Analyse von Verunreinigungen auf geläppten und geätzten Siliziumscheiben mit der Mikrosonde

Zusammenfassung

Die elektrischen Eigenschaften der Halbleiter werden durch metallische Verunreinigungen geändert. Das zeigt eine Reihe von Untersuchungen, in denen über die Abhängigkeit der Ladungsträger-Lebensdauer und der Sperrspannung der p-n-Übergänge von der Art der Verunreinigungsatome, ihrer Konzentration und Verteilung im Kristall berichtet wird^1–5. Meist sind jedoch Art und Verteilung der Verunreinigungen weitgehend unbekannt, was die Interpretation der elektrischen Daten außerordentlich erschwert. Man ist daher bemüht, Verunreinigungen von vornherein zu vermeiden. Das gelingt in der Regel aber nur dann, wenn die Quellen bekannt sind. Die Suche nach solchen Quellen führte zum Teil zu überraschenden Ergebnissen. So muß neueren Arbeiten zufolge der Probenverschmutzung durch metallische Bestandteile des Tiegelmaterials bei der Kristallherstellung oder einer nachträglichen Glühung erhebliche Bedeutung beigemessen werden. Es wurde gefunden, daß die für Temperzwecke benutzten Quarzrohre bei hohen Temperaturen unter anderem Au, Cu und Na emittieren und diese Elemente an der Si-Oberfläche adsorbiert werden⁶. Ferner konnte gezeigt werden, daß auf Epitaxieschichten die gleichen Metalle (Cu, Fe u. a.) zu finden waren wie im Graphit, der als Unterlage diente⁷. Diese Untersuchungen haben u. U. praktische Bedeutung, da sich Sperrspannung und Ladungsträger-Lebensdauer mit abnehmendem Verunreinigungsgehalt erhöhen.

Vortrag anläßlich des Kolloquiums über metallkundliche Analyse mit besonderer Berücksichtigung der Elektronenstrahl-Mikroanalyse, Wien, 25. bis 27. Oktober 1966.