfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen als Aktivatormaterial eine Organische Verbindung benutzt,· die während des Erhitzungs- bzw. Diffusionsprozesses in flüssigem Zustand auf dem Halbleiterkörper bleibt.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein flüssiges organisches Polymer, nämlich Trimethoxyboroxin, gemischt mit Methyltrimethoxysilan, enthaltend eine homogene aktive Verunreinigungsquelle, nämlich Bor, aufgestrichen oder in anderer Weise aufgebracht auf das Plättchen oder die Plättchen, welche diffundiert .werden sollen. Die Plättchen werden dann mit ihren Flächen gegeneinander aufgestapelt, sodaß diejenigen Flächen, auf denen das Polymer angebracht ist, miteinander in Verbindung stehen. Die Plättchen werden dann in einen Ofen gebracht, der auf die Diffusionstemperatur erhitzt wird, und zwar während einer Zeit, die ausreicht, um die gewünschte Tiefe der" Diffusion zu erzielen. Es hat sich als vorteilhaft, jedoch nicht als unbedingt notwendig erwiesen, die bedeckten Plättchen zunächst auf eine Temperatur von 50 bis 200° C zu erhitzen, und zwar während etwa 5 Minuten, um eine Lufttrocknung des homogenen organischen flüssigen Polymers auf der Oberfläche des Kristalls vor dem Diffusionsprozeß zu erzielen.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine neue und verbesserte Diffusionstechnik zu schaffen für die Herstellung eines pn-Uberganges innerhalb eines Halbleiterkristallkörpers. Durch Anwendung der Erfindung kann Bor in einen Halbleiterkristallkörper eindiffundiert werden, ohne daß es notwendig wäre, die Bedingungen der umgebenden Atmosphäre zu kontrollieren. Durch die Erfindung kann Bor in einen Siliciumkristallkörper diffundiert werden, um einen pn-übergang zu erzeugen, wobei das Verfahren geringe Kosten verursacht und in hohem Maße zuverlässig und reproduzierbar ist.
Wenn nach der Erfindung ein pn-übergang in einem Siliciumkristallkörper durch Eindiffusion von Bor erzeugt wird, dann wird die Siliciumoberfläche während des. Diffusionsvorganges nur geringfügig angegriffen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sowie die mit ihr erzielbaren Vorteile werden nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung ist
F i g. 1 ein Querschnitt eines Siliciumplättchens, das nach dem Verfahren der Erfindung behandelt werden soll;
F i g. 2 zeigt ein Plättchen nach F i g. 1 während einer früheren Verfahrensstüfe gemäß der Erfindung;
F i g. 3 zeigt einen Stapel von Plättchen nach Fig. 2, und zwar in wesentlich vergrößertem Maßstab in bezug auf den Durchmesser des Ofens;
■ F i g. 4 entspricht dem Maßstab der F i g. 3 und zeigt einen Stapel von Plättchen innerhalb des Ofens, die nach einem abgeänderten Verfahren der Erfindung behandelt werden;
F i g. 5 zeigt ein einzelnes Plättchen während einer späteren Herstellungsstufe, und
F i g. 6 gibt ein Plättchen nach F i g. 5 wieder bei einer nachfolgenden Herstellungsstufe.
In F i g. 1 ist ein Querschnitt eines Halbleiferkristalls 10 gezeigt, der entweder vom n- oder p-Leitfähigkeitstyp sein kann und beispielsweise aus Germanium, Silicium oder einer Germanium-Silicium-Legierung besteht, und der Klarheit wegen wird nachstehend angenommen, daß der Halbleiter-Ausgangskristall 10 aus Silicium vom n-Leitfahigkeitstyp besteht, wenn nichts anderes gesagt wird.
Nach einem bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist der Siliciumkristall 10 gemäß Fig. 2 an der oberen Oberfläche 11 mit einer Schicht 12 aus einem flüssigen Polymer versehen, welches eine homogene Mischung von zwei organischen Substanzen erhält. Diese Materialien sind Trimethoxyboroxin, dessen Formel
[(MeO)3B.B.2O3]
und Methyltrimethoxysilan, dessen Formel
[MeSi(OMe)3]
ist. In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Mischung von 50 Vo-
5 6
lumprozent jedes dieser Materialien verwendet. Das stimmen beide die Diffusionstiefe. Ein Diffusionsflüssige Polymer, welches aus diesen beiden Lösun- Vorgang bei einer höheren Temperatur erfordert eine gen besteht, kann durch Aufstreichen, Tauchen oder kürzere Zeitperiode, um eine gegebene Tiefe zu Aufsprühen auf die Oberfläche 11 gebracht werden. erreichen. Umgekehrt lassen eine niedrigere Tempe-Es kann jedes Verfahren, durch das ein solches Auf- 5 ratur und eine längere Zeitperiode die gleiche Tiefe tragen bewirkt werden kann, benutzt werden. Eine des Überganges erreichen. Die vorstehend erwähnte Mehrzahl derartig bedeckter Plättchen wird dann Temperatur (138O0C) wird angewandt für eine aufgestapelt, so daß ihre Oberflächen 11 einander maximale Ubergangstiefe bei geringster Zeitdauer, gegenüberliegen und damit die bedeckten Ober- Tatsächlich kann keine definierte untere Grenze flächen einander gegenüberliegen, wie es F i g. 3 io angegeben werden, da eine gewisse Diffusion bei zeigt. Mehrere solcher Stapel, die durch a, b und c jeder Temperatur oberhalb von wenigstens 6000C bezeichnet sind, werden in ein offenes Quarzrohr 20 auftritt und eine Diffusion bis auf eine merkliche gebracht. Wie oben angegeben wurde, ist der Maß- Tiefe innerhalb einer vernünftigen Zeitperiode erstab der Plättchen zwecks Verdeutlichung wesentlich zeugt. Gewünschtenfalls können sogar niedrigere vergrößert gegenüber dem Durchmesser des Behäl- 15 Temperaturen verwendet werden, wenn eine sehr ters. In der Praxis können sehr viel mehr Stapel flache Diffusion erforderlich ist.
innerhalb des Behälters 20 vorhanden sein. Vor dem Die vorliegende Erfindung schließt die Verwen-Aufstapeln der Plättchen einander gegenüber können dung von zwei Verbindungen ein zur Bildung eines die Plättchen zweckmäßig während der Dauer von einzelnen Polymers von verschiedenen Eigenschaften etwa 5 Minuten erhitzt werden auf eine Temperatur 20 aus der Originalflüssigkeit zur Herstellung einer in dem Bereich von 50 bis 2000C, wobei die Ober- festen Substanz mit sehr hohem Schmelzpunkt, fläche, die bedeckt worden ist, der Luft ausgesetzt Dies ist insbesondere wichtig, da die Quelle des wird. Dieser vorläufige Schritt hat sich, obwohl er flüssigen Einzelpolymers eine niedrige Aushärtenicht unbedingt erforderlich ist, als wünschenswert temperatur und eine niedrige Anwendungstemperatur erwiesen, um die Gleichförmigkeit des Niederschlages 25 hat. Tatsächlich ist eine Anwendung bei Raumder Schicht vor dem Diffusionsvorgang zu erhöhen. temperatur möglich, wie oben angegeben worden Sie dient ferner dazu, um die Deckschicht verhältnis- ist. Ferner kann die Konzentration der aktiven mäßig fest und deshalb gleichmäßig zu machen. Dies Verunreinigung, nämlich des Bors, verändert werden ist besonders wichtig, wenn die Schicht durch durch Variieren der Menge des Methyltrimethoxy-Diffundieren angebracht wird, im Gegensatz zum 30 silans, welches grundlegend als ein Lösungsmittel Aufstreichen oder Aufsprühen, wodurch eine relativ für das Trimethoxyboroxin zugefügt wird; es kann dünne Schicht erzielt wird. der Prozentsatz jedes der Bestandteile über einen
Dieser Vorerhitzungsprozeß veranlaßt die Deck- weiten Bereich von 0 bis 99 Volumprozent der Borschicht, ein glasurähnliches Aussehen anzunehmen. verbindung zum Lösungsmittel variiert werden.
Alsdann werden die Plättchen mit ihren Flächen 35 In den F i g. 5 und 6 ist die Schicht 34 aufgegegeneinander innerhalb des Behälters 20 aufge- bracht auf die obere Fläche des Kristalls 30. Beistapelt, wie es in F i g. 3 dargestellt ist. spielsweise während der Diffusionserhitzung bei der
Sie werden alsdann auf eine Temperatur von obenerwähnten Temperatur und während der erannähernd 138O0C erhitzt während einer Zeit von wähnten Zeitdauer wird die Bordiffusion in die 8 bis 16 Stunden, so daß Bor aus der flüssigen poly- 40 Zonen 32 und 33 erfolgen, und zwar derart, daß meren Lösung in erster Linie in die Oberfläche 11 die Tiefe der Diffusion d\ innerhalb der nrTypdes Siliciumplättchens 10 diffundiert und in dieser Zone 31 etwa 0,101 mm und die Tiefe <h annähernd Weise einen pn-übergang erzeugt. Ein Diffusions- 0,076 mm beträgt. Danach werden die Schicht und prozeß bei einer Temperatur von 138O0C erzeugt die Zone 33 durch Läppen entfernt, wodurch sich eine Diffusionstiefe von annähernd 0,101 mm, wenn 45 die Anordnung mit einem pn-übergang nach F i g. 6 die Temperatur während etwa 16 Stunden aufrecht- ergibt. Ein solches Verfahren hat sich insbesondere erhalten wird, d. h. unter diesen Bedingungen die als wichtig herausgestellt, wenn bevorzugt wird, die Tiefe in der bedeckten Oberfläche 11 ist annähernd Oberflächenkonzentration des Bors unter einem 0,101 mm. Eine große Diffusion erfolgt auch in die normalen Niveau zu halten, d. h., die Konzentration Oberfläche 15, welche der bedeckten Oberfläche 5° ist geringer an der Oberfläche, die der Schicht 34 gegenüberliegt. Tatsächlich ist in dem betrachteten entgegengesetzt liegt als die Konzentration unterBeispiel eine Diffusionstiefe von 0,07 mm beobachtet halb der Schicht.
worden. Es hat sich für manche Zwecke als vorteil- In der Praxis hat sich als möglich erwiesen, das haft erwiesen, diese diffundierte Zone in der gegen- Lösungsmaterial vollständig zu entfernen, d. h. das überliegenden Seite 15 als die aktive Zone auszu- 55 Methyltrimethoxysilan, und dennoch eine zufriedenwählen, während die diffundierte Zone unterhalb stellende Diffusion durch direkte Anwendung des der Schicht 12 beispielsweise durch Läppen oder Trimethoxyboroxins allein zu erzielen. Das be-Schmirgeln entfernt wird. sondere System hat sich ferner als gut verträglich
Während im obigen Beispiel die Diffusionstempe- mit Silicium erwiesen, da das Silan des Methyltri-
ratur speziell angegeben ist unter besonderen Be- 60 methoxysilans eine Quelle von Siliciumatomen bildet,
dingungen, um eine spezifische Tiefe der Diffusion B2O3 (welches während des Diffusionsvorganges ent-
zu erzielen, ist es für den Fachmann deutlich, daß wickelt wird) hat die Tendenz, Silicium zu lösen,
es sich hier nur um ein Beispiel handelt. Die Diffu- um Oxyde von Silicium zu bilden. Wenn daher das
sionstemperatur kann über einen beträchtlichen Plättchen die einzige Siliciumquelle ist, kann ein
Bereich variiert werden. Die einzige Begrenzung am 65 Anfressen eintreten. Dadurch, daß eine unabhängige
oberen Ende des Bereiches ist der Schmelzpunkt Siliciumquelle vorgesehen wird, ist das System sich
des Halbleitermaterials, der beispielsweise für Silicium selbst genügend, da es eine Quelle für Siliciumatome
bei 142O0C liegt. Die Temperatur und die Zeit be- aus dem Silan besitzt.
Die molekulare Darstellung der chemischen Reak- Die Gegenwart von Wasser verursacht Hydrolyse
tionen, die zur Diffusion führen, kann wie folgt unter der Bildung eines kurzlebigen Zwischenreak-
wiedergegeben werden, wobei das erste Monomer, tionsproduktes: nämlich Trimethoxyboroxin, als A bezeichnet ist
OCH3
B B
O O
OCH3
(A)
A + 3 H2O
IO B
O
B
0
(Ai)
OH
+ 3CH3OH
Das zweite Monomer,Methyltrimethoxysilan, das als B bezeichnet ist, hydrolysiert wie folgt:
OCH3
CH3-Si-OCH3
(B)
OCH3
+ 3H2O
OH
CH3-Si-OH
OH
+ 3 CH3OH
Die Zwischenreaktionsprodukte Ai und Bi beginnen bei ihrer Mischung zu polymerisieren durch Mischkondensation wie folgt unter Bildung eines Endpolymers, das mit AB bezeichnet ist:
OH O
OH
B
Ai + Bi ■ + H2O
HO — Si — Ο — Β — Ο — Β — Ο — Si — R R O
/Β\
O O
(AB)
wobei R = CH3
Eine Abänderung bei der Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung ist in F i g. 4 gezeigt, worin eine Mehrzahl von Plättchen wie das Plättchen 10 in drei verschiedenen Stapeln aufgestapelt sind, die als a, b und c bezeichnet sind. In diesem Falle sind die Plättchen nicht zuvor mit der aktiven Verunreinigung aus einer organischen polymeren Flüssigkeit bedeckt, statt dessen ist die Flüssigkeit, welche die Quelle für die aktive Verunreinigung enthält, aufgestrichen auf die innere Wand 25 der Quarzröhre 20. Der ganze Ofen wird dann erhitzt auf die Diffusionstemperatür, wie beispielsweise 13800C, und wird auf dieser Temperatur während einer Zeit von beispielsweise 8 bis 16 Stünden gehalten, um die Diffusion durchzuführen. Durch eine Dampfübertragungstechnik wird das Bor aus dem flüssigen Polymer freigegeben und diffundiert in alle Oberflächen der Kristalle 10, die im Behälter angeordnet sind. Es ist gefunden worden, daß durch diese Technik eine sogar gleichmäßigere Verteilung der aktiven Verunreinigungen in den Oberflächen der Plättchen erreicht werden kann.
Die diskutierte Diffusion ergibt sich natürlich aus der Freigabe des Bors aus dem Polymer nach Oxydation in Gegenwart von Wasser und Wärme. Dies kann als ein Prozeß thermischer Zersetzung betrachtet werden.*
B B — O — Si — OH
O OH
Es soll erwähnt werden, daß wahrscheinlich während der thermischen Zersetzung die organischen Gruppen oxydiert werden. Nach vollständiger Oxydation erhält das Polymer eine geschmolzene oder unterteilte glasartige Beschaffenheit bei Abkühlung, d. h. sobald die Temperatur nach dem Diffusionsvorgang auf die Raumtemperatur absinkt.
Bei der beschriebenen Behandlung eines Halbleiterkristallkörpers zwecks Erzielung eines pn-überganges können andere analoge Boroxinverbindungen das angegebene Trimethoxyboroxin ersetzen, wie etwa andere AlkyL- oder Arylboroxine, soweit sie bei Raumtemperatur oder ein wenig darüber flüssig sind, d. h. flüssig in ihrem natürlichen Zustand oder gelöst in einem geeigneten Lösungsmittel.

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Diffusionsverfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen mit einer oder mehreren Schichten verschiedener Leitfähigkeit und/oder verschiedenen Leitungstyps (p, n), wobei am Halbleiterkörper ein Aktivatormaterial als chemische Verbindung aufgebracht und bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Halbleiterkörpers ganz oder teilweise thermisch zersetzt bzw. zerlegt wird und das Aktivatormaterial in den erhitzten Halbleiterkörper eindiffundiert,
dadurch gekennzeichnet, daß als Aktivatormaterial eine organische Verbindung benutzt wird, die während des Erhitzungs- bzw. Diffusionsprozesses in flüssigem Zustand auf dem Halbleiterkörper bleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als organische Verbindung eine thermisch zersetzbare organische Borverbindung mit Bor als Verunreinigung verwendet wird und der Kristallkörper auf eine Temperatur erhitzt wird, die unterhalb seines Schmelzpunktes, jedoch oberhalb der Temperatur liegt, bei der Bor aus der Verbindung in den Körper diffundiert.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als organische Verbindung Alkyloxyboroxin verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Borverbindung in einem Silan gelöst wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Silan Methyltrimethoxysilan verwendet wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche zur Herstellung von pn- oder np-Ubergängen in elektrischen Übertragungseinrichtungen durch Diffusion einer aktiven Verunreinigung, wie Bor, in den Halbleiterkristall eines vorgegebenen Leitfähigkeitstyps, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkristallkörper und Trimethoxyboroxin in einen Behälter gebracht werden, der auf eine Temperatur oberhalb der Zersetzungstemperatur des Trimethoxyboroxins und unterhalb des Schmelzpunktes des Kristalls erhitzt wird, wodurch aus der Verbindung Bor für die Diffusion in den Kristall freigegeben wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halbleiterkristallkörper aus Silicium zusammen mit einer Lösung in den Behälter gebrächt wird, die aus einer Mischung aus Trimethoxyboroxin und Methyltrimethoxysilan besteht.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht auf die Innenwand des Behälters aufgebracht und der Halbleiterkristallkörper aus Silicium in dem Behälter angeordnet wird, der so lange und so hoch erhitzt wird, daß Bor aus dem Trimethoxyboroxin in den Siliciumkörper diffundiert.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht auf wenigstens einen Teil einer ersten Oberfläche des Kristallkörpers aufgebracht und dieser Teil bis auf eine Dicke entfernt wird, die mindestens so groß wie die Diffusionstiefe der Verunreinigung im Kristallkörper ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 1 179 023,
102, 1235 367;
belgische Patentschrift Nr. 580 412;
Buch von F. J. B i ο η d i; »Transistor Technology«, Vol. III, 1958, S. 90 bis 99.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
609 539/324 3. 66 © Bundesdruckerei Berlin
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