DE2165641A1

DE2165641A1 - METHOD AND DEVICE FOR DOPING SEMICONDUCTOR MATERIAL

Info

Publication number: DE2165641A1
Application number: DE2165641A
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: ATOMIC ENERGY RESEARCH INST
Current assignee: ATOMIC ENERGY RESEARCH INST
Priority date: 1971-10-13
Filing date: 1971-12-30
Publication date: 1973-04-26
Also published as: FR2156511A1

Description

DR. ING. F. "WTJESTHOFF 8 MÜNCHEN OODR. ING. F. "WTJESTHOFF 8 MUNICH OO DR.E.V.PECHMANN SCHWEIGERSTnASS₁₈ DR EVPECHMANN SCHWEIGERSTNASS ₁₈ DR. ING. D. BEHRENS ^ΙΜΛ*°* ⁽°^811> "* ^ä° "DR. ING. D. BEHRENS ^ΙΜΛ * ° * ⁽ ° ^811> "* ^ä ° "

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1A-40 7611A-40 761

Beschreibung zu der PatentanmeldungDescription of the patent application

ATOMIC ENERGY RESEARCH INSTITUTE 170-2 Kong Nyung Dong, Sungbuk-ku, Deoul, KoreaATOMIC ENERGY RESEARCH INSTITUTE 170-2 Kong Nyung Dong, Sungbuk-ku, Deoul, Korea

betreffend
Verfahren und Vorrichtung zum Dotieren von Halbleitermaterial. concerning
Method and device for doping semiconductor material.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Dotieren von Halbleitermaterial, insbesondere zum Herstellen von pn-Übergängen in Halbleitermaterial, isrobei das Halbleitermaterial mindestens bereichsweise mit einem Überzug aus dem Dotierungsmittel versehen und anschliessend bei einer erhöhten Temperatur mit positiv geladenen Teilchen bombardiert wird.The invention relates to a method and an apparatus for doping semiconductor material, in particular for manufacturing of pn-junctions in semiconductor material, provided isrobei the semiconductor material at least partially with a coating of the dopant and is then bombarded at an elevated temperature with positively charged particles.

Die Herstellung von genau definierten pn-Übergängen durch Bombardierung eines Halbleitermaterials mit energiereichen, schweren Ionen, das sogenannte Verfahren der Ionenimplantation, ist bereits seit mehreren Jahren Gegenstand intensiver Forschung. Bei der soganannten heissen Implantation ist das das Ziel darstellende Halbleitermaterial während der Implantation der Ionen auf eine erhöhte Temperatur erhitzt. Obwohl bereits die verschiedensten Verfahren der Ionenimplantation entwickelt worden sind, sieht es so aus, als ob-sich zur .Zeit die heisse Implantation durchzusetzen beginnt.The production of precisely defined pn junctions by bombarding a semiconductor material with high-energy, heavy ions, the so-called ion implantation process, has been the subject of intensive research for several years. In so-called hot implantation, the target is the semiconductor material during implantation the ions are heated to an elevated temperature. Although the most diverse methods of ion implantation have already been developed have been, it looks as if the time is hot Implantation begins to enforce.

Es ist bereits ein Verfahren zur heissen Implantation vorgeschlagen worden, bei welchem ein Siliziumsubstrat, das mit Bor überzogen ist, im Vakuum auf ungefähr 60O⁰C erhitztA method for hot implantation has already been proposed, in which a silicon substrate which is coated with boron is heated ^{to approximately 60O 0 C in a vacuum}

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und mittels eines Protonenstrahls bombardiert wird, dessen Beschleunigugnsenergie mindestens 100 eV beträgt. Die Protonen erzeugen im Siliziumgitter am Ende ihres Weges Leerstellen, die eine dünne Schicht bilden. Die Leerstellen diffundieren in beiden Richtungen von dieser Schicht weg. Diejenigen Leerstellen, welche die Oberfläche erreichen, treffen dort das Dotierungsmittel, nämlich das Bor, welches sich selbst in die Leerstellen substituiert und in das Substrat hinein zu diffundieren beginnt.and is bombarded by means of a proton beam, its acceleration energy is at least 100 eV. The protons create vacancies in the silicon lattice at the end of their path, which form a thin layer. The vacancies diffuse away from this layer in both directions. Those spaces which reach the surface, meet the dopant there, namely the boron, which substitutes itself into the vacancies and diffuses into the substrate begins.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses vorgeschlagene Verfahren so weiterzubilden, dass es mit einfacheren Mitteln und schneller durchzuführen -ist. Ferner soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.The invention is based on the object of developing this proposed method in such a way that it can be used with simpler Means and faster to carry out - is. Furthermore, a device for carrying out the method is to be specified.

Das Verfahren nach der Erfindung umfasst die eingangs genannten Schritte und ist dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Überzug aus dem Dotierungsmittel versehene Halbleitermaterial mit Ionen bombardiert wird, die durch eine Gleichspannungsentladung im Vakuum erzeugt werden. Vorzugsweise wird das Halbleitermaterial bei einer Temperatur von ungefähr 400⁰C, höchstens jedoch bei einer Temperatur von 500°C, bombardiert.The method according to the invention comprises the steps mentioned at the outset and is characterized in that the semiconductor material provided with the coating of the dopant is bombarded with ions which are generated by a direct voltage discharge in a vacuum. Preferably, the semiconductor material at a temperature of about 400 ⁰ C, but not exceeding, bombarded at a temperature of 500 ° C.

Es wird am besten ein Vakuum in der Grössenordnung von 10 bis 10 ^ Torr angewendet.It will best be a vacuum on the order of 10 to 10 ^ torr applied.

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren werden durch die Gleichspannungsentladung im Vakuum positive Stickstoff- und Sauerstoffionen erzeugt und mit diesen das Halbleitermaterial bombardiert Unter dem Einfluss der Bombardierung werden die Atome des Dotierungsmittels, das sich als Überzug auf dem Halbleitermaterial befindet in das erhitzte Halbleitermaterial durch elastische und unelastische Stossvorgänge, durch Substitutionsmechanismen, durch thermische Diffusion und ähnliche Vorgänge implantiert. Auf diese Weise können die verschiedensten Halbleiterbauelemente mit pn-Übergängen erzeugt werden. Ausserdem können in gleicher Weise verschiedene Dotierungsatome in die verschiedensten Kristalle, zu denen beispielsweise auch Quarz gehört, implantiert werden. Da das Halbleiter-In the process according to the invention, the DC voltage discharge in a vacuum generates positive nitrogen and oxygen ions and with them the semiconductor material bombarded Under the influence of the bombardment, the atoms of the dopant, which is a coating on the Semiconductor material is in the heated semiconductor material through elastic and inelastic impact processes, through substitution mechanisms, implanted by thermal diffusion and similar processes. In this way, the most diverse Semiconductor components are produced with pn junctions. In addition, different doping atoms can in the same way in the most varied of crystals, to which for example quartz also belongs to be implanted. Since the semiconductor

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material nur auf 400°C erhitzt wird, ist die Implantierang im efc-Zustand der Kristalle möglich.material is only heated to 400 ° C, the implantation is in the efc state of the crystals possible.

Bei einer wesentlichen Weiterbildung der Erfindung, bei welcher der Wirkungsgrad der Ionenerzeugung bedeutend erhöht und die Herstellung der pn-Übergänge genauer und vielfältiger beeinflussbar ist, wird der Gleichspannungsentladung eine HP-Entladung überlagert. Positive Stickstoff- und Sauerstoffionen werden beispielsweise bei einer HF-Spannung von 0,4 bis 1,5 kV für die HF-Entladung und bei einer Gleichspannung von 1,0 bis 3,0 kV für die Gleichspannungsentladung im Vakuum erzeugt. Das Feld der HF-Entladung sollte ungefähr senkrecht zum Feld der Gleichspannungsentladung ausgerichtet sein, ähnlich wie bei einer HF~Zerstäübung, bei welcher Ionen zwischen insgesamt vier Elektroden erzeugt v/erden.In an essential development of the invention, at which significantly increases the efficiency of the ion generation and the production of the pn junctions more precisely and in a more diverse manner can be influenced, an HP discharge is superimposed on the DC voltage discharge. Positive nitrogen and oxygen ions are, for example, with an HF voltage of 0.4 to 1.5 kV for the HF discharge and with a DC voltage of 1.0 to 3.0 kV generated for the DC voltage discharge in a vacuum. The field of the HF discharge should be aligned approximately perpendicular to the field of the DC voltage discharge, similarly as in an HF atomization exercise, in which ions between a total of four electrodes produced v / ground.

Die Gleichspannung dient nicht lediglich zur Ionisierung der verdünnten Luft, sondern auch zur Beschleunigung der positiven Ionen, während die HF-Spannung zur Erleichterung der Ionisation beiträgt.The DC voltage is not only used to ionize the diluted air, but also to accelerate the positive one Ions, while the RF voltage helps facilitate ionization.

Wenn das mit dem Dotierungsmittel überzogene Halbleitermaterial bei der Temperatur von 400°C auf der negativen Elektrode angeordnet wird, werden die Dotierungsatome während der Bombardierung durch die energiereichen positiven Ionen weggesprüht oder zerstäubt, ohne dass eine Implantierung in das Halbleitermaterial stattfindet. Dies kann dadurch vermieden \/erden, dass das Halbleitermaterial unter der als Gitter ausgeführten negativen Elektrode für die Gleichspannungsentladung derart angeordnet wird, dass die Ionen das Halbleitermaterial durch die Elektrode hindurch erreichen. Dadurch bekommt der Implantationseffekt das Übergewicht gegenüber dem Zerstäubungseffekt. Die als Gitter ausgeführte negative Elektrode hat vorzugsweise eine Maschenweite von ca. 5 mm. Allgemein gilt, dass der Implantationseffekt bei einer festen Temperatur und einer festen Beschleunigungsspannung mit kleiner werdender Maschenweite des Gitters grosser wird. Dafür gibt es die folgende Erklärung:When the semiconductor material coated with the dopant is placed on the negative electrode at the temperature of 400 ° C, the doping atoms are during the Bombardment by the high-energy positive ions sprayed away or atomized without being implanted into the Semiconductor material takes place. This can be avoided by placing the semiconductor material under the negative electrode designed as a grid for the direct voltage discharge is arranged such that the ions reach the semiconductor material through the electrode. This gives the Implantation effect the excess weight compared to the atomization effect. The negative electrode designed as a grid preferably has a mesh size of approx. 5 mm. In general, the implantation effect at a fixed temperature and a fixed accelerating voltage becomes greater as the mesh size of the grid becomes smaller. There is the following for this Explanation:

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Es kann angenommen werden, dass die positiven Ionen zum Teil ihre Ladung durch tangentiale Berührung mit den Drähten des Gitters bzw. der Matrix "beim Durchtritt durch die kleinen Maschen des Gitters und zum Teil ihre jeweilige gesamte kinetische Energie durch einen Aufprall auf die gitterförmige Elektrode verlieren. Nach dem Durchtritt durch die gitterförmige Elektrode können geladene und neutralisierte schwere Ionen zuerst mit dem Überzug aus dem Dotierungsmittel auf dem Halbleitermaterial zusammenstossen und dabei die metallischen Bindungen des Überzugs, die bereits durch die thermische Energie aufgrund der Erwärmung auf eine erhöhte Temperatur geschwächt sind, aufbrechen. Vor dem Zusammenstoss mit dem Überzug aus dem Dotierungsmittel haben die neutralisierten Ionen jeweils einen Teil ihrer kinetischen Energie durch die tangentiale Berührung mit den Matrix-Drähten verloren, während die geladenen positiven Ionen' nach dem Durchtritt durch die Elektrode aufgrund der von der gitterförmigen negativen Elektrode ausgehenden anziehenden Kraft beträchtlich verzögert wurden. Mit kleiner v/erdender Maschenweite des Gitters wird der Anteil der neutralisierten Ionen, die beim Durchtritt der geladenen Ionen durch die gitterförmige. ^Elektrode entstehen, grosser. Ausserdem wird der Verlauf der elektrischen Feldlinien aufgrund geringerer Verzerrung gleichmässiger, so dass sich mehr geradlinige Flugbahnen für die Ionen ergeben.It can be assumed that the positive ions partly get their charge through tangential contact with the wires of the grid or the matrix "when passing through the small meshes of the grid and partly their respective total kinetic Lose energy through impact with the grid-shaped electrode. After passing through the lattice-shaped Electrode can charge charged and neutralized heavy ions first with the coating of the dopant on the semiconductor material collide and thereby the metallic bonds of the coating, which are already created by the thermal energy are weakened due to heating to an elevated temperature, break open. Before colliding with the coating The neutralized ions each have a part of their kinetic energy due to the tangential to the dopant Contact with the matrix wires is lost, while the charged positive ions' after passing through the electrode due to the attractive force from the grid-shaped negative electrode. With The smaller the mesh size of the lattice is the proportion of the neutralized ions that occur when the charged ions pass through through the latticed. ^ Electrode arise, bigger. Besides that the course of the electric field lines becomes more uniform due to less distortion, so that it becomes more straight Resulting trajectories for the ions.

Nach der Kollision mit dem Überzug aus Dotierungsmittel haben die Ionen anschliessend zahlreich Gelegenheit, mit der Oberfläche des Halbleitermaterials zu kollidieren. Da es sich dabei um energiearme Vorgänge handelt, werden die Kollisionen jeweils in Form einer Folge aus unabhängigen Zweikörper-Kollisionen zwischen anstossenden Ionen und stationären Atomen in einer oberflächennahen Schicht stattfinden. Dabei kann sich die Energie eines anstossenden Ions entlang einer Kette von Atomen bis zu einer Fehlstelle fortpflanzen, so dass jedes Atpm der Kette aus seiner Gleichgewichtsstellung verlagert wird und eine ganze Anzahl von Leerstelle-Gitterzwischenplatz-Paaren entstehen kann.After colliding with the dopant coating, the ions then have numerous opportunities to interact with the Collide surface of the semiconductor material. Since these are low-energy processes, the collisions are each in the form of a sequence of independent two-body collisions between colliding ions and stationary atoms in a layer near the surface. The energy of an abutting ion can move along a chain of Propagate atoms up to a defect, so that each atom of the chain is shifted from its equilibrium position and a number of vacancy-lattice-spacing pairs can arise.

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Andererseits haben auch die Dotierungsatome mit aufgebrochenen Bindungen auf dem Halbleitermaterial viele Gelegenheiten, durch einfallende schwere Ionen angestossen zu werden. Da das Kristallgitter des Halbleitermaterials durch die thermische Energie aufgrund der Erwärmung stark verändert ist, können solche Dotierungsatome, welche eine Kollision mit einfallenden schweren Ionen erleiden, in das Kristallgitter hinein auf Gitterzwischenplätze gedrückt werden. Dies findet in einer oberflächennahen Schicht statt, die bei den niedrigen Energien möglicherweise die Tiefe einiger' monoatomer Schichten hat.On the other hand, the doping atoms with broken bonds on the semiconductor material also have many opportunities to be bumped by incident heavy ions. Since the crystal lattice of the semiconductor material by the thermal Energy is greatly changed due to the heating, such doping atoms, which have a collision with incident suffer heavy ions, are pressed into the crystal lattice on intermediate lattice sites. This takes place in a layer near the surface, which at the low energies may have the depth of a few 'mono-atomic layers.

Aufgrund der thermischen Energie der Erhitzung wechseln diese auf den Gitterzwischenplätzen befindlichen Atome in die nächstgelegenen Leerstellen über und diffundieren dann zu den tiefergelegenen Leerstellen. Auf die ersten diffundierenden Atome folgen die anschliessend auf Gitterzwischenplätze implantierten Atome, so dass die Konzentration der Dotierungsatome in einem grossen Ausmass von der Implantationszeit und der Diffusionstemperatur abhängen kann. Jedoch ist die grösste Tiefe der Diffusion der Dotierungsatome durch die durchschnittliche Tiefe der Schicht von Leerstellen begrenzt, die aufgrund der Bombadierung mit den beschleunigten Ionen entstanden sind.Due to the thermal energy of the heating, these atoms located on the intermediate lattice positions change into the The closest vacancies and then diffuse to the deeper vacancies. Diffusing at first Atoms are followed by the atoms which are then implanted on intermediate lattice positions, so that the concentration of the doping atoms depends to a large extent on the implantation time and the diffusion temperature can depend. However, the greatest depth of diffusion of the doping atoms is through the average The depth of the layer is limited by voids that were created as a result of the bombing with the accelerated ions are.

V/ährend dieser Vorgänge dürften die neutralisierten Ionen eine grössere Wirkung bei der Erzeugung von Leerstellen und der Implantation der Dotierungsatome auf Gitterzwischenplätze als die geladenen Ionen haben, da letztere ihre Energie beim Eintritt in das Kristallgitter aufgrund elektronischer und nuklearer Bremskräfte weitgehend verlieren dürften. Wenn die Maschenweite der gitterförmigen Elektrode relativ gross ist, sind an den meisten Kollisionen geladene Ionen anstatt neutralisierter Ionen beteiligt, so dass in diesem Fall der Verstäubungseffekt den Implantationseffekt überwiegt.During these processes the neutralized ions are allowed a greater effect in the creation of vacancies and the implantation of the doping atoms on interstitial lattice sites than the charged ions, since the latter have their energy when entering the crystal lattice due to electronic and nuclear braking forces are likely to largely lose. If the mesh size of the grid-shaped electrode is relatively large, In most collisions, ions are charged rather than neutralized Ions involved, so that in this case the dusting effect outweighs the implantation effect.

Der Unterschied der kinetischen Energie zwischen einem geladenen Ion und einem neutralisierten Ion dürfte im HinblickThe difference in kinetic energy between a charged ion and a neutralized ion is believed to be in view

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auf den Unterschied der Atomgewichte der beiden Gase.Stickstoff und Sauerstoff nur eine geringe Rolle spielen. Es scheint aber, dass auch der Unterschied der Atomgewichte vernachlässigbar ist, obwohl der Ionenstrahl in der verdünnten Luft nicht energiefokussiert, also kein monoenergetischer Strahl ist.on the difference in the atomic weights of the two gases. Nitrogen and oxygen play only a minor role. It seems, however, that the difference in atomic weights is also negligible is, although the ion beam in the diluted air is not energy focused, i.e. it is not a monoenergetic beam.

Der geringe Unterschied zwischen den Atomgewichten von Stickstoff (7) und Sauerstoff (8) wird nur einen vernachlässigbaren Einfluss auf das Auftreten eines Unterschiedes in der Schichtdicke oder -tiefe haben. Es ist bekannt, dass Sauerstoffmoleküle durch eine Glimmentladung in einer sauerstoffgefüllten Vakuumröhre in ionisierte Sauerstoffatome dissoziiert werden können. Ferner ist bekannt, dass auch Stickstoffmoleküle P in ionisierte Stickstoffatome dissoziiert werden können, und zwar durch den Zusammenstoss mit Elektronen, deren Energie jeweils kleiner als 30 eV ist. Andererseits beträgt die Bindungsenergie von Stickstoff- und Sauerstoffmolekülen ungefähr 1,6 eV/Mol bzw. 1,4 eV/Mol. Es kann deshalb angenommen werden, dass die Ionen der verdünnten Luft, welche unmittelbar an der HF-Entladung und an der Gleichspannungsentladung beteiligt sind, in der Hauptsache N- und 0 -Ionen sind.The small difference between the atomic weights of nitrogen (7) and oxygen (8) will only be negligible Have an influence on the occurrence of a difference in the layer thickness or depth. It is known that oxygen molecules dissociated into ionized oxygen atoms by a glow discharge in an oxygen-filled vacuum tube can. It is also known that nitrogen molecules P can be dissociated into ionized nitrogen atoms, namely by colliding with electrons, whose energy respectively is less than 30 eV. On the other hand, the binding energy of nitrogen and oxygen molecules is approximately 1.6 eV / mole and 1.4 eV / mole, respectively. It can therefore be assumed that the ions of the diluted air, which are directly involved in the HF discharge and in the DC voltage discharge are mainly N and 0 ions.

Anstelle einer gitterförmigen negativen Elektrode kann auch eine poröse Elektrode verwendet werden. Jedoch hat sich eine gitterförmige Elektrode in Form eines feinen Netzes als fc wirkungsvoller als eine poröse Platte erwiesen. Eine Schirmleitung der negativen Elektrode zur Verwendung für die Implantation sollte unabhängig von ihrer Form und ihrem Material vorgesehen sein.Instead of a grid-shaped negative electrode, a porous electrode can also be used. However, has a grid-shaped electrode in the form of a fine mesh proved to be more effective than a porous plate. A shield line The negative electrode to be used for implantation should be regardless of its shape and material be provided.

Die Schichttiefe kann.leicht durch eine Veränderung der Beschleunigungsspannung für die Ionen und der Temperatur des erhitzten Halbleitermaterials eingestellt werden. Diese Einstellbarkeit bietet die Möglichkeit zur Herstellung genau definierter pn-Übergänge in einem Halbleiterkörper. Dabei ist auch die Spannung, mit v/elcher die HF-Entladung erzeugt wird, ein Einflussfaktor. Menn die HF-Spannung kleiner als dieThe layer depth can easily be adjusted by changing the acceleration voltage for the ions and the temperature of the heated semiconductor material. This adjustability offers the possibility of producing precisely defined pn junctions in a semiconductor body. The voltage with which the HF discharge is generated is also an influencing factor. Menn the HF voltage is less than that

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beschleunigende Gleichspannung ist, erhöht sich die Pichte des lonenstrahls. Ist jedoch die HF-Spannung grosser als die Gleichspannung, wird die Bombardierungsenergie der Ionen stark herabgesetzt, so dass die Eindringtiefe bei gleichzeitig erhöhter Konzentration kleiner als beim Arbeiten nur mit Gleichspannung ist'. Es lassen sich also die Konzentration der Dotierungsatome und die Schichtdicke steuern.accelerating DC voltage, the density of the ion beam increases. However, if the HF voltage is greater than that DC voltage, the bombardment energy of the ions is greatly reduced, so that the penetration depth at the same time increased concentration is smaller than when working only with direct voltage '. So it can be the concentration of Control doping atoms and the layer thickness.

Aus obigem ergibt sich eine weitere wichtige Fortbildung der Erfindung. Es kann nämlich erforderlichenfalls eine Dotierungsschicht mit einem Konzentrationsgradienten der Dotierung dadurch erzeugt werden,· dass mindestens einer der Einflussfaktoren der Dotierung, wie die Höhe der Gleichspannung und der HF-Spannung, die Temperatur des Halbleitermaterials, die Dicke des Überzugs des Dotierungsmittels, die Dauer der Bombardierung und die Dauer eines auf die Bombardierung folgenden Ausheilvorganges während des Prozesses jeweils allmählich geändert werden.Another important further training arises from the above the invention. This is because, if necessary, a doping layer with a concentration gradient of the doping can be used can be generated by at least one of the influencing factors the doping, such as the level of the DC voltage and the HF voltage, the temperature of the semiconductor material, the Thickness of the dopant coating, the duration of the bombardment and the duration of one subsequent to the bombardment The healing process can be changed gradually during the process.

Die Erhitzung des Halbleitermaterials auf eine erhöhte Temperatur von beispielsweise 400°C erleichtert nicht nur die Implatation der Dotierungsatome, sondern führt nach der Bombardierung auch zu einer Ausheilung von Gefügeschäden im Halbleitermaterial, beispielsweise in einem Siliziumplättchen. The heating of the semiconductor material to an elevated temperature of 400 ° C., for example, not only makes it easier the implantation of the doping atoms, but also leads to the healing of structural damage in the Semiconductor material, for example in a silicon wafer.

Für den Abstand zwischen der negativen Elektrode und dem Halbleitermaterial hat sich ein Mass von ca. 5 mm als günstig erwiesen. Allgemein erhöht sich mit kleinerv/erdendem Abstand die Tendenz des Dotierungsmittels auf dem Halbleitermaterial zu zerstäuben, solange die Bedingungen der Vakuumentladung an sich für eine Zerstäubung günstig sind. Jedoch kann die Zerstäubung nahezu vollständig durch Einstellung des Abstandes zwischen den beiden Beschleunigungselektroden, der Höhe des TJakuums und der Maschenweite der gitterförmigen negativen Elektrode beseitigt werden. Daher liegt ein besonderer Vorzug der Erfindung darin, dass auch eine Metallmaske bestimmter Form, die fest auf einem Halbleiterkörper angebrachtFor the distance between the negative electrode and the semiconductor material, a dimension of approx. 5 mm has proven to be proven favorable. In general, as the distance becomes smaller, the tendency for the dopant on the semiconductor material increases to be atomized as long as the conditions of the vacuum discharge are favorable for atomization. However the atomization can be achieved almost completely by adjusting the distance between the two acceleration electrodes, the Height of the TJakuum and the mesh size of the grid-shaped negative Electrode must be eliminated. Therefore, a particular advantage of the invention is that a metal mask is also more specific Form that is firmly attached to a semiconductor body

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ist, unmittelbar als negative Elektrode verwendet werden kann. Andererseits kann auch ein Halbleiterkörper mit einer Siliziumdioxyd-Maske vorbestimmter Form unterhalt) der als Rechteckgitter ausgeführten negativen Elektrode angeordnet werden. Diese zusätzlichen geometrischen Formen der negativen Elektrode können bei der Herstellung von Transistoren und integrierten Schaltkreisen ausgenutzt werden.can be used directly as a negative electrode. On the other hand, a semiconductor body with a silicon dioxide mask can also be used maintain a predetermined shape) as a rectangular grid executed negative electrode are arranged. These additional geometric shapes of the negative electrode can can be used in the manufacture of transistors and integrated circuits.

Eine zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignete Vorrichtung umfasst erfinduhgsgemäss ein evakuierbares Gefäss mit zwei darin angeordneten, an eine Gleich-Hochspannungswelle anschliessbaren Elektroden und einer darin in der Nähe der negativen Elektrode angeordneten, heizbaren Aufnahmevorrichtung für" ein Stück Halbleitermaterial. Vorzugsweise ist die negative Elektrode als Gitter ausgebildet, wobei sich dann die Aufnahmevorrichtung in Bezug auf das elektrische Feld zwischen den Elektroden unterhalb der negativen Elektrode befindet.According to the invention, a device suitable for carrying out the method according to the invention comprises a device which can be evacuated Vessel with two arranged in it, attached to a direct high voltage wave connectable electrodes and a heatable one arranged therein in the vicinity of the negative electrode Holding device for "a piece of semiconductor material. Preferably the negative electrode is designed as a grid, the receiving device then in relation to the electrical Field between the electrodes is located below the negative electrode.

Die negative Elektrode sollte aus einem zerstäubungs- und hitzefesten'Metall bestehen, damit die Dotierung nicht verfälscht und. eine grosse Lebensdauer erreicht wird. Zusätzlich sollte die negative Elektrode in geeigneter Weise, z.B. mit Wasser, kühlbar sein.The negative electrode should consist of a sputtering and heat-resistant 'metal exist so that the doping does not falsify and. a long service life is achieved. In addition, the negative electrode should be suitably used, e.g. Water, be coolable.

Die Aufnahmevorrichtung umfasst zweckmässigerweise eine Platte aus keramischem Material,unter der ein an einer Heizspannungsquelle anschliessbarer Heizwiderstand angeordnet ist. ILt dem Ileizwiderstand wird der Halbleiterkörper, der auf der keramischen Platte liegt, während des Bombardierens und des anschliesseiiden Ausheilens auf die erhöhte Temperatur von beispielsweise 400°C erhitzt. Anstatt mit einem Heizwiderstand kann das Halbleitermaterial auch durch Induktion erhitzt werden, jedoch 1st die Erhitzung mittels eines Heizwiderstandes für Implantationszwecke wirkungsvoller.The receiving device expediently comprises a Plate made of ceramic material, under which one connected to a heating voltage source connectable heating resistor is arranged. The semiconductor body, which is on the ceramic plate lies, during the bombardment and the subsequent healing to the elevated temperature of, for example 400 ° C heated. Instead of using a heating resistor, the semiconductor material can also be heated by induction, however, heating by means of a heating resistor is more effective for implantation purposes.

Wenn die Heizspannungsquelle einen Heiztransformator umfasst, kann eine einwandfreie Potentialtrennung zwischen dem Netz und der mit Masse verbundenen negativen Elektrode einer-If the heating voltage source comprises a heating transformer, perfect electrical isolation between the Network and the negative electrode connected to ground of a

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seits und der Aufnahmevorrichtung andererseits erzielt werden. Die Potentialtrennung trägt zur wirksamen Implantation der Dotierungsatome im Halbleitermaterial selbst unter Bedingungen der Vakuumladung bei, die eine Zerstäubung begünstigen, und bewahrt die Aufnahmevorrichtung vor einer unnötigen Überlastung aufgrund einer Bombardierung, mit geladenen Ionen.on the one hand and the receiving device on the other hand. The potential separation contributes to the effective implantation of the doping atoms in the semiconductor material even under conditions of vacuum charge that favor sputtering, and protects the receiving device from unnecessary overload due to bombardment with charged ions.

Gemäss der Erfindung wurden beispielsweise zur Herstellung eines pn-Übergangs Boratome in ein n-Siliziumplättchen implantiert, indem das mit einem dünnen-Überzug aus Bor versehene Plättchen bombadiert wurde. Der Bor-Überzug wurde durch Erhitzen von BpO^-Puder im Vakuum hergestellt. Nach dem Bombardieren und Ausheilen wurde eine saubere Siliziumoberfläche erzielt, indem der verbleibende Bor-Überzug mit einer Ätzlösung aus 50 Volumenteilen H₂O, 10 Volumenteilen HNO,, 5 Volumenteilen HCl und 2 Volumenteilen H₂SO^ abgewischt wurde. Zur Herstellung eines pn-Übergangs durch η-Dotierung wurde Antomon in ein p-Si-Ii iumplättchen implantiert, indem das mit einem dünnen Überzug aus Antomon versehene Plättchen bombardiert wurde. Nach dem Bombadieren und Ausheilen liess sich der verbleibende Antimon-Überzug leicht mittels konzentrierter Schwefelsäure abwischen. Der auf diese Weise hergestellte pn-übergang von geringer Tiefe war besonders geeignet für Sonnenzellen.According to the invention, for example, to produce a pn junction, boron atoms were implanted into an n-silicon wafer by bombing the wafer provided with a thin coating of boron. The boron coating was made by heating BpO ^ powder in vacuo. After bombing and curing, a clean silicon surface was achieved by wiping the remaining boron coating with an etching solution of 50 parts by volume H ₂ O, 10 parts by volume HNO, 5 parts by volume HCl and 2 parts by volume H ₂ SO ^. To produce a pn junction by η-doping, Antomon was implanted into a p-SiIum plate by bombarding the plate provided with a thin coating of Antomon. After bombing and healing, the remaining antimony coating could easily be wiped off with concentrated sulfuric acid. The shallow pn junction produced in this way was particularly suitable for solar cells.

Durch die Erfindung lassen sich insgesamt folgende Vorteile erzielen. Bei einer geeigneten Beschleunigungsspannung von 1,0 bis 3,0 kV werden zur Herstellung eines pn-Übergangs 3 bis 10 Minuten benötigt. Allerdings können Zeit und Spannung ent-.sprechend der geväinschten Tiefe und Dotierungskonzentration des Übergang;, variiert v/erden. Da der Gefüge schaden aufgrund der Bombardierung gering ist, kann das anschliessende Ausheilen bei 400 C auf eine kurze Zeit von ca. 10 Minuten abgekürzt.werden. Zur· erzeugung der Entladung ist keine besondere Gasfüllung notwendig. Ausserclem kann eine Vorrichtung zur Durchführung de ο erf Lndungr.gcmnssen Verfahrens .sehr einfach aufgebaut sein, so dass sich ein Horstellungsprozesü leicht automatisieren lässt. Im Vergleich zur Ionenimplantation, bei welcher'Ionen des The following advantages can be achieved overall by the invention. With a suitable acceleration voltage of 1.0 to 3.0 kV, 3 to 10 minutes are required to produce a pn junction. However, time and voltage can vary according to the required depth and doping concentration of the junction. Since the structure damage due to the bombardment is minimal, the subsequent curing at 400 C can be shortened to a short time of approx. 10 minutes. No special gas filling is necessary to generate the discharge. In addition, a device for carrying out the method according to the invention can be constructed very simply, so that a listening process can easily be automated. Compared to ion implantation, in which ions des

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Dotierungsmittels beschleunigt werden, ergeben sich grössere Eindringtiefen bei v/eitaus kleineren Beschleunigungs- oder Bombardierungs spannung en. Die Eindring- oder Schichttiefe und die Konzentration der Dotierung können leicht durch Einstellung beispielsweise der Bombardierungsspannung,der HF-Spannung, der Dicke des Überzugs aus dem Dotierungsmittel, die maximal 0,2 /um beträgt, der Substrat-Temperatur, der Implantationsdauer und der Dauer des Ausheilens beeinflusst werden. Es können mehrere Plättchen gleichzeitig bearbeitet werden, indem die Fläche der beiden Gleichspannungs- oder Beschleunigungselektroden und der Abstand zwischen den beiden HF-Elektroden vergrössert wird. Es ist eine selektive Implantation mittels einer durch Photogravur aufgebrachten Siliziumdioxyd-Maske möglich. Im Vergleich 2ur üblichen Diffusion läuft das erfindungsgemässe Verfahren äusserst einfach und schnell ab. Ferner ist eine Implantation mit niedriger Konzentration möglich, die bei der Diffusion nur schwer zu erreichen ist. Die Implantation durch Beschleunigung von Ionen des Dotierungsmittels ist für eine Massenproduktion zur Zeit nicht geeignet; die komplizierten Vorgänge und die hohen Kosten dieser bekannten Implantation halten keinen Vergleich mit der Erfindung aus.Dopant are accelerated, result in larger ones Penetration depths at sometimes smaller acceleration or Bombardment voltages. The penetration or layer depth and the concentration of the doping can easily be adjusted by setting for example the bombardment voltage, the HF voltage, the thickness of the coating of the dopant, which is a maximum of 0.2 μm, the substrate temperature, the duration of the implantation and the duration of the healing process can be influenced. It can Multiple platelets can be processed at the same time by measuring the area of the two DC or acceleration electrodes and the distance between the two RF electrodes is enlarged. It is a selective implantation using a silicon dioxide mask applied by photo-engraving possible. In comparison with the usual diffusion, the one according to the invention works Procedure extremely easily and quickly. Implantation with a low concentration is also possible, which is difficult to achieve by diffusion. The implantation by accelerating ions of the dopant is not currently suitable for mass production; the complicated operations and high cost of this known implant cannot be compared with the invention.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The following is the invention with further advantageous Details are explained in more detail with reference to exemplary embodiments shown schematically in the drawing. Show it:

Fig. 1 die Seitenansicht einer Vorrichtung zur Dotierung einer inneren Schicht eines Halbleiterkörpers gemäss der Erfindung ,1 shows the side view of a device for doping an inner layer of a semiconductor body according to the invention ,

Fig. 1A, 1B und 1C Querschnitte verschiedener, durch verschieden geformte negative Elektroden gemäss der Erfindung hergestellter pn-Übergänge,1A, 1B and 1C cross-sections of different, by different shaped negative electrodes made according to the invention of pn junctions,

Fig. 2A und 2B Querschnitte von genäss der Erfindung hergestellten pnp- bzw. npn-Halbleiterbauelementen.FIGS. 2A and 2B are cross-sections of produced according to the invention pnp or npn semiconductor components.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zur Durchführung des erfindun^ngemässen Verfahren?; umfasst eine Glocke 10 aus Glas oder Ho call, welche auf einer Tragplatte 11 aus MetallThe device shown in Fig. 1 for implementation of the method according to the invention ?; includes a bell 10 Glass or Ho call, which on a support plate 11 made of metal

/11 3 0 9817/0635 BAD ORIGINAL/ 11 3 0 9817/0635 BAD ORIGINAL

angeordnet und über eine Rohrleitung 12 mittels einer Rotations-Vakiiumpumpe evakuierbar ist. Zur Erzeugung einer HF-Vakuumentladung sind zwei Elektroden 27 und 28 mit entsprechenden Zuleitungen 27' bzw. 28· vorgesehen. Zwei weitere Elektroden, eine positive Elektrode 13 und eine negative Elektrode 14, die jeweils mit einer Zuleitung 13^f bzw. 14·' verbunden sind, dienen zur Erzeugung einer weiteren Vakuumentladung und zur Beschleunigung von Ionen. Eine Keramikplatte 15 ist mit Chromnickeldraht 15· umwiekelt und bildet einen Heizwiderstand, der zwischen zwei Glimmerplatten 16 und 17 angeordnet und durch zv/ei keramische Stützen 18 und 19 gehalten ist. Ein Thermoelement 20 aus dünnen Alumel-Chromel-Drähten ist in die obere Glimmerplatte 16 eingesetzt. Auf der oberen Glimmerplatte 16 ist ein mit Bor überzogenes SiHziumplättchen 21 angeordnet. Der Abstand zwisehen der negativen Elektrode 14 und der oberen Glimmerplatte 16 beträgt ungefähr 6 mm. Anstelle der Glimmerplatten können auch Platten aus einem anderen keramischen Material von geeigneter Dicke benutzt werden.arranged and can be evacuated via a pipe 12 by means of a rotary vacuum pump. To generate an HF vacuum discharge, two electrodes 27 and 28 with corresponding leads 27 'and 28 are provided. Two further electrodes, a positive electrode 13 and a negative electrode 14, which are each connected to a lead ^13f or 14 · ', are used to generate a further vacuum discharge and to accelerate ions. A ceramic plate 15 is surrounded by chrome-nickel wire 15 and forms a heating resistor which is arranged between two mica plates 16 and 17 and held by two ceramic supports 18 and 19. A thermocouple 20 made of thin Alumel-Chromel wires is inserted into the upper mica plate 16. A silicon wafer 21 coated with boron is arranged on the upper mica plate 16. The distance between the negative electrode 14 and the upper mica plate 16 is approximately 6 mm. Instead of the mica plates, plates made of another ceramic material of suitable thickness can also be used.

Die Thermospannung des Thermoelements 20 ist ausserhalb der Glocke 10 auf einem Millivoltmeter 22 ablesbar, das einer Anzeige der Temperatur des Halbleiterkörpers 21 gibt. Der Heizwiderstand 15 wird aus einer Heizspannungsquelle 23 mit niedriger Spannung gespeist. Die Heizspannungsquelle 23 umfasst einen gut isolierten Heiztransformator und einen Spartransformator mit verstellbarem Abgriff. Die Zuleitung 14' zur negativen Elektrode 14 wird mittels eines Kühlkörpers 24 gekühlt, durch wel chen über einen Einlass 25 und einen Auslass 26 Kühlwasser hindurchgeleitet wird. Die Zuleitungen 27' und 28' sind an einen HF-H₀chspannungsgenerator 29 angeschlossen, welcher einen streuungsgekoppelten Kipptransformator und.einen Spartransformator mit verstellbarem Abgriff umfasst. Alternativ kann der HF-Hochspannungsgenerator auch einen HF-Oszillator geeigneter Frequenz zusammen mit einem HF-Transformator umfassen. Die Zuleitungen 13' und 14' sind an eine einstellbare Gleich-Hochcpannungsquelle 30 angeschloGsen, wobei der negative Pol ausserdem mit Ilasse verbunden ist. " .The thermal voltage of the thermocouple 20 can be read outside the bell 10 on a millivoltmeter 22, which gives an indication of the temperature of the semiconductor body 21. The heating resistor 15 is fed from a heating voltage source 23 with a low voltage. The heating voltage source 23 comprises a well-insulated heating transformer and an autotransformer with an adjustable tap. The supply line 14 'to the negative electrode 14 is cooled by a heat sink 24 through an inlet 25 wel chen via an outlet 26 and cooling water is passed. The leads 27 'and 28' are connected to an HF-H ₀ chspannungsgenerator 29 which includes a spill coupled Kipptransformator und.einen autotransformer with adjustable tap. Alternatively, the HF high-voltage generator can also comprise an HF oscillator of a suitable frequency together with an HF transformer. The leads 13 'and 14' are connected to an adjustable DC high voltage source 30, the negative pole also being connected to Iasse. ".

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.·■ BAD ORIGINAL. · ■ ORIGINAL BATHROOM

Der Halbleiterkörper kann auch mittels eines Wechselstrom-Induktionssystems erhitzt werden, welches mehrere konzentrische Kupferringe, die auf einer Keramikplatte angebracht sind, und einer aus Draht gewickelte Induktionsspule ausserhalb der evakuierbaren Glocke umfasst. Allerdings ist in diesem Fall der gerade Flug der positiven Ionen aufgrund des starken, durch die hohen Ströme des Systems erzeugten Magnetfeldes stark gestört. The semiconductor body can also be made by means of an alternating current induction system are heated, which is several concentric copper rings that are mounted on a ceramic plate, and comprises an induction coil wound from wire outside the evacuable bell. However, in this case the Especially the flight of the positive ions is severely disturbed due to the strong magnetic field generated by the high currents of the system.

Gemäss Fig. 1A ist ein ρ-Sili..iümplättchen 21A, das mit einem n-Dotierungsmittel 21C wie Antimon überzogen ist, unterhalb der als Rechteckgitter ausgebildeten, negativen Elektrode 14A angeordnet. Wenn das auf eine Temperatur von ungefähr 400⁰C erhitzte Plättchen durch den Ionenstrahl in der Glocke bombardiert wird,wird die dünne n-Schicht 21B im Plättchen erzeugt. Wenn das Plättchen vom η-Typ und das Dotierungsmittel vom p-Typ ist, wird eine dünne p-Schicht im Plättchen erzeugt. Diese Variante des Verfahrens ist zur Herstellung von Sonnenzellen oder Siliziumgleichrichtern geeignet.According to FIG. 1A, a ρ-silicon platelet 21A, which is coated with an n-doping agent 21C such as antimony, is arranged below the negative electrode 14A designed as a rectangular grid. When the plate heated to a temperature of approximately 400 ^° C. is bombarded by the ion beam in the bell jar, the thin n-layer 21B is produced in the plate. If the chip is η-type and the dopant is p-type, a thin p-layer is formed in the chip. This variant of the process is suitable for the production of solar cells or silicon rectifiers.

Gemäss' Fig. 1B ist auf einem Überzug 21C aus einem n-Dotierungsmittel, der sich auf einem p-Siliziumplättchen 21A befindet, eine Metallmaske 14B bestimmter Form fest angebracht. Die Metallmaske ist direkt mit der negativen Zuleitung verbunden. Wenn das Plättchen auf ungefähr 400°C erhitzt und mit dem Ionenstrahl in der Glocke bombardiert wird,v/erden in den Plättchen 21A gemäss dem Umriss der Metallmaske zwei Flecken einer dünnen η-Schicht 21B erzeugt. In diesem Fall sollte eine Zerstäubung vermieden werden. Die Grosse der Fenster in der Metallmaske sollte so klein wie möglich gemacht werden. Natürlich kann genauso gut ein n-Siliziumplättchen und ein p-Dotierungsmittel verwendet werden. Das Siliziumplättchen wird vor dem Anbringen der Maske mit dem Dotierungsmittel überzogen. Es kann jedoch auch nach dem Anbringen der Maske mit dem Dotierungsmittel.überzogen werden.According to FIG. 1B, on a coating 21C of an n-dopant, which is located on a p-type silicon wafer 21A, a metal mask 14B of a certain shape firmly attached. The metal mask is directly connected to the negative lead. When the plate is heated to around 400 ° C and with is bombarded with the ion beam in the bell, two spots are grounded in the platelets 21A according to the outline of the metal mask a thin η layer 21B is generated. In this case, atomization should be avoided. The size of the windows in the Metal mask should be made as small as possible. Of course, an n-type silicon wafer and a p-type dopant could just as well be used. The silicon wafer is coated with the dopant before the mask is attached. It however, it can also be coated with the dopant after the mask has been applied will.

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Gemäss Fig. 1C ist ein Siliz-iumplättchen 21A mit einer Maske M, welche mit einem Überzug aus einem n-Dotierungsmittel versehen ist, unter einer gitterförmigen negativen Elektrode 14C angeordnet. Die Maske N ist aus einem Siliziumdioxyd-Film hergestellt, welcher durch Photogravur mit-Öffnungen versehen worden ist. Wenn der Überzug aus dem Dotierungsmittel 21C auf der Maske N und dem Siliziumplättchen 21A bei einer Temperatur desselben von etwa 400°C mit dem Ionenstrahl bombardiert wird, werden die Dotierungsatome im Siliziumplättchen gemäss dem Umriss der Maske implantiert, so dass sich in dem p-Siliziumplättchen 21A eine dotierte η-Schicht 21B einstellt. Einige der Dotierungsatome können geringfügig auch in der amorphen SiIi- *iumdioxyd-Schicht implantiert werden. Jedoch können diese Atome nicht.in Siliziuinplättchen durch die Maske hindurch implantiert v/erden, da die .Implantationsenergie nicht, ausreicht, die Dotierungsatome durch die Silizumdioxyd-Schicht durchtreten zu lassen. Ausserdem können die in der amorphen Siliziumdioxyd-Schicht bzw. -Maske implantierten Atome bei der Temperatur von ungefähr 400°C nicht ohne weiteres in das Siliziumplättchen abdiffundieren. Der Prozess kann in gleicher Weise im Falle eines n-Siliziumplättchens und eines p-Dotierungsmittels angewendet werden.According to FIG. 1C, there is a silicon wafer 21A with a mask M, which is coated with an n-type dopant is disposed under a grid-shaped negative electrode 14C. The mask N is made of a silicon dioxide film made, which is provided with openings by photo-engraving has been. When the coating of the dopant 21C on the mask N and the silicon wafer 21A is bombarded with the ion beam at a temperature thereof of about 400 ° C, the doping atoms are implanted in the silicon wafer according to the outline of the mask, so that in the p-silicon wafer 21A sets a doped η layer 21B. Some of the doping atoms can also be found slightly in the amorphous silicon * iumdioxyd layer can be implanted. However, these atoms can not implanted in silicon wafers through the mask v / earth, since the .implantation energy is not sufficient, the Allow doping atoms to pass through the silicon dioxide layer. In addition, those in the amorphous silicon dioxide layer At the temperature of approximately 400 ° C., or mask, atoms did not easily implant into the silicon wafer diffuse away. The process can be applied equally to an n-type silicon wafer and a p-type dopant will.

Gemäss Fig. 2A werden gemäss der Erfindung auf einem p-Siliciumplättchen p⁺- und η-Schichten erzeugt. Zuerst wird auf dem p-Siliziumplättchen 21A die η-Schicht 21B erzeugt und anschliessend wird auf dieser η-Schicht 21B die p⁺-Schicht 21B¹ erzeugt. Gemäss Fig. 2B werden in einem n-Siliz iumplättchen 21Δ in der gleichen Reihenfolge wie zuvor eine n⁺-Schicht 21B¹ und ' eine p-Schicht 21B erzeugt. In beiden Fällen sollte die Schicht 21B als Basis-Schicht sehr dünn sein um den Anforderungen an Transistoren und integrierten Schaltungen, die für sehr hohe Frequenzen einsetzbar sein sollen, zu genügen.2A, according to the invention, p ⁺ and η layers are produced on a p-silicon wafer. First, the η-layer 21B is produced on the p-silicon wafer 21A and then the p ⁺ -layer 21B ^{1 is} produced on this η-layer 21B. ^{According to FIG. 2B, an n +} -layer 21B ¹ and a p-layer 21B are produced in an n-type silicon wafer 21Δ in the same order as before. In both cases, the layer 21B as the base layer should be very thin in order to meet the requirements for transistors and integrated circuits, which should be able to be used for very high frequencies.

-Patentansprüche--Patent claims-

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Claims

Patent claims

Λ.) Method for doping semiconductor material, in particular for producing pn junctions in semiconducting material, in which the semiconductor material is provided with a coating of the dopant at least in some areas and then bombarded with positively charged particles at an elevated temperature, characterized thereby that the semiconductor material provided with the coating is bombarded with ions that are generated by a direct voltage discharge in a vacuum.

2. The method according to claim 1, characterized marked chn e t that the semiconductor material under the negative electrode designed as a grid for the direct voltage discharge is arranged such that the ions reach the semiconductor material through the electrode.

3. The method according to claim 2, characterized in that the semiconductor material is spaced at a distance of approx.

5 mm below the negative electrode.

4. The method according to claim 1, 2 or 3 »marked thereby

draws

that the semiconductor material is bombarded at a maximum temperature of 500 C.

5. The method according to claim 4, characterized in that the semiconductor material is at a temperature of around 400 C is bombed.

6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that g e k e η η -

draws

that the elevated temperature of the semiconductor material is maintained for some time after the bombardment to heal structural damage. / Λ5

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7. The method according to claim 6, characterized gekenn.ζ egg chne t that the semiconductor material is placed on an electrically heatable plate for bombardment and annealing.

8. The method according to any one of claims 1 to 7 »characterized in that a vacuum in the order of magnitude

-2 - "5
tion of 10 to 10 Torr is applied.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the DC voltage discharge
an HF discharge is superimposed.

10. The method according to claim 9, characterized in that the field of the HF discharge is approximately perpendicular to the
Field of direct voltage discharge is aligned.

11. The method according to claim 9 or 10, characterized in that the DC voltage discharge with a
Voltage of approximately 1 to 3 kV is generated.

12. The method according to claim 9, 10 or 11, characterized in that the HF discharge is generated with a voltage of approximately 0.4 to 1.5 kV.

13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized
characterized in that at least one of the influencing factors of the doping such as the strength of the DC voltage and the HF discharge, the temperature of the semiconductor material,
the thickness of the coating of the dopant, the duration of the
Bombardment and healing time are gradually changed.

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14. Device for performing the method according to one of claims 1 to 13, characterized by an evacuable vessel (10) with two electrodes arranged therein, which can be connected to a direct high voltage source (30) (13, 14) and a heatable receiving device (15, 16, 17) arranged therein in the vicinity of the negative electrode (14) for a piece of semiconductor material (21).

15. The device according to claim 14, characterized in that the negative electrode (1 $) as a grid is formed and the receiving device (15, 16, 17) with respect to the electrical «field between the electrodes (13> 14) is located below the negative electrode.

16. The device according to claim 15, characterized in that the negative formed as a grid Electrode (14) has a mesh size of approx. 5 mm.

17. The device according to claim 15 or 16, characterized in that the negative electrode (14) consists of a metal that is resistant to atomization and heat.

18. The device according to claim 15, 16 or 17, characterized in that the negative electrode (14) can be cooled with water.

19. Device according to one of claims 14 to 18, characterized in that the receiving device (15, 16, 17) comprises a plate (16) made of ceramic material, under which a plate can be connected to a heating voltage source (23) Heating resistor (15) is arranged.

20. The device according to claim 19, characterized in that the heating voltage source (23) has a Includes heating transformer for electrical isolation.

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21. Device according to one of claims 14 to 20, characterized in that the evacuable vessel (10) two auxiliary electrodes (27) 28) which are connected to an RF voltage source (29) can be connected.

22. Device according to one of claims 14 to 21, characterized in that the vessel as one of a support plate (11) removable bell (10) is formed.

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