DE1095401B

DE1095401B - Method for diffusing foreign matter into a semiconductor body for the production of an electrical semiconductor device

Info

Publication number: DE1095401B
Application number: DEST13656A
Authority: DE
Inventors: Rer Nat Wolfram Arnulf Rued Dr; Dr Rer Nat Friedrich Spitzer
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1958-04-16
Filing date: 1958-04-16
Publication date: 1960-12-22

Description

Verfahren zum Eindiffundieren von Fremdstoffen in einen Halbleiterkörper zur Herstellung einer elektrischen Halbleiteranordnung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Halbleiteranordnungen aus Germanium, Silizium oder ähnlichen Halbleitern durch Diffusion von die Leitfähigkeit oder den Leitungstyp verändernden oder bestimmenden Fremdstoffen in den Halbleiterkörper.Method for diffusing foreign matter into a semiconductor body for the production of an electrical semiconductor arrangement The invention relates to a Process for the production of electrical semiconductor devices from germanium, Silicon or similar semiconductors by diffusion of the conductivity or the Foreign substances that change or determine the conductivity type in the semiconductor body.

Es ist bereits bekannt, elektrische Halbleiteranordnungen aus Silizium, Germanium oder anderen Halbleitern durch Eindiffundieren von die Leitfähigkeit oder den Leitungstyp verändernden Fremdstoffen herzustellen. Beim Eindiffundieren werden Temperaturen verwendet, bei denen mindestens ein Teil der beteiligten Substanzen, auf jeden Fall der Halbleiter, in fester Form vorliegen. Die Störstellen bildenden Fremdstoffe dringen bei dieser Temperatur bis zu einer gewünschten Tiefe in den Halbleiterkörper ein. Das Diffusionsverfahren hat gegenüber dem ebenfalls bekannten Legierungsverfahren den Vorteil, daß glatte Diffusionsfronten erzielt werden und die Eindringtiefe der Fremdstoffe genau bemessen werden kann. Die durch Diffusion hergestellten pn-Übergänge haben bei gleicher Sperrspannung geringere Feldstärke als durch Legieren hergestellte.It is already known to make electrical semiconductor arrangements made of silicon, Germanium or other semiconductors by diffusion of the conductivity or to produce foreign matter that changes the conduction type. When diffusing in Temperatures used at which at least some of the substances involved, definitely the semiconductors, in solid form. The imperfections forming Foreign matter penetrates to a desired depth at this temperature Semiconductor body. The diffusion process has compared to the also known Alloying processes have the advantage that smooth diffusion fronts are achieved and the depth of penetration of the foreign matter can be measured precisely. The by diffusion Manufactured pn junctions have a lower field strength for the same reverse voltage than made by alloying.

Ein Nachteil des Diffusionsverfahrens gegenüber dem Legierungsverfahren ist die höhere und längere Erhitzung bei der Herstellung der Halbleiteranordnung. Die Gefahr der Verunreinigungen des Halbleiterkörpers steigt mit steigender Temperatur stark an, und auch die längere Erhitzungsdauer erhöht die Gefahr der Verunreinigung wesentlich. Besonders schädlich sind dabei geringe Mengen von Gold, Kupfer und Nickel. Durch die eingewanderten VerunreinigungenentstehenRekombinationszentren,welche die Lebensdauer der beweglichen Ladungsträger erheblich verkürzen. Außerdem ist die Dicke der Basiszone bei doppelt diffundierten Transistoren sehr gering, nämlich 1 bis 2 [t, während bei den durch Diffusion hergestellten Leistungsgleichrichtern sehr dünne Halbleiterplättchen (von etwa 60 bis 100 [. Dicke) erforderlich sind. Infolge dieser geringen Schichtdicke können Störstoffe in kurzer Zeit den ganzen Halbleiterkörper bzw. eine ganze Zone durchdringen und teilweise eine Änderung des Leitungstyps herbeiführen. Wahrscheinlich sind auch die beim Betrieb der bisher bekannten Diffusionsgleichrichter und -transistoren auftretenden Alterungserscheinungen auf das Vorhandensein von derartigen Störstoffen zurückzuführen.A disadvantage of the diffusion process compared to the alloy process is the higher and longer heating in the manufacture of the semiconductor device. The risk of contamination of the semiconductor body increases with increasing temperature and the longer heating time also increases the risk of contamination essential. Small amounts of gold, copper and nickel are particularly harmful. The immigrated impurities create recombination centers which the Significantly shorten the service life of the moving load carriers. Besides, the Thickness of the base zone in double diffused transistors is very small, namely 1 to 2 [t, while for the power rectifiers manufactured by diffusion very thin semiconductor wafers (from about 60 to 100 [. thickness) are required. As a result of this small layer thickness, contaminants can be removed in a short time Penetrate semiconductor body or an entire zone and partially change the Bring about the line type. Probably the ones in operation are also the ones up to now known diffusion rectifiers and transistors occurring aging phenomena due to the presence of such contaminants.

Da es bisher noch nicht gelungen ist, Halbleiterstoffe nachträglich von Verunreinigungen zu befreien, ohne sie nochmals zu schmelzen, muß während des Herstellungsverfahrenspeinlich daraufgeachtetwerden, daß die ursprünglich verwendeten sehr reinen Halbleiterkristalle nicht während der Herstellung von Halbleiteranordnungen verunreinigt werden. Wie bereits dargelegt wurde, ist diese Gefahr besonders beim Diffusionsverfahren gegeben, da hierbei hohe Temperaturen und lange Erhitzungszeiten erforderlich sind.Since it has not yet been possible to use semiconductor materials subsequently To get rid of impurities without melting them again, must during the During the manufacturing process, care must be taken to ensure that the originally used very pure semiconductor crystals are not used during the manufacture of semiconductor devices become contaminated. As has already been pointed out, this danger is particularly acute with Diffusion processes are given because of the high temperatures and long heating times required are.

Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen durch Diffusion wird der Halbleiterkörper in einem Rohr aus reinstem Quarz erhitzt und der Einwirkung des einzudiffundierenden Fremdstoffes ausgesetzt.In the known methods for producing semiconductor devices The semiconductor body is heated by diffusion in a tube made of the purest quartz and exposed to the influence of the foreign matter to be diffused.

So wird beispielsweise in dem Quarzrohr ein Rohr aus Tantal angeordnet, in dem sich der Halbleiterkörper befindet. In einem Ansatz dieses Tantalrohres ist die einzudiffundierende Substanz angeordnet. Das Tantalrohr wird durch Induktionsheizung erhitzt, wodurch der Halbleiterkörper auf die entsprechende Diffusionstemperatur gebracht wird. Gleichzeitig wird der Ansatz des Tantalrohres erhitzt, so daß die Dotierungssubstanz zum Halbleiterkörper strömt und in diesen eindiffundiert.For example, a tube made of tantalum is placed in the quartz tube, in which the semiconductor body is located. In one approach this tantalum tube is arranged the substance to be diffused. The tantalum tube is made by induction heating heated, whereby the semiconductor body to the corresponding diffusion temperature is brought. At the same time the approach of the tantalum tube is heated so that the Dopant flows to the semiconductor body and diffuses into it.

Man hat auch den zu behandelnden Halbleiterkörper durch eine im Rohr angeordnete Widerstandsheizung erhitzt und so auf die entsprechende Temperatur gebracht. Schließlich wurde auch der Halbleiterkörper mit der einzudiffundierenden Substanz in ein gemeinsames Gefäß eingeschmolzen und dieses von außen erhitzt. Bei der Oberflächenoxydation von Silizium wurden auch Strahlungsheizer aus Graphit verwendet.You also have the semiconductor body to be treated through one in the tube arranged resistance heating is heated and brought to the appropriate temperature. Finally, the semiconductor body with the substance to be diffused was also made melted into a common vessel and heated from the outside. With surface oxidation from Silicon, radiant heaters made from graphite were also used.

Es hat sich jedoch gezeigt, das bei allen diesen bekannten Verfahren störende Fremdstoffe in den Halbleiterkörper gelangen, die von außen durch die Quarzwandung in den Diffusionsraum eingedrungen sein müssen. Durch eingehende Untersuchungen wurde festgestellt, das Quarz in heißem Zustande für solche störenden Substanzen durchlässig ist, während es in kaltem Zustande keine störenden Fremdstoffe hindurchläßt. Man muß daher beim Diffusionsverfahren heiße Quarzwandungen, die den. Halbleiterkörper von der Außenwelt trennen, vermeiden.However, it has been shown that in all of these known methods interfering foreign substances get into the semiconductor body, which come from outside through the quartz wall must have penetrated into the diffusion space. Through in-depth research it was found that the quartz is in a hot state for such interfering substances is permeable, while in the cold state it does not allow any interfering foreign matter to pass through. You must therefore in the diffusion process hot quartz walls that the. Semiconductor body Separate from the outside world, avoid.

Die beim Diffusionsverfahren auftretenden Schwierigkeiten durch Einwandern von störenden Fremdstoffen sind insbesondere auf die dabei verwendeten hohen Temperaturen und langen Erhitzungszeiten zurückzuführen. Die Indüktionsheizung bietet hier Vorteile, weil die Quarzwandung hierbei nicht direkt erhitzt wird.The difficulties encountered in the diffusion process due to immigration of interfering foreign substances are in particular due to the high temperatures used and long heating times. Induction heating offers advantages here, because the quartz wall is not heated directly.

Andererseits hat jedoch die Induktionsheizung auch gewisse Nachteile. Diese zeigen sich besonders, wenn der Halbleiterkörper durch Induktionsheizung direkt erhitzt wird. Da der Halbleiterkörper in kaltem Zustande nur eine sehr geringe Leitfähigkeit hat, muß er erst durch eine geeignete Unterlage aus leitendem Material mittelbar auf eine genügend hohe Temperatur erhitzt werden, bis die Leitfähigkeit so groß ist, das er aus dem elektrischen Feld selbst genügend Energie aufnimmt.On the other hand, however, induction heating also has certain disadvantages. These are particularly evident when the semiconductor body is directly induction heating is heated. Since the semiconductor body has only a very low conductivity in the cold state has, it must first indirectly by means of a suitable base made of conductive material be heated to a sufficiently high temperature until the conductivity is so great is that it absorbs enough energy from the electric field itself.

Die Erhitzung des Halbleiterkörpers läßt sich auf diese Weise jedoch nicht ohne weiteres in dem gewünschten Umfange steuern, da je nach der Temperatur die Leitfähigkeit des Halbleiterkörpers verschieden ist und er teils durch die Strahlungswärme der Unterlage erhitzt wird, teils durch das direkt einwirkende Feld.However, the semiconductor body can be heated in this way not easily controlled to the desired extent, as it depends on the temperature the conductivity of the semiconductor body is different and it is partly due to the radiant heat the surface is heated, partly by the directly acting field.

In jedem Falle wird aber das umgebende Quarzrohr durch die dabei entstehende Wärmestrahlung erhitzt, so das störende Fremdstoffe durch die Quarzwandung in den Diffusionsraum eindringen und den Halbleiterkörper in unerwünschter Weise beeinflussen können.In any case, however, the surrounding quartz tube is replaced by the resulting Heat radiation heats up, so the disruptive foreign matter through the quartz wall into the Penetrate diffusion space and affect the semiconductor body in an undesirable manner can.

Diese Schwierigkeiten werden durch die Erfindung vermieden.These difficulties are avoided by the invention.

Die Erfindung bezieht sich somit auf ein Verfahren zum Eindiffundieren von Fremdstoffen in einen Halbleiterkörper aus Germanium, Silizium oder ähnlichen Halbleitermaterialien zur Herstellung einer elektrischen Halbleiteranordnung.The invention thus relates to a method for diffusing in of foreign matter in a semiconductor body made of germanium, silicon or the like Semiconductor materials for producing an electrical semiconductor device.

Erfindungsgemäß werden der Halbleiterkörper und die Fremdstoffe in einem direkten Stromdurchgang oder induktiv erhitzten abgeschlossenen Rohrofen aus leitendem Material z. B. aus spektralreinem Graphit, zusammen auf die Diffusionstemperatur erhitzt, der Rohrofen wird ganz in einem zweiten Rohr aus Quarz oder Metall angeordnet, der Zwischenraum wird von einem inerten Gas. z. B. Edelgas, durchströmt, und das zweite Rohr wird während des Diffusionsvorganges gekühlt.According to the invention, the semiconductor body and the foreign matter are in direct current or inductively heated closed tube furnace conductive material e.g. B. from spectrally pure graphite, together on the diffusion temperature heated, the tube furnace is placed entirely in a second tube made of quartz or metal, the space is made up of an inert gas. z. B. noble gas, flows through, and that second tube is cooled during the diffusion process.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird in wirksamer "'eise das Eindringen von unerwünschten störenden Fremdstoffen verhindert. Dies geschieht einmal dadurch, das der Halbleiterkörper in einem abgeschlossenen Rohrofen angeordnet wird. Da der Halbleiterkörper durch den ihn allseitig umschließenden Rohrofen erhitzt wird, wird auch eine gleichmäßige Temperaturverteilung im Halbleiterkörper erzielt, und die Temperatur läßt sich mit verhältnismäßig geringem Aufwand steuern. Durch das zwischen dem Rohrofen und der Umhüllung strömende Gas werden eventuell eingedrungene störende Fremdstoffe laufend fortgeführt, so das nicht die Gefahr besteht, das diese durch die Wandung des Rohrofens zum Halbleiterkörper gelangen. Schließlich verhindert die Kühlung des den Rohrofen umgebenden zweiten Rohres, das durch dieses während der Diffusion Fremdstoffe hindurchdringen.In the method according to the invention, in an effective way, that Prevents the penetration of undesired, disruptive foreign matter. This happens once in that the semiconductor body is arranged in a closed tube furnace. Since the semiconductor body is heated by the tubular furnace surrounding it on all sides a uniform temperature distribution in the semiconductor body is also achieved, and the temperature can be controlled with relatively little effort. By the gas flowing between the tube furnace and the envelope may have penetrated disturbing foreign substances continuously continued, so that there is no risk that these get through the wall of the tube furnace to the semiconductor body. Finally prevented the cooling of the second tube surrounding the tube furnace, which is passed through this during foreign matter penetrate through diffusion.

Das Verfahren gemäß der Erfindung hat den Vorteil großer Einfachheit und geringen Aufwandes. Gleichzeitig kann der Halbleiterkörper auf beliebige, definierte Temperaturen gebracht werden.The method according to the invention has the advantage of great simplicity and little effort. At the same time, the semiconductor body can be defined on any desired Temperatures are brought.

Zweckmäßigerweise wird zur Erhitzung des Hall)-leiterkörpers ein Rohrofen aus spektralreinem Graphit verwendet, das durch direkten Stromdurchgang erhitzt wird. Es können jedoch für den Rohrofen auch Metallrohre aus Wolfram, Molyl)däti oder Tantal verwendet werden.A tube furnace is expediently used to heat the Hall conductor body made of spectrally pure graphite, which heats through direct passage of electricity will. However, metal tubes made of tungsten, molyl) can also be used for the tube furnace or tantalum can be used.

Die einzudiffundierenden Substanzen werden z. B. vor dem Einbringen des Halbleiterkörpers in den Rohrofen auf irgendeine bekannte Weise in dünner Schicht auf die Oberfläche des Halbleiterkörpers aufgebracht, z. B. durch Aufdampfen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die einzudiffundierende Substanz erst während des Erhitzens mit dem Halbleiterkörper zusammenzubringen, z. B. indem man ein inertes Gas mit einer dotierenden Substanz belädt und durch den Rohrofen strömen läßt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, im Rohrofen ein Stück der einzudiffundierenden Substanz anzuordnen und ein inertes Gas während der Erhitzung so durch den Rohrofen zu leiten, das der entstehende Dampf der Dotiersubstanz mit dem durchströmenden inerten Gas an die Oberfläche des Halbleiterkörpers gebracht wird.The substances to be diffused are z. B. before introduction of the semiconductor body in the tube furnace in any known manner in a thin layer applied to the surface of the semiconductor body, e.g. B. by vapor deposition. It but there is also the possibility of the substance to be diffused only during bring the heating together with the semiconductor body, z. B. by using an inert Gas loaded with a doping substance and allowed to flow through the tube furnace. One Another possibility is to use a piece of the to be diffused in the tube furnace Arrange substance and an inert gas while heating so through the tube furnace to conduct the resulting vapor of the doping substance with the flowing through inert gas is brought to the surface of the semiconductor body.

Bei Verwendung eines Rohrofens aus Graphit ist die Abwesenheit von Sauerstoff oder anderen oxydierenden Substanzen erforderlich. Deshalb wird der Ofen in einem geeigneten inerten rulcnnden oder strömenden Gas, z. B. einem Edelgas, angeordnet.When using a tube furnace made of graphite, the absence of Oxygen or other oxidizing substances required. That is why the furnace in a suitable inert flowing or flowing gas, e.g. B. a noble gas, arranged.

Um das Schutzgas für den Graphitrohrofen von der den Halbleiterkörper umgebenden Atmosphäre zu trennen, ist es weiter vorteilhaft, im Graphitrohr ein Quarzrohr anzuordnen, in dem sich die zu behandelnden Halbleiterplättchen befinden. Auf diese Weise können auch oxydierende Gase als Atmosphäre, in der der Halbleiterkörper erhitzt wird, verwendet werden.To get the protective gas for the graphite furnace from the semiconductor body To separate the surrounding atmosphere, it is further advantageous to use a graphite tube To arrange quartz tube in which the semiconductor wafers to be treated are located. In this way, oxidizing gases can also be used as an atmosphere in which the semiconductor body is heated.

Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispiels für eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens näher erläutert werden. In Fig. 1 ist eine entsprechende Vorrichtung im Schnitt dargestellt, während in Fig. 2 eine andere Form des Erhitzers perspektivisch dargestellt ist.The invention is intended to be based on an exemplary embodiment of a device for carrying out the method are explained in more detail. In Fig. 1 is a corresponding Device shown in section, while in Fig. 2 another form of the heater is shown in perspective.

In einem doppelwandigen Quarzrohr 1, das von einer geeigneten Kühlflüssigkeit durchströmt ist, befindet sich das Graphitrohr 2, dessen Enden 2a verstärkt sind. Dadurch wird eine zu starke Erhitzung der Rohrenden vermieden. Der Kühlmantel kann aber auch aus einem gut wärmeleitenden Metall, wie Silber oder Gold, bestehen. Sogar Kupfer kann dafür verwendet werden, ohne das eine Verunreinigung des Halbleiterkörpers eintritt. Wesentlich ist in jedem Falle eine gute Kühlung des Mantels. An den verstärkten Enden des Graphitrohres 2 sind hohle, wassergekühlte Anschlusschellen 4 befestigt, deren Zu- und Ableitungsrohre 5 gleichzeitig als Stromanschlüsse dienen. Das Rohr 5 ist, wie aus Fig. 1 a entnommen werden kann, so unterteilt, das die Kühlflüssigkeit zwangläufig die ganze Anschlusschelle 4 durchströmt. In dem Heizrohr 2 ist eine Haltevorrichtung 6 angebracht, die zur Lagerung der Halbleiterplättchen 7 dient. Die Halterung 6 kann beispielsweise aus Quarz bestehen, und die Halbleiterplättchen 7 können, wie in Fig. 1 dargestellt, darauf liegen. Es sind aber auch andere Formen der Halterung möglich oder erforderlich, beispielsweise solche, bei denen die Halbleiterplättchen 7 senkrecht angeordnet sind oder so gelagert sind, daß die einzudiffundierende Substanz von beiden Seiten in den Halbleiterkörper eindringen kann. Wie bereits erwähnt, können die Halbleiterplättchen auch in einem Quarzrohr angeordnet sein, das koaxial durch das Graphitrohr verläuft.In a double-walled quartz tube 1, which is supported by a suitable cooling liquid is flowed through, there is the graphite tube 2, the ends 2a are reinforced. This avoids excessive heating of the pipe ends. The cooling jacket can but also made of a metal that conducts heat well, such as silver or gold. Even Copper can be used for this without contaminating the semiconductor body entry. Good cooling of the jacket is essential in any case. On the reinforced ones Ends of the graphite tube 2 are hollow, water-cooled connection clamps 4 attached, whose inlet and outlet pipes 5 also serve as power connections. The pipe 5 is, as can be seen from Fig. 1 a, subdivided so that the cooling liquid inevitably flows through the entire connection clamp 4. In the heating tube 2 is a Holding device 6 attached, those for storing the semiconductor wafers 7 serves. The holder 6 can consist of quartz, for example, and the semiconductor wafers 7 can, as shown in Fig. 1, lie thereon. But there are also other forms the holder possible or necessary, for example those in which the semiconductor wafer 7 are arranged vertically or are stored so that the substance to be diffused can penetrate into the semiconductor body from both sides. As already mentioned, the semiconductor wafers can also be arranged in a quartz tube, which is coaxial runs through the graphite tube.

Wenn die Halbleiterplättchen 7 bereits mit einer dünnen Schicht der einzudiffundierenden Substanz überzogen sind, werden die Rohrenden des Graphitrohres 2 zweckrnäßigerweise durch lose eingesetzte Verschlußstücke 3 aus Graphit verschlossen. Dadurch soll verhindert werden, daß der Dampf der Dotiersubstanz sich außerhalb des Rohres 2 ausbreitet und gegebenenfalls von einem strömenden inerten Gas fortgeführt wird. Durch die eingezeichneten Pfeile soll angedeutet werden, daß ein geeignetes Gas durch den Zwischenraum zwischen Heizrohr und gekühltem Quarzmantel strömt.If the semiconductor wafer 7 is already covered with a thin layer of the substance to be diffused are coated, the ends of the graphite tube become 2 expediently closed by loosely inserted locking pieces 3 made of graphite. This is to prevent the vapor of the dopant from moving outside of the tube 2 and optionally carried on by a flowing inert gas will. The arrows shown are intended to indicate that a suitable Gas flows through the space between the heating tube and the cooled quartz jacket.

Wenn die Dotiersubstanz in gasförmiger Form zugeführt wird, so kann man entweder dem durchströmenden inerten Gas die Dotiersubstanz in geeigneter Menge zusetzen und dabei die Verschlußstücke 3 weglassen, oder die Dotiersubstanz kann verdünnt oder unverdünnt durch ein zu dem äußeren Quarzmantel konzentrisches Rohr direkt durch den Heizofen hindurchgeleitet werden. Der Diffusionsprozeß wird in der Weise ausgeführt, daß die Halbleiterplättchen 7 eine entsprechende Zeitdauer in der Vorrichtung auf eine definierte Temperatur erhitzt werden, so daß die Dotiersubstanz bis zu der gewünschten Tiefe in den Halbleiterkörper eindringt. Da der äußere Quarzmantel kalt bleibt, können keine Störstoffe während des Diffusionsprozesses in die Vorrichtung eindringen. Es können natürlich auch mehrere Dotiersubstanzen verwendet werden, beispielsweise solche, die verschieden schnell in den Halbleiterkörper diffundieren.If the dopant is supplied in gaseous form, so can either the inert gas flowing through the dopant in a suitable amount add and thereby omit the closure pieces 3, or the dopant can diluted or undiluted through a tube concentric to the outer quartz jacket passed directly through the heating furnace. The diffusion process is shown in carried out in such a way that the semiconductor wafers 7 a corresponding period of time be heated in the device to a defined temperature, so that the dopant penetrates into the semiconductor body to the desired depth. Because the outer quartz mantle remains cold, no contaminants can enter the device during the diffusion process penetration. Of course, several dopants can also be used, for example those that diffuse into the semiconductor body at different speeds.

Das Graphitrohr hat z. B. einen Außendurchmesser von 40 mm, einen Innendurchmesser von 30 mm und eine Länge von 500 mm. Ein solches Rohr braucht etwa 2 bis 3 kW zur Heizung. Es kann beispielsweise eine Spannung von 4 bis 6 Volt und eine Stromstärke von 400 bis 600 Ampere verwendet werden.The graphite tube has z. B. an outer diameter of 40 mm, a Inside diameter of 30 mm and a length of 500 mm. Such a pipe needs about 2 to 3 kW for heating. For example, it can have a voltage of 4 to 6 volts and a current of 400 to 600 amps can be used.

Um die Verwendung von derart hohen Stromstärken zu vermeiden, kann das Graphitrohr spiralförmig eingesägt sein, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Die Einschnitte 2 b verlaufen spiralförmig der ganzen Länge nach, so daß sich nach dem Einsägen eine Spirale aus Graphit ergibt. Der Heizkörper hat dann die Form der bekannten Hochohmwiderstände. Die schmalen Einschnitte stören jedoch nicht die gleichmäßige Temperaturverteilung im Heizofen.In order to avoid the use of such high currents, can the graphite tube can be sawn in a spiral shape, as shown in FIG. The incisions 2 b run spirally along their entire length, so that after sawing in a spiral made of graphite. The radiator then has the shape of the known high resistance. However, the narrow incisions do not interfere with the uniformity Temperature distribution in the heating furnace.

Weitere Vorteile, insbesondere die Vermeidung der unbequem hohen Heizstromstärken, werden bei gleicher Heizleistung erzielt, wenn die Einschnitte so angeordnet sind, daß sich eine bifilare Graphitspirale ergibt.Further advantages, in particular the avoidance of the uncomfortably high heating currents, are achieved with the same heating output if the incisions are arranged in such a way that that there is a bifilar graphite spiral.

Es wurde bereits erwähnt, daß an Stelle von Graphit auch andere Substanzen als Material für den Heizkörper in Frage kommen. Natürlich kann auch die Halterung 6 aus einem anderen Material als Quarz bestehen, sofern diese Substanz genügend rein ist und bei der in Frage kommenden Temperatur keine nachteiligen Einwirkungen auf den Halbleiterkörper hat.It has already been mentioned that other substances can also be used instead of graphite come as a material for the radiator in question. Of course, the bracket can also 6 consist of a material other than quartz, provided that this substance is sufficient is pure and has no adverse effects at the temperature in question has on the semiconductor body.

Schließlich ergibt auch die Induktionsheizung in Verbindung mit einem ungeschlitzten Graphitheizrohr Vorteile, und der Nachteil der schwierigen Temperatursteuerung ist vermieden. Im Graphitrohr ist dann kein elektrisches Feld vorhanden, so daß der Halbleiterkörper ausschließlich durch Wärmestrahlung des Graphitrohres erhitzt wird.Finally, induction heating in conjunction with one also results unslotted graphite heating tube advantages, and the disadvantage of difficult temperature control is avoided. There is then no electric field in the graphite tube, so that the semiconductor body is heated exclusively by thermal radiation from the graphite tube will.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method for the diffusion of foreign matter in a semiconductor body made of germanium, silicon or similar semiconductor materials for the production of an electrical semiconductor arrangement, characterized in that that the semiconductor body and the foreign matter in one by direct current passage or inductively heated closed tube furnace made of conductive material, e.g. B. off spectrally pure graphite, are heated together to the diffusion temperature that the tube furnace arranged entirely in a second tube made of quartz or metal that the Space from an inert gas, e.g. B. noble gas flows and that the second tube is cooled during the diffusion process.

2. The method according to claim 1, characterized characterized in that the semiconductor body before being introduced into the tube furnace with one or more of the foreign substances to be diffused is coated.

3. Procedure according to claim 1 and 2, characterized in that the tube furnace during the heating is flowed through by an inert gas.

4. The method according to claim 3, characterized in that that at the same time as the semiconductor body a piece of the foreign substance to be diffused, which is arranged in front of the semiconductor body in the direction of flow of the inert gas, is heated in the tube furnace.

5. The method according to claim 3, characterized in that that the inert gas to be diffused foreign substances are added.

6. Procedure according to claim 5, characterized in that the inert gas contains chemical compounds of the foreign substances to be diffused, which are prevalent in the tube furnace Thermally decompose temperature, can be added.

7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that a tube made of spectrally pure graphite with reinforced ends is used as the tube furnace. Considered publications: German patent applications S 27348 VIII c / 21 g (published on June 25, 1953), S 30275 VIIIc / 21 g (published on September 30, 1954); Austrian patent specification no.199225; British Patent Nos. 639,476, 727,447, 787573; U.S. Patent Nos. 2,802,760, 2,804,405, 2742383.