DE2438710A1

DE2438710A1 - Vorrichtung zum gezielten einbringen von dotierungsmaterial in einen halbleiterkristallstab auf radiogenem wege

Info

Publication number: DE2438710A1
Application number: DE2438710A
Authority: DE
Inventors: Ernst Haas; Joachim Martin; Manfred Dipl Chem D Schnoeller
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1974-08-12
Filing date: 1974-08-12
Publication date: 1976-02-26
Also published as: GB1468330A; DE2438710B2; DE2438710C3; BE830299A; CA1061686A; US4048508A; DK364275A; JPS584812B2; IT1040380B; JPS5142466A

Description

SIEMENS AKQ¹IENGESELISCHAPt München 2, 1 2.AUG. 1974

Berlin und München Witteisbacherplatz 2

74/1134

Vorrichtung zum gezielten Einbringen von Dotierungsmaterial in einen Halbleiterkristailstab auf radiogenem Wege._

Die vorliegende Patentanmeldung betrifft eine Vorrichtung zum gezielten und reproduzierbaren Einbringen von Dotierungsmaterial in einen Halbleiterkristallstab, insbesondere in einen Siliciumeinkristallstab, auf dem Weg über Kernreaktionen.

Für die Herstellung von hochqualifizierten Halbleiterbauelementen v/erden Siliciumstäbe mit definiertem Dotierstoffgehalt benötigt. Dabei soll der Dotierstoff entsprechend der gewünschten Dotierstoffkonzentration möglichst homogen über das Stabvolumen in radialer und axialer Richtung verteilt sein.

Ea gibt verschiedene Verfahren, die diese Anforderungen wenigstens angenähert erfüllen. Die Dotierung von Halbleiterstäben erfolgt im allgemeinen beim Abscheiden des Halbleitermaterials aus der Gasphase mittels thermischer Zersetzung einer gasförmigen Verbindung des Halbleitermaterials an einem erhitzten Trägerkörper des gleichen Halbleitermaterials. Dabei werden die Dotierungsstoffe den gasförmigen Verbindungen des Halbleitermaterials beigemischt und am Trägerkörper mitzersetzt. Die so hergestellten Kristalistäbe sind polykristallin und müssen in einem anschließenden Zonenschmelzprozeß in den einkristallinen Zustand übergeführt werden. Dabei ändert sich die Dotierstoffkonzentration oft in unkontrollierbarer Weise und es müssen sehr viel höhere Dotierstoffkonzentrationen einge-

VPA 9/11o/4oo9,4o1o,4o11 . Edt/Bam · - 2 -

609809 / ü 5 2 6

243871G

stellt werden, damit die gewünschte Dotierstoffkonzentration im Endprodukt, evtl. nach mehreren Zonendurchgängen, noch enthalten ist» Es muß also beim Zonenschmelzverfahren der eingesetzte PoIykristallstab während des Abscheideprozesses direkt aus der Gasphase oder über die hochdotierte Seele so dotiert sein, daß ein gewünschter spezifischer Widerstand oder eine bestimmte Rekombi- · nationszentrendichte über die Stablänge bei Berücksichtigung des Zonenzieh- und Abdampfeffekte erreicht werden. Hohe Fremdstoffkonzentrationen im fertiggestellten Einkristall sind hiermit jedoch nicht zu erreichen. Ebenso können hohe Fremdstoffkonzentrationen nahe der Löslichkeitsgrenze (io - 1o ° cm ) auch mittels der G-asdotierung, bei welcher ein mit dem Dotierstoff beladener Gasstrom auf die schmelzflüssige Zone geblasen wird, nicht erhalten

1 3 werden. Auch niedrigere Dotierstoffkonzentrationen, z.B. 1o -

14· — 3

1o cm , sind mit den herkömmlichen Methoden schwer reproduzierbar einzustellen.

Die für die genannten Verfahren verwendeten Vorrichtungen bestehen aus einem evakuierbaren Rezipienten, in dem der Halbleiterkristallstab lotrecht in Stabhalterungen, welche durch den Deckel- und Bodenteil des Rezipienten geführt sind, gehaltert werden. Der Dotierstoff wird entweder mittels eines Trägergasstroms mit der gasförmigen Halbleiterverbindung vermischt auf den, durch Stromdurchgang erhitzten Halbleiterkristallstab geblasen und dort thermisch zersetzt ( C-Prozeß) oder mittels eines Trägergasstroms während des tiegelfreien Zonenschmelzen direkt der Schmelzzone zugeführt. Bei letzterem Verfahren werden als Dotierstoffe die gut zu handhabenden, leicht verdampfbaren Verbindungen von Bor und Phosphor verwendet. Die Dosierung der Dotierstoffmengen wird hier über Ventile geregelt.

VPA 9/11o/4oo9,4o1o,4o11 - 3 -

609809/0526

_ 3 — '

Ein großer Nachteil besteht dabei darin, daß die für die Dosierung verwendeten" Ventile nicht genau arbeiten. Darunter leidet die Reproduzierbarkeit der Dotierung der so hergestellten SiIiciumkristallstäbe. Außerdem liefern diese Verfahren und die dazu verwendeten Vorrichtungen - wie bereits berichtet - eine mehr oder weniger inhomogene Verteilung der Dotierstoffe nach dem Zonenschmelzen. ....

Diese Mangel lassen sich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, welcher die Aufgabe zugrundeliegt, auf einfache und rationelle Weise eine über die Stablänge und den Stabquerschnitt homogene ■ gezielte und reproduzierbare Dotierung einzustellen, beseitigen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

a) einer Bestrahlungskammer, in der mindestens eine dreh- und axial verschiebbare Halteeinrichtung für mindestens einen lotrecht eingespannten Halbleiterkristallstab angeordnet ist,

b) einen mit der Halteeinrichtung gekoppelten, gesteuerte Hubbewegungen ausführenden Antriebsmechanismus und

c) einen im Bereich der Seitenvände der Bestrahlungskammer angeordneten Anschluß für eine Strahlungsquelle. ■

Die^! Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß·es - wie aus einem Aufsatz von Tanenbaum und Mills in der Zeitschrift "J. Electrochem; Soc." 1o8 (1961), Seiten 171 und 1-76, zu entnehmen ist - möglich ist, durch Bestrahlung von Siliciumkristallen mit thermischen Neutronen in diesen eine homogene η-Leitfähigkeit zu erzeugen. Dabei wird das im Silicium vorhandene natürliche Isotop Si durch Aufnahme eines thermischen Neutrons und Abgabe von

VPA 9/11o/4oo9,4o1o,4o11 ' - 4-

609 809/0526

- Strahlung in das instabile Isotop Si übergeführt, welches'

unter Aussendung von ρ ^Strahlung mit einer Halbwertszeit von
2,62 Stunden in das stabile P-Isotop ( Phosphor) übergeht. Bei der sogenannten radiogenen Dotierung des Siliciums nach der Reaktion

⁵⁰Si (η, η ⁵¹Si -f+ ³¹P

gilt unter der Voraussetzung, daß Si vollständig abgeklungen

und der Abbrand des Si vernachlässigbar klein ist, folgender
einfacher Zusammenhang:

Np = 1 .7ΊΟ"⁴"

N-p, = Phosphorkonzentration in Atomen/cm ,

$ = thermischer Neutronenfluß in Neutronen/cra -sek.,

t = Bestrahlungszeit in Sekunden.

In einer Weiterbildung des Erfindergedankens ist vorgesehen, als Strahlungsquelle einen mit einem Neutronenleiter gebündelten Neutronenstrahl, der aus einem Kernreaktor herausgeführt wird, zu
verwenden. Die Erfindung ist aber nicht auf die Verwendung einer Neutronenquelle als Strahlungsquelle beschränkt, sondern es läßt sich auch jede andere Strahlungsquelle verwenden, bei welcher durch Beschüß, z.B. mit Protonen, Deutronen, )T- Photonen,ao'-

He-Teilchen, Kernumwandlungen im bestrahlten Halbleiterkristall hervorgerufen und dadurch Dotierungsatome erzeugt werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel nach der Lehre der Erfindung besteht die Bestrahlungskammer aus Aluminium, Edelstahl, einer Zirkonlegierung mit Beimengungen von Zinn und Eisen, Quarz oder einem

VPA 9/11o/4oo9,4o1o,4o11 . - 5 -

609809/0526

polymeren Kohlenwasserstoff, z. B. aus Polyäthylen. Wegen der notwendigen hohen Reinheit im Reaktionsraum wird die Bestrahlungskammer mit einer Gaszu- und -ableitung für Schutzgas, z. B. Helium, ausgestattet.

Es liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, daß der Anschluß für die Strahlungsquelle über einen Neutronenleiter aus einem Rohr oder Zylinder besteht. Dafür ist die Verwendung von verspiegelten Glaskanälen oder Graphitblöcken vorgesehen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel nach der Lehre der Erfindung ist die Stabhalterung aus einem, einen geringen Absorptionskoeffizienten aufweisenden Material, z. B. aus Aluminium, gefertigt; desgleichen auch die Abstützhülse, in welcher das nichtgehalterte Stabende des Halbleiterkristallstabes im Bodenteil der Kammer geführt v/ird.

Zur Ableitung evtl. auftretender Erwärmung des Kristallstabes während der Bestrahlung können die Stabhalterung, die Abstützhülse sowie die Seitenwände der Bestrahlungskammer an einem Kühlmittelkreislauf angeschlossen sein. Desgleichen kann das Schutzgas thermostatisiert v/erden.

In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, die Vorrichtung mit einer zusätzlich in das'Neutronenfeld eingebrachten Neutronenabsorberblende, welche relativ zum Halbleiterstab und/oder zur Neutronenquelle axial verschiebbar ausgebildet ist, auszustatten. Kernumwandlungen und damit Dotierungselementbildung erfolgt im-wesentlichen dann nur in den nicht abgeschirmten Bereichen. Diese Blende beseitigt Inhomogenitäten im Neutronenfeld und er-

VPA 9/11o/4oo9,4o1o,4o11 - 6 -

609809/0526

laubt, ein gewünschtes Dotierungsprogramm entlang des Stabes einzustellen, wobei zusätzlich noch unterschiedliche Wandstärken der Blende zur Herstellung unterschiedlicher Dotierungsstärken ausgenutzt werden können.

Als Neutronenabsorber werden Cadmium, Gadolinium oder Bor verwendet. Die Absorberblende kann in elementarer Form als Formkörper, als Folie oder auch als Aufdampfschicht vorliegen; letztere kann auch auf einem zusätzlichen.Trägerkörper aus inertem Material, z. B. aus Quarz, aufgebracht sein, sich aber auch der Mantelfläche des Halbleiterkristallstabs selbst befinden. Die Aufdampfschicht kann durch Aufdampfen von reinsten Metallen oder direkt auf die Halbleiterkristalloberfläche auf eine durch SiC^-Sehichten geschützte Oberfläche erzeugt werden. Die Vorteile sind gute Wärmeableitung und gute Ausnutzung der Bestrahlungsposition. Unvermeidliche Oberflächenverunreinigungen können durch Ätzung nach der Bestrahlung beseitigt werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel nach der Lehre der Erfindung ist es auch möglich, daß die Absorberblende aus einer Verbindung des Absorbermaterials, z. B. aus einem, zu einem Formkörper verpreßten Oxid, besteht oder aber auch, daß sie aus einer lösung besteht, welche einen hohen Gehalt an stark absorbierenden Isotopen des Ab-

4 >| 7 α i-ry A

sorbermaterials ( Cd, Gd, B) aufweist und sich in einem Quarzzylinder befindet.

Zur besseren Ausnützung der ausgeblendeten Neutronen kann anstelle nur eines Stabes auch ein Stabbündel eingesetzt werden. Dieses Stabbündel wird dann auf einer rotierenden Palette so angeordnet, daß

VPA 9/11o/4oo9,4o1o,4o11 - 7 -

6Q9809/052S

in zeitlichen Mittel jedes,Volumenelement des zu dotierenden Materials gleichlang oder gezielt unterschiedlich im Neutronenfeldmaximun verweilt. Dieses Vorgehen ist möglich, da Silicium ein schwacher Neutronenabsorber ist und damit das Neutronenfeld durch Flußdepression nur geringfügig verändert wird.

Bei Kernreaktionen mit gerichteten schnellen Neutronen, die in Neutronengeneratoren punktförmig erzeugt werden, kann durch gesteuerte Ablenkung des primär auf. das Target auftreffenden Ionenstroms eine ortsabhängig verstärkte Neutronenbestrahlung erreicht werden.

Für die Durchführung der Bestrahlungen werden als Strahlungsquellen Kernreaktoren, Teilchenbeschleuniger oder Radionuklidquellen verwendet . - - , " "

Ein wichtiges Merkmal der erfindungsgemäßen Einrichtung ist, daß der Halbleiterkristallstab in Bezug auf die Strahlungsquelle sowohl in axialer Richtung als auch in horizontaler Richtung durch Rota-. tion bewegt wird, so daß beispielsweise bei Verwendung einer ruhenden Neutronenquelle der Neutronenstrahl eine Schraubenlinie auf dem Stabmantel beschreibt. Die Dotierungskonzentration wird dann außer durch die Neutronenstromdichte $ auch durch die Drehzahl und den Hub (Vorschub) des Stabes (Abstand der Schraubenlinien), d. h. die Bestrahlungszeit im Neutronenstrom.bestimmt.

Die gewünschte Dotierstoffkonzentration entlang des Stabes wird im wesentlichen, wenn nicht die Verwendung einer Absorberblende vorgesehen ist, durch die über den Antriebsmechanismus auf die Stab-

VPA 9/11o/4oo9,4o1o,4o11 - 8 -

609809/0526

halterung übertragenen gesteuerten Hubbewegungen eingestellt. Dabei kann für die Ausführung der gesteuerten Hubbewegungen die Stabhalterung mit einem ferromagnetisehen Kern verbunden sein, welcher mit außerhalb der Kammer angeordneten Mitnehmerelektromagneten gekoppelt ist. Die Hubbewegungen können auch über einen Prozeßrechner^ der ein Dotierungsprogramm vorgibt, gesteuert werden.

Die Vorrichtung nach der Lehre der Erfindung wird im einzelnen an Hand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Figuren 1 und 2 und weiteren Ausführungsbeispielen noch näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine Anordung, bei der die radiogene Dotierung eines Siliciumkristallstabes mittels einer Neutronenquelle durch gesteuerte Hubbewegungen des Stabes erfolgt, während Fig. 2 die gleiche Anordnung unter Verwendung einer Absorberblende darstellt.

In Fig. 1 ist eine mit einer Stabhalterung 2 versehene Kammer 3 aus Aluminium dargestellt, die mit einer Neutronenquelle 4 gekoppelt

in

ist. Dabei ist der Seitenwand der Kammer 3 ein Anschluß 5 vorgesehen, welcher den Neutronenleiter enthält. Dieser besteht z. B. aus einem verspiegelten Glaskanal 6. Die übrigen Seitenwände der Kammer 3 sind mit einem Futter 1 aus Graphit versehen. In der aus Aluminium bestehenden Stabhalterung 2, welche durch den Deckelteil der Kammer 3 in diese eingeführt wird, ist ein noch undotierter Siliciumeinkristallstab 7 von 3o mm 0 lotrecht eingespannt. Das freie Eij.de des Stabes 7 wird in einer im Bodenteil der Kammer 3 angebrachten Stützhülse 8 aus Aluminium geführt. Die Stabhalterung 2 ist mit einem außerhalb der Kammer 3 befindlichen Antriebsmechanismus (in der Figur nicht dargestellt) gekoppelt, so daß ge-

VPA 9/11o/4oo9.4o1o,4o11 - 9 -

609809/0526

steuerte Hubbewegungen auf die Stabhalterung 2 und damit auch auf den Siliciumstab 7 ausgeführt v/erden können, wie durch den Doppelpfeil 9 angedeutet. Außerdem wird der·Stab zur Homogenisierung der Dotierung durch den Antriebsmechanismus um seine lotrechte Achse in Drehung versetzt, wie durch den Drehpfeil 1o angezeigt werden soll. Durch die mit den Bezugszeichen 13 und 14 gekennzeichneten Zu- und Ableitungen kann die Kammer 3 mit einer Schutzgasatmosphäre versehen werden.

Von der ruhenden Neutronenquelle 4 wird ein Neutronenstrahl 11 (durch Punkte dargestellt) auf den sich drehenden und mit einer bestimmten, entsprechend der gewünschten Dotierung eingestellten Hubbewegung beaufschlagten Siliciumeinkristallstab 7 gerichtet, wobei die durch das Bezugszeichen 12 gekennzeichnete Zone im Siliciumkristallstab 7 bestrahlt und damit dotiert wird.

Durch die Maßnahme, daß die Stabhalterung 2 und'damit der Siliciuraeinkristallstab 7 entsprechend einem gewünschten Dotierprogramm mittels des Antriebsmechanismus (Pfeil 9) stetig aus der bestrahlten Zone herausbewegt wird und der Kristallstab 7 um seine Längsachse in Rotation (io) versetzt ist, beschreibt der Neutronenstrahl 11 auf dem Stabmantel eine Schraubenlinie, wobei der Abstand der einzelnen Schraubenlinien, d. h. die Verweilzeit des bestrahlten Stabstückes im Neutronenstrom, der Höhe der durch Kernreaktionen einzubringenden Dotierungskonzentration entspricht. Die Dotierungsdosis wird außerdem noch durch die Neutronenflußdichte (§ bestimmt.

VPA 9/11o/4oo9,4o1o,4o11 * - 1o -

0 9809/0526

- 1o -

Ausführungsbeispiel 1:

Zur Erzielung eines spezifischen Widerstandes von 2oo Ohm.cm η-Leitfähigkeit längs eines Siliciumeinkristallstabes von 3o mm 0 sind für einen Durchgang folgende Parameter einzustellen:

13 Phosphorkonzentration: 2oo-Q-cm,entsprechend 2,6·1ο

—3 Atomen cm

12 -2 —1

Therm. Neutronenfluß: 2*1o Neutronen cm s

Vorschub de'r St abhalte rung: o,5 cm/h

Rotationsgeschwindigkeit

d. Stabhalterung: 1 ο Umdrehungen pro Stunde

Anschließende Temperung: mindestens Io Minuten bei ^" 8oo°C

In Pig. 2 sind die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 1. In das durch die Punkte gekennzeichnete lieutronenfeld (11) wird eine den Siliciumeinkristallstab 7 allseitig umgebende, aus zwei Teilen 15 und 16 bestehende Schlitzblende 17 aus einem neutronenabsorbierenden Material, z. B. aus Cadmium, gebracht, welche relativ zum Siliciumeinkristallstab 7 und auch zur Neutronenquelle 4 axial verschiebbar ausgebildet ist (s. Pfeile 18), so daß bei entsprechendem Vorschub des oberen (16) bzw. Nachschub des unteren (15) Blendenteils der Schlitz vergrößert bzw. verkleinert und damit die bestrahlte Zone 22 im Siliciumeinkristallstab 7 bezüglich ihrer Ausdehnung variiert werden kann. Da noch eine zusätzliche Hubbewegung (9) des Stabes 7 erfolgt, läßt sich auf der gesamten Länge eines Siliciumeinkristallstabes durch einen einzigen Durchgang eine Serie verschieden stark-dotierter Stababschnitte erzeugen, sodaß aus dem Material eines, auf diese Weise dotierten Siliciumein-

VPA 9/11o/4oo9,4o1o,4o11 - 11-

609809/0526

kristallstabes gezielt und reproduzierbar ein ganzes Typenspektrum von Halbleiterbauelementen gefertigt v/erden kann. Dies bringt eine erhebliche Materialeinsparung und verringert den Zeitaufwand. Eine weitere Beeinflussung der Dotierungskonzentration im Stab kann durch die Variation der Bestrahlungsdosis erreicht werden.

Ausführungsbeispiel 2:

Phosphorkonzentration: 1,3·1ο At/cm , entspr. 4-oo.Q.em

12 —2 —1

Therm. Neutronenfluß: 4*1 ο Neutronen cm s

Vorschub der Stabhalterung: 2 cm/h

Rotationsgeschwindigkeit

der Stabhalterung: 6o Umdrehungen pro Stunde

Cd-Blende aus 2 mm starkem Cd-Blech:
Blendenöffnung:· 1o cm
Variationsbereich: 2 bis 2o cm

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung sind gegenüber den bekannten Dotiervorrichtungen folgende Vorteile gegeben:

1. In allen Richtungen des Kristallstabes, auch bei großen Stabdurchmessern, eine gezielte, homogene, reproduzierbare Dotierstoffkonzentration und dadurch eine verbesserte Materialausbeute;

2. gegenüber der Homogenisierung durch das tiegelfreie Zonenschmelzen geringere Kosten durch kleineren Zeitaufwand;

-VPA 9/11o/4oo9,4o1o,4o11 - 12 -

609809/0526

3. die Möglichkeit der Herstellung einer definierten, örtlich variablen Dotierung durch unterschiedlich intensive Bestrahlung, wodurch eine Begradigung von Gradienten und zwar bei p-Material durch Kompensation und bei η-Material durch unterschiedliche radiogene Dotierung erreicht wird;

4. Erzielung von gewünschten Konzentrationsgradienten und Konzentrationsprofilen durch -Verwendung von Neutronenabsorberblenden und Neutronenleitern. Die Dotierung ist innerhalb der begrenzten Bereiche sehr homogen;

5. keine thermische Belastung (wie ζ. B. bei Diffusionsprozessen) und dadurch eine daraus resultierende höhere Reinheit der dotierten Voliunina;

6. Herstellung auch von höchstohraigen Halbleitermaterialien, insbesondere von Silicium mit einem spezifischen Y/iderstand in Bereichen größer 1ooo Ohm.cm; dadurch Möglichkeit der Herstellung von Leistungsgleichrichtern und Thyristoren mit hohen Strömen und Sperrspannungen (z. B. größer 5ooo V) bei ausgezeichnetem avalanche-Verhalten.

Patentansprüche
Figuren

VPA 9/11o/4oo9,4o1o,4o11 - 13 -

6üy809/u526

Claims

P_a_t_e_n_t_a_n_s_£_r_ü_c_h_e

1.) Vorrichtung zum gezielten und reproduzierbaren Einbringen von Dotierungsmaterial in einen Halbleiterkristallstab, insbesondere in einen Siliciumeinkristallstab, auf dem Weg über Kernreaktionen gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) einer Bestrahlungskammer, in der mindestens eine dreh- und axial verschiebbare Halteeinrichtung für mindestens einen lotrecht eingespannten Halbleiterkristallstab angeordnet ist,

b) einen mit der Halteerinrichtung gekoppelten, gesteuerte Hubbewegungen ausführenden Antriebsmechanismus und ■

c) einen im Bereich der Seitenwand der Bestrahlungskammer angeordneten Anschluß für eine Strahlungsquelle.

2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet , daß als. Strahlungsquelle ein, mit einem Neutronenleiter gebündelter Neutronenstrahl aus einem Kernreaktor herausgeführt v/ird.

3.) Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h ge kennzeichnet , daß die Bestrahlungskammer aus Aluminium, aus einer Zirkonlegierung mit Beimengungen von Zinn und Eisen, Edelstahl, Quarz oder einem polymeren Kohlenwasserstoffderivat, z. B. aus Polyäthylen besteht.

4.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet , daß die Bestrahlungskammer mit einer Gaszu- und -ableitung für Schutzgas, z. B. Helium, ausgestattet ist.

VPA 9/11o/4oo9,4o1o,4o11 ■ - 14 -

609809/0 526

-H-

5.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet , daß der Anschluß für die Strahlungsquelle über einen Neutronenleiter aus einem Rohr oder Zylinder besteht.

6.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Verwendung von verspiegelten Glaskanälen oder Graphitblöcken als Neutronenleiter.

7.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Stabhalterung aus einem, einen geringen Absorptionskoeffizienten für Neutronen aufrweisenden Material, z. B. aus Aluminium, gefertigt ist..

8.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet ',daß die Stabhalterung und/oder die Kammerwände an einen Kühlmittelkreislauf angeschlpssen sind.

9.) Vorrichtung nach Anspruch 1-8, dadurch ge kennzeichnet , daß das nichtgehalterte Stabende deo Halbleiterkristallstabes in einer im Bodenteil dar Bestrahlungskammer angebrachten Abstützhülse geführt; wjird.

lötvorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e η η zeichnet , daß die Hülse aus Aluminium besteht,

11.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 1o, gekennzeicti net durch eine zusätzlich in das Neutronenfeld eingebrachte Neutronenabsorberblende, welche relativ zum Halbleiterstab und/oder zur Neutronenquelle axial verschiebbar ausgebildet ist.

VPA 9/11o/4oo9,4o1o,4o11 - 15 -

60 9 809/0526

12.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, gekennzeich net durch die Verwendung einer Neutronenabsorberblende mit entsprechend dem gewünschten Dotierungsprogramm entlang des Stabes eingestellter unterschiedlicher Wandstärke.

13.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 12, gekennzeich net durch die Verwendung von Cadmium, Gadolinium
oder Bor als Neutronenabsorber.

14.) Vorrichtung nach Anspruch 13/ dadurch gekenn zeichnet , daß die Absorberblende in elementarer Form als F-orm· körper, Folie oder Aufdampfschicht vorliegt.

15.) Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn zeichnet , daß die Aufdampfschicht auf einem zusätzlichen Trägerkörper aus inertem Material aufgebracht ist.

16.) Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn zeichnet , daß sich die Aufdampfschicht auf der Mantelfläche des Halbleiterkristallstabes selbst befindet.

17.) Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn

zeichnet , daß die Absorberblende aus einer Verbindung des Absorbermaterials, z. B. aus einem^zu einem Formkörper verpreßten Oxid, besteht.

18.) Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet , daß die Absorberblende aus einer _} in einem
Quarzzylinder befindlichen Lösung besteht, welche einen hohen · Gehalt an stark absorbierenden Isotopen des Absorbermaterials enthält.

VPA 9/11o/4oo9,4o1o,4o11 - 16 -

609809/Ü526

19«) Vorrichtung nach Anspruch 1 "bis 18, dadurch ge kennzeichnet , daß die Seitenwände der Bestrahlungskammer mindestens teilweise aus einem neutronenreflektierenden Material bestehen.

2o.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 19, gekennzeichnet durch die Verwendung von Kernreaktoren, Teilchen-Beschleunigern oder Radionuklidquellen als Strahlungsquelle.

21.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 2o, dadurch ge kennzeichnet , daß für die gesteuerten Hubbewegungen die Stabhalterung mit einem ferromagnetischen Kern verbunden ist, welcher mit außerhalb der Kammer angeordneten Mitnehmerelektromagneten gekoppe-lt ist,

22.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 21, gekennzeich η et durch die Verwendung eines Prozeßrechners für die gesteuerten Hubbewegungen.

23.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 22,gekennzeich

,net durch die Anordnung mehrerer Halbleiterstäbe auf einem um die lotrechte Achse rotierenden Drehteller.

VPA 9/i1o/4oo9,4o1o,4o11

609809/0526