DE939100C

DE939100C - Herstellung von Halbleiterschichten vorzugsweise aus Germanium oder Silizium

Info

Publication number: DE939100C
Application number: DE1953S0032719
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl-Chem Rosenberger
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1953-03-22
Filing date: 1953-03-22
Publication date: 1956-02-16

Description

Herstellung von Halbleiterschichten vorzugsweise aus Germanium oder Silizium Die Erfindung betrifft die Aufgabe, kristallographisch definierte Schichten von halbleitenden Stoffen, wie z. B. Germanium oder Silizium oder Verbindungen bzw. Legierungen von Elementen der 3. und 5. Gruppe des Periodischen Systems, herzustellen, wobei zweckmäßig der Leitfähigkeitstypus wählbar ist.
Gemäß der Erfindung werden derartige Schichten aus Germanium, Silizium od. dgl. auf leitenden Trägern, gegebenenfalls aus demselben Stoff vom selben oder entgegengesetzten Leitfähigkeitstypus, dadurch niedergeschlagen, daß der Halbleiter aus dem Schmelzfluß geeigneter elektrolytisch reduzierbarer Verbindungen des Halbleiters, vorzugsweise den Alkalihexafluoriden oder den Gemischen dieser mit anderen geeigneten Verbindungen, vorzugsweise den Oxyden des Halbleiters, kathodisch reduziert wird. Der Vorgang geht zweckmäßig in einer geeigneten Schutzatmosphäre oder im Vakuum vor sich.
Ausführungsbeispiel: Germanium wird aus einem Schmelzfluß von Kalium-Germaniumhexafluorid mit oder ohne Zusatz von Germaniumdioxyd kathodisch abgeschieden. Der Schmelzpunkt dieser Gemische liegt je nach ihrer Zusammensetzung zwischen 50o und etwa 1300°C. Durch Wahl der Zusammensetzung des Gemisches wird dafür gesorgt, daß ein Schmelzpunkt entsteht, der zweckmäßig wenig unter dem der Ge-Elektrode liegt. Bei dieser Temperatur tritt in Verbindung mit einer geeigneten, durch das Experiment zu ermittelnden Stromstärke die Abscheidung von Germanium in eine für die Verwendung in Richtleitern, Transistoren u. dgl. geeigneten Kristallstruktur ein. Als Kathode dient ein Germaniumkristall, auf dem sich die abgeschiedene Schicht in der gleichen. Qrientierung niederschlägt.
Der Abscheidungsvorgang ist jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Es kann beispielsweise auch eine Abscheidüng auf einem anderen Träger stattfinden. Der Träger braucht nicht notwendig ein Halbleiber zu sein, sondern kann. auch als eine metallisch leitende Elektrode ausgebildet sein. Durch andere Wahl der Zusammensetzung des Schmelzflusses lassen sich andere Schmelzflußtemperaturen erreichen., wodurch sich wiederum die Form der Kristallorientierung oder die Art der mehr oder weniger kristallinen Abscheidung des Halbleiters beeinflussen läßt.
Gemäß einer besonderen Ausbildung des Erfindungsgedankens wird eine Halbleiterschicht des gewünschten Leitfähigkeitstypus elektrolytisch abgeschieden. Dies kann beispielsweise durch Zusatz einer unter den genannten Bedingungen elektrolytisch reduzierbaren Verbindung von Elementen der 3. und/oder 5. Gruppe des Periodischen Systems zum Schmelzfluß geschehen. Dieser. Zusatz erfolgt gemäß einer besonderen Ausbildung des Erfindungsgedankens zu einem oder mehreren bestimmten Zeitpunkten während des Reduktionsvorganges. Hierbei ist darauf zu achten, daß nach Erzeugung eines bestimmten Leitfähigkeststypus durch einen derartigen Zusatz der nächste Zusatz, der einen Wechsel des Leitfähigkeitstyps bewirken soll, so hoch dotiert sein muß, daß der Einfluß des vorhergehenden Zusatzes überkompensiert wird. Auf diese Weise ist es möglich, unter Umständen aus Schichten wechselnden Leitfähigkeitstyps beispielsweise p-n- oder p-n-p- bzw. n-p-n-Schichten herzustellen. Die Anode besteht zweckmäßig aus demselben Material, vorzugsweise Halbleitermaterial, welches elektrolytisch reduziert und an der Kathode abgeschieden werden soll.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Herstellung von halbleitenden Schichten, beispielsweise aus Germanium oder Silizium oder ihren Verbindungen bzw. Legierungen von Elementen der 3. und/oder 5. Gruppe des Periodischen Systems, auf einer leitenden oder halbleitenden Unterlage, welche vorzugsweise aus demselben Material besteht wie die aufzutragende Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter aus .dem Schmelzfluß geeigneter elektrolytisch reduzierbarer Verbindungen des Halbleiters; vorzugsweise den Alkalihexafluoriden oder den Gemischen dieser. mit anderen geeigneten Verbindungen, vorzugsweise den Oxyden des Halbleiters, kathodisch reduziert wird.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzfluß derart prozentual aus verschiedenen elektrolytisch reduzierbaren Verbindungen zusammengesetzt ist, daß eine Temperatur des Schmelzpunktes entsteht, welche für eine gewünschte Kristallorientierung des abgeschiedenen Halbleiters geeignet ist.
3. Verfahren nach Anspruch z oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Schmelze nahe unterhalb des beim Schmelzpunkt des abgeschiedenen Halbleiters bzw. des Kathodenmaterials liegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 3, gekennzeichnet durch die Anwendung einer inerten Schutzatmosphäre oder des Vakuums.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schmelzfluß während der Elektrolyse Donatoren oder Akzeptoren zugesetzt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch aufeinanderfolgenden Zusatz von. Verbindungen zur Schmelze, die einen -umgekehrten Leitfähigkeitstyp erzeugen, an oder Kathode abwechselnd Schichten verschiedenem Leitfähigkeitstyps abgeschieden werden. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung S 16241 VIIIb/2Zc (Patentschrift Nr. 882 445).