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Dokumentenidentifikation DE102006050901A1 31.05.2007
Titel Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterkörpers und zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
Anmelder SolarWorld Industries Deutschland GmbH, 80807 München, DE
Erfinder Crabtree, Geoffrey Jude, Vancouver, Wash., US;
Prothero, Harry Milan, Yacolt, Wash., US
Vertreter Patentanwälte Rau, Schneck & Hübner, 90402 Nürnberg
DE-Anmeldedatum 28.10.2006
DE-Aktenzeichen 102006050901
Offenlegungstag 31.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.05.2007
IPC-Hauptklasse C30B 15/00(2006.01)A, F, I, 20061028, B, H, DE
IPC-Nebenklasse C30B 13/00(2006.01)A, L, I, 20061028, B, H, DE   C30B 11/00(2006.01)A, L, I, 20061028, B, H, DE   H01L 31/18(2006.01)A, L, I, 20061028, B, H, DE   H01L 21/208(2006.01)A, L, I, 20061028, B, H, DE   
Zusammenfassung Eine Ausgangsschmelze wird durch Schmelzen eines ein Halbleitermaterial aufweisenden Ausgangsmaterials gebildet. Eine Partie der Ausgangsschmelze wird gerichtet re-kristallisiert, um einen Zwischenkristall und eine Restpartie mit Verunreinigungen zu bilden. Die Restpartie wird entsorgt. Nachfolgend wird wenigstens eine Partie des Zwischenkristalls in einem Behälter geschmolzen, um einen Pool zu bilden, der wenigstens die Partie des geschmolzenen Zwischenkristalls umfasst. Ein Halbleiterkörper wird hergestellt, indem wenigstens ein Teil des Pools kristallisiert wird. Der Halbleiterkörper kann nachfolgend umgeformt werden, zum Beispiel von einer Blockform in eine Waferform. Eine Halbleitereinrichtung, wie beispielsweise eine solche, die ein Fotoelement umfasst, kann aus einem solchen Wafer hergestellt werden.

Beschreibung[de]

In einem ersten Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterkörpers. In einem zweiten Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, wie einer Solarzelle.

Für die Herstellung von Halbleitervorrichtungen werden typischerweise Halbleiter-Wafer benötigt, die von einem größeren Halbleiterkörper mit einer bestimmten Qualität abgeschnitten werden. Ein die Qualität beeinflussender Parameter ist der Grad an vorhandenen unerwünschten Verunreinigungen, welche die Leistungsfähigkeit einer Halbleitervorrichtung nachteilig beeinflussen können. Metallverunreinigungen sind typischerweise von besonderer Bedeutung.

Der Qualitätsgrad des Halbleiterkörpers und des von diesem abgeschnittene Wafers hängt von dem Qualitätsgrad des Ausgangsmaterials ab, aus welchem der Halbleiterkörper gebildet wird. Folglich hat ein Hersteller solcher Halbleiterkörper nur eine begrenzte Wahl von verwendbarem Ausgangsmaterial.

In Übereinstimmung mit einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterkörpers mit einem Halbleitermaterial bereit gestellt, wobei das Verfahren umfasst:

  • – Bereitstellen eines das Halbleitermaterial aufweisenden Ausgangsmaterials;
  • – Schmelzen des Ausgangsmaterials und Bilden einer Ausgangsschmelze;
  • – gerichtetes Re-Kristallisieren eines Teils der Ausgangsschmelze, um einen Zwischenkristall und eine Restpartie zu bilden;
  • – Entsorgen der Restpartie.

Das gerichtete Re-Kristallisieren erlaubt eine Steuerung der Lage der Verunreinigungen in dem Halbleitersystem. Es kann eine Fest/Flüssig-Grenzfläche einbeziehen, die sich relativ zu dem verfestigten Kristall bewegt. Es wird angenommen, dass das Vorhandensein der flüssigen Ausgangsschmelze in Kontakt mit dem sich verfestigenden Kristall einen reinigenden Effekt auf das Halbleitermaterial hat, das in dem Kristall verfestigt worden ist, und zwar aufgrund der Umverteilung der Verunreinigungen zwischen der Flüssigkeit in der Schmelze und dem Feststoff in dem geformten Kristall. Eine solche Absonderung von Verunreinigungen in die Flüssigkeit führt dazu, dass Verunreinigungen vorzugsweise in der Schmelze für die Bildung der Restpartie verbleiben.

Die Restpartie kann von dem Zwischenkristall getrennt gehalten werden, indem der Kontakt zwischen dem Zwischenkristall und der Ausgangsschmelze unterbrochen wird, bevor die Ausgangsschmelze vollständig abgereichert ist. Dies kann erreicht werden, indem der Zwischenkristall aus einem Teil der Ausgangsschmelze gezogen wird und die Restpartie in der Schmelze belassen wird.

Alternativ kann der Restpartie oder einem Teil derselben ermöglicht werden, sich auf dem Zwischenkristall zu verfestigen, so dass sie nachfolgend von dem Zwischenkristall zum Beispiel mechanisch entfernt werden kann.

Das Verfahren zum Herstellen des Halbleiterkörpers kann dann fortgesetzt werden durch:

  • – Schmelzen wenigstens eines Teils des Zwischenkristalls in einem Behälter, um einen Pool mit wenigstens dem Teil des geschmolzenen Zwischenkristalls zu bilden;
  • – Kristallisieren wenigstens eines Teils des Pools, um einen Halbleiterkörper zu bilden.

Indem zuerst der Zwischenkristall erzeugt wird, wie dies beschrieben wurde, und dann der Zwischenkristall geschmolzen wird, steht dem Hersteller des Halbleiterkörpers ein größerer Bereich von Qualitätsstufen des Halbleiter-Ausgangsmaterials zur Verfügung, um den Halbleiterkörper daraus herzustellen. Zum Beispiel kann nun Ausschussmaterial als Ausgangsmaterial verwendet werden, einschließlich sogenannter Pot Scrap, was ein Nebenprodukt beim Wachsen von Halbleiterkörpern unter Verwendung eines sogenannten Czochralski-Verfahrens ist.

Während des Re-Kristallisierens des Zwischenkristalls wird die Temperatur der Ausgangsschmelze vorzugsweise gesteuert. Damit kann die Absonderung von Verunreinigungen gesteuert werden.

Optional wird auch ein Temperaturgradient in der Ausgangsschmelze und/oder in dem Zwischenkristall gesteuert.

Vorzugsweise ist der Zwischenkristall ein Einkristall. Es hat sich heraus gestellt, dass ein geringerer Gehalt an Verunreinigungen in dem Zwischenkristall gefangen ist, als im Fall eines polykristallinen Zwischenkristalls.

Material von einer anderen Quelle kann vor, während oder nach dem Schmelzen der wenigstens einen Partie des Zwischenkristalls geschmolzen und dem Pool hinzu gefügt werden. Dies kann zum Beispiel durch Co-Schmelzen, Vermengen oder Mischen erreicht werden.

Das Erscheinungsbild des Halbleiterkörpers kann zum Beispiel von einer Blockform in eine Waferform umgeformt werden. Ein solches Umformen kann ein Schneiden des Halbleiterkörpers in Wafer umfassen. Optional können die Wafer poliert und/oder geätzt werden.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Erfindung können diese Wafer in einem Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung verwendet werden, ferner mit den Schritten

  • – Erzeugen eines Dotierübergangs in dem Wafer; und
  • – Anwenden weiterer Verfahrensschritte, um die Halbleitervorrichtung zu bilden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung wird nachfolgend in größeren Einzelheiten beispielhaft und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen

1 (Teile a bis f) schematisch eine Verfahrensfolge zum Herstellen eines Halbleiterkörpers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.

In den Figuren beziehen sich ähnliche Bezugszeichen auf ähnliche Komponenten.

Mit Bezug auf die 1 ist dort in Teilen a bis f eine Verfahrensfolge zum Herstellen eines Halbleiterkörpers in der Form eines Blocks 28 dargestellt, welche durch Re-Kristallisation in Prozessen, für welche ein Ausgangsmaterial mit höherer Reinheit erwünscht oder erforderlich ist, die Verwendung eines Ausgangsmaterials geringerer Qualität erlaubt.

1a zeigt im Querschnitt einen ersten Schmelztiegel 1, der von einer Heizeinrichtung 3 umgeben ist. Die Heizeinrichtung kann beliebiger Art sein, wie beispielsweise ein stromführender Heizwiderstand, und kann Teil eines Ofens sein. Der erste Schmelztiegel wurde mit einem Ausgangsmaterial in Form von Stücken 5 aus Brocken und Klumpen mit Halbleitermaterial geringerer Qualität beladen. Dies kann jede Art von Halbleitermaterial sein, von welchem Silizium ein weit verbreitetes Beispiel ist. Silizium von metallurgischer Qualität kann auch verwendet werden. In der folgenden Erläuterung wird davon ausgegangen, dass der Halbleiter aus Silizium ist.

In dem vorliegenden Beispiel ist der Schmelztiegel aus einem Bariumbeschichteten Quarzmaterial gebildet.

Das niederwertige Silizium kann in Form von zum Beispiel Ausschussmaterial bereit gestellt werden, einschließlich von Abfallprodukten aus anderen Prozessen. Es kann sogenannten Pot Scrap umfassen, welcher Silizium ist, das in einem Schmelztiegel nach Durchführung eines Czochralski-Wachstums zurückgeblieben ist. Es kann auch andere Formen aufweisen, wie kleine Teilchen, Staub, von der Solarzellenindustrie oder anderen Halbleiterindustrien entsorgte oder zurückgewiesene Wafer oder Bruchstücke derselben.

Der mit dem niederwertigen Silizium beladene Schmelztiegel wird ausreichend erhitzt, um ein Schmelzen des Siliziums zur Bildung einer Ausgangsschmelze zu erlauben. Typischerweise beträgt der Schmelzpunkt von Silizium etwa 1421 °C. Dann wird aus der Ausgangsschmelze 10 ein Zwischenkristall 7 gezogen, wie dies schematisch in 1b dargestellt ist. Dies kann unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Kristall-Zuchtverfahrens herbei geführt werden, einschließlich dem sogenannten Czochralski-Verfahren.

Ein Kristall-Wachstumsverfahren nach Czochralski umfasst typischerweise die folgenden Schritte:

  • 1) einen Schmelztiegel, der üblicherweise aus einem Material hergestellt ist, das geschmolzenes Silika oder Quarz umfasst, wird mit einer Charge Silizium beladen und optional mit Dotierstoffatomen als Verunreinigung, wie Bor oder Phosphor oder ein anderes Atom aus den Gruppen III oder V des Periodensystems, ergänzt;
  • 2) der Schmelztiegel wird in eine Wachstumskammer gestellt;
  • 3) die Wachstumskammer wird dann evakuiert, indem im Wesentlichen das innen vorhandene Gas abgezogen wird;
  • 4) die Wachstumskammer wird dann mit einem inerten Spülgas wieder aufgefüllt, normalerweise in Form von Argon, um den Eintritt von Umgebungsgasen in die Schmelze während des Kristallwachstums zu verhindern;
  • 5) die Siliziumcharge in der Wachstumskammer wird dann geschmolzen.
  • 6) ein Keim von kristallinem Silizium (typischerweise mit einem Durchmesser oder einer Breite von zwischen 3 und 10 mm, zum Beispiel etwa 5 mm, und einer Länge von zwischen 100 bis 300 mm) wird in das geschmolzene Silizium eingesetzt. Der Keim kann vorbestimmte Ausrichtungstoleranzen haben;
  • 7) der Kristallkeim wird dann mit einer kontrollierten Rate nach oben gezogen. Der Kristallkeim kann gedreht werden, oder der Schmelztiegel, oder beide werden in entgegen gesetzte Richtungen gedreht, während dieser Ziehprozess erfolgt.

Weitere Details zum Czochralski-Wachstum sind zu finden in F. Shimura, Semiconductor Silicon Crystal Technology, Academic Press (San Diego, CA, 1989), welche hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.

Weitere Kristallisationsverfahren können jedoch auch zur Reinigung verwendet werden, vorzugsweise dann, wenn ein solches Verfahren in der Lage ist, die Schmelze gerichtet zu kristallisieren. Eine gerichtete Kristallisation erlaubt die Steuerung der Anordnung der Verunreinigungen in dem resultierenden Siliziumblock. Diese Region hoher Konzentration von Verunreinigungen würde die Restpartie sein, die dann durch mechanische Mittel entfernt werden kann. Ein Beispiel eines solchen Kristallisationsverfahrens ist der sogenannte Schwebezonenprozess.

In dem Rest dieser Erläuterung wird davon ausgegangen, dass das gerichtete Kristallisationsverfahren gemäß dem Czochralski-Verfahren erfolgt. Im Grunde wird die Verfestigung des geschmolzenen Siliziums, die zu dem Zwischenkristall führt, durch die Einführung eines Stücks festen Siliziums in das die Ausgangsschmelze bildende flüssige Silizium initiiert. Ein Steuern des Wärmeeintrags und der thermischen Bedingungen des Ofens zusätzlich zu der Ziehrate ermöglicht, dass das Silizium auf dem Siliziumstück kristallisiert, welches in die Schmelze eingesetzt wurde. Typischerweise kann der Schmelztiegel 1, der Zwischenkristall 7 oder beide, während des Ziehvorgangs mit einer gesteuerten Rate um eine zentrale vertikale Achse gedreht werden.

Die Kristallisation des Zwischenkristalls kann fortgesetzt werden, bis nahezu die gesamte Charge von Silizium zu dem Zwischenkristall 7 kristallisiert ist, eine Situation, die in 1c gezeigt ist. Während des Prozesses der Zwischenkristallisation werden sich Verunreinigungen zwischen dem Feststoff und der Flüssigkeit in unterschiedlichem Maße absondern. Die abgesonderten Verunreinigungen werden in dem Restteil 13 der Ausgangsschmelze enthalten sein, der in dem Schmelztiegel 1 verbleibt.

Der Restteil wird entsorgt, um so eine Wiedereinführung der abgesonderten Verunreinigungen in dem restlichen Prozess zu vermeiden.

Es wird angenommen, dass metallische Verunreinigungen, welche für die elektrischen Eigenschaften des herzustellenden Halbleiterkörpers von Bedeutung sein können, dazu neigen, sich deutlich abzusondern. Das Ziehen des Zwischenkristalls soll deshalb zu einer signifikanten Verringerung derselben und vermutlich auch anderer schädlicher Verunreinigungen führen.

Der Absonderungseffekt soll in einer beliebigen Form der Verfestigung stattfinden. Dieser Reinigungseffekt hat sich als besonders deutlich herausgestellt, wenn eine kontrollierte Verfestigung verwendet wird, die sich aus einem im Wesentlichen einkristallinem Zwischenkristall ergibt. In Fällen jedoch, in welchen das Zwischenkristall seine einkristalline Struktur verloren hat und deshalb eine polykristalline Struktur aufweist, hat sich der Reinigungseffekt immer noch als ausreichend herausgestellt, um ein Material zu ergeben, dass als ein Ausgangsmaterial zum Ziehen eines Kristalls für die Verwendung als Basismaterial zur Herstellung einer Solarzelle verwendbar war.

Auch das so niedrig Halten wie möglich von Kristallbaufehlern in dem einkristallinen Zwischenkristall vergrößert den Reinigungseffekt, da angenommen wird, dass Baufehler größere Einbauorte für Unreinheiten bilden können.

In einem Schritt, der in 1d dargestellt ist, wurden Teile des Zwischenkristalls 7 in einen Behälter geladen, welcher in der dargestellten Ausführungsform die Form eines zweiten Schmelztiegels 19 hat. Vorzugsweise unterscheidet sich der Schmelztiegel 19 von dem ersten Schmelztiegel 1, der zum Aufnehmen der Ausgangsschmelze verwendet wurde, um so ein Wiedereinführen von Teilen der Restpartie 13 in den noch verbleibenden Prozessablauf zu vermeiden.

Diese Teile sind schematisch als Scheiben 16 dargestellt, die von dem Zwischenkristall 7 abgeschnitten sind, sie können aber in einer anderen Form bereit gestellt werden. Zum Beispiel kann der Zwischenkristall mechanisch in (kleine) Stücke zerbrochen sein. Die Größe der Stücke kann kontrolliert werden, um den Prozess des Beladens in einen Behälter, zum Beispiel in einen Schmelztiegel, für das finale Wachstum zu erleichtern. Die Zwischenkristallstücke können mit anderen Formen von Silizium vermengt werden. Einer der Vorteile wäre, den Vorgang des Beladens der Charge in einen Schmelztiegel zu optimieren.

Die Stücke oder Scheiben können geätzt und getrocknet werden, um eine Oberflächenkontaminierung vor dem Beladen derselben in den zweiten Schmelztiegel 19 zu beseitigen.

Vorzugsweise kann die Widerstandsfähigkeit des Zwischenkristalls und/oder die der einzelnen Scheiben oder Stücke bestimmt werden. Diese Information wird eine genaue Bestimmung des Betrages an Dotieratomen erleichtern, welcher der finalen Charge hinzu gegeben werden muss, um einen gewünschten Wert für die Widerstandsfähigkeit zu erhalten.

Zusätzlich zu den Stücken 16 des Zwischenkristalls 7, aber nur optional, werden Stücke 22 aus Silizium aus einer anderen Quelle in den zweiten Schmelztiegel 19 geladen. Diese Stücke 22 können hochwertige jungfräuliche Siliziumstücke von ausreichender Qualität für das Wachstum des Halbleiterkörpers oder andere Stücke aus einem anderen Zwischenkristall sein.

Der zweite Schmelztiegel 19 zusammen mit diesen Stücken 16 des Zwischenkristalls wird dann erhitzt, um die Stücke 16 des Zwischenkristalls zu schmelzen und dadurch einen Pool 25 zu bilden (siehe 1e), der von dem Zwischenkristall 7 stammendes Material umfasst.

Wenigstens ein Teil des Pools 25 wird dann kristallisiert, um den Halbleiterkörper in Form eines Blockes 28 zu bilden. Es sei angemerkt, dass die Kristallisation unter Verwendung des Czochralski-Verfahrens durchgeführt werden kann, wie dies schematisch in den 1e und 1f dargestellt ist, oder unter Verwendung eines anderen geeigneten Verfahrens, wie beispielsweise ein Abkühlen in einer Düse, um einen polykristallinen Halbleiterkörper zu bilden.

Einer der Vorteile der Verwendung des Czochralski-Verfahrens während der Re-Kristallisationsphase ist, dass Verunreinigungen eine weitere Gelegenheit haben, sich aus dem den Halbleiterkörper bildenden Kristall abzusondern. Zudem kann der sich ergebende Block, welcher den Halbleiterkörper bildet, einen Durchmesser von bis zu 4 Inch (etwa 10 cm) oder mehr haben, wie beispielsweise 5 Inch (12,5 cm) oder 6 Inch (15 cm).

Optional wird die zweite Kristallisation durchgeführt, indem wieder ein gerichtetes Re-Kristallisationsverfahren verwendet wird, um einen zweiten Zwischenkristall zu bilden. Die Schritte entsprechend der 1b und 1c können somit einmal oder mehrfach unter Verwendung bereits früher fortlaufend gewachsener Zwischenkristalle wiederholt werden, bevor zu den finalen Kristallisationsschritten entsprechend der 1c bis 1e gelangt wird.

In einer weiteren Ausführungsform kann, anstelle der Zuladung von Stücken des finalen Zwischenkristalls in einen Schmelztiegel, der finale Zwischenkristall geschmolzen werden, indem dieser vorsichtig in einen das vorgeschmolzene Silizium im zweiten Schmelztiegel 19 enthaltenden Pool abgesenkt wird. Das vorgeschmolzene Silizium kann zum Beispiel durch Schmelzen einer relativ kleinen Menge von Silizium 22 aus einer anderen Quelle in dem zweiten Schmelztiegel 19 erhalten werden. Einer der Vorteile einer solchen Ausführungsform wäre, dass der Zwischenkristall in der Wachstumsvorrichtung in Schwebung gehalten werden kann, während der erste Schmelztiegel 1 mit der Restpartie 13 durch den zweiten Schmelztiegel 19 ersetzt wird.

Der gewachsene Block kann weiter verarbeitet werden. Zum Beispiel kann dieser in Wafer geschnitten werden, zum Beispiel durch einen Sägevorgang, um einen Halbleiterkörper in Form eines Wafers zu erhalten.

Die Wafer können optional geätzt und/oder poliert werden, bevor sie weiter verarbeitet werden, so dass sie eine Halbleitereinrichtung, zum Beispiel ein Fotoelement, bilden. Ein Beispiel für ein solches Fotoelement kann eine Solarzelle sein.

Typischerweise kann, um eine solche Halbleitereinrichtung herzustellen, ein Dotierübergang im Wafer erzeugt werden, der einen p-n-Übergang bildet. Andere Prozessschritte können auch angewendet werden, um die Halbleitereinrichtung zu bilden, einschließlich ein oder mehrerer Schritte ausgewählt aus der Gruppe von lithografischen Schritten, (örtlichem) Oxidwachstum, Applikation elektrischer Kontakte, Ätzen, Polierschritte.

Die Minoritäts-Ladungsträger-Lebensdauer in der Masse ist ein guter Indikator für die Kristallqualität, da sie mit der finalen elektrischen Leistungsfähigkeit von Solarzellen in Korrelation gebracht wurde. Eine Analyse der mittleren Lebensdauerwerte von Siliziumkristallen, die mit einem gewissen Betrag an verunreinigten Pot Scrap-Silizium gewachsen sind, wurde durchgeführt. Das Pot Scrap-Silizium wurde zuerst verunreinigt, indem ein Zwischenkristall unter Verwendung des Czochralski-Wachstumsverfahrens hergestellt wurde, wie dies oben ausgeführt wurde. Ein Vergleich wurde mit Siliziumkristallen durchgeführt, die mit einem standardmäßigen Poly-Siliziumgemisch aus hochwertigem Polysilizium gewachsen sind, welches kleine und größere Stückchen enthielt, wie sie durch den sogenannten Siemens-Prozess erhalten werden, und optional auch granulare Siliziumkügelchen, wie sie durch ein Wirbelschichtverfahren erhalten werden.

Die Ergebnisse zeigen, dass ein Kristallwachstum aus zwischenkristallisiertem Pot Scrap, einer Form niederwertigem Silizium aus einem Czochralski-Wachstumsprozess, Lebenszeiten haben, die sich nicht gegenüber der Verwendung höherwertigen Siliziums unterscheiden.

Mit der oben beschriebenen Methodik kann nun niederwertiges Ursprungsmaterial, das vorher typischerweise nicht zur Herstellung von Siliziumkristallen für die Solarindustrie erwünscht war, nun unter Verwendung der vorliegenden Erfindung gereinigt werden. Silizium-Pot Scrap ist zum Beispiel viel billiger als (hochwertiges) jungfräuliches Silizium. So liefert ein Verfahren zum Reinigen dieses Siliziums eine insgesamt preiswertere Siliziumversorgung. Die Verwendung von niederwertigem Silizium liefert preiswertes Silizium und erhöht die Siliziumversorgung, indem nicht verwendbares Silizium verwendbar gemacht wird. Das Verwenden von gereinigtem niederwertigen Silizium, beispielsweise in einem Herstellungsprozess für eine Solarzelle oder in einem Herstellungsprozess für eine andere Halbleitereinrichtung, sorgt für verbesserte elektrische Resultate gegenüber der Verwendung von ungereinigtem Silizium.

Obwohl die dargestellten Ausführungsformen vorstehend mit allen Einzelheiten beschrieben wurden, ist klar, dass verschiedene weitere Modifikationen für den Fachmann ohne Weiteres deutlich werden und durchgeführt werden können, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. Demgemäß ist nicht beabsichtigt, dass der Schutzbereich der folgenden Ansprüche auf die hier angegebenen Beispiele und Beschreibungen beschränkt ist, sondern dass die Ansprüche so gebildet sind, dass sie Merkmale umfassen, welche für die Fachleute, welche von dieser Erfindung angesprochen werden, als Äquivalente behandelt werden.


Anspruch[de]
Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterkörpers, der ein Halbleitermaterial aufweist, wobei das Verfahren umfasst

a) Bereitstellen eines das Halbleitermaterial aufweisenden Ausgangsmaterials;

b) Schmelzen des Ausgangsmaterials und Bilden einer Ausgangsschmelze;

c) gerichtetes Re-Kristallisieren eines Teils der Ausgangsschmelze, um einen Zwischenkristall und eine Restpartie zu bilden;

d) Entsorgen der Restpartie;

e) Schmelzen wenigstens eines Teils des Zwischenkristalls in einem Behälter, um einen Pool mit wenigstens dem Teil des geschmolzenen Zwischenkristalls zu bilden;

f) Kristallisieren wenigstens eines Teils des Pools, um einen Halbleiterkörper zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, in welchem das gerichtete Re-Kristallisieren umfasst:

– Ziehen des Zwischenkristalls aus einem Teil der Ausgangsschmelze.
Verfahren nach Anspruch 2, in welchem das Ziehen des Zwischenkristalls gemäß dem Czochralski-Verfahren durchgeführt wird. Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner aufweist ein Kontrollieren der Temperatur der Ausgangsschmelze während des gerichteten Re-Kristallisierens. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem der Zwischenkristall im Wesentlichen ein Einkristall ist. Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner aufweist ein Durchführen des Schmelzvorgangs des Ausgangsmaterials in einem Schmelztiegel. Verfahren nach Anspruch 6, in welchem der Schmelztiegel ein erster Schmelztiegel ist und in welchem der Behälter einen zweiten Schmelztiegel aufweist. Verfahren nach Anspruch 6, welches aufweist ein Durchführen des Re-Kristallisierens, indem der Halbleiterkörper gemäß dem Czochralski-Verfahren gezogen wird. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem das Ausgangsmaterial ein Ausschussmaterial umfasst. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem das Ausgangsmaterial hauptsächlich Silizium aufweist. Verfahren nach Anspruch 1, welches aufweist Schmelzmaterial aus einer anderen Quelle, vor, während oder nach dem Schmelzen wenigstens eines Teils des Zwischenkristalls und Hinzugeben desselben in den Pool. Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner aufweist ein Umformen des Halbleiterkörpers von einer Blockform in eine Waferform, wobei das Umformen das Schneiden des Halbleiterkörpers in Wafer und optional ein Polieren der Wafer und optional ein Ätzen der Wafer umfasst. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitereinrichtung, mit den Schritten

– Bereitstellen eines gemäß dem Verfahren aus Anspruch 10 erhaltenen Wafers; und

– Erzeugen eines Dotierübergangs im Wafer;

– Anwenden weiterer Prozessschritte, um die Halbleitereinrichtung zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 13, in welchem die Halbleitereinrichtung ein Fotoelement aufweist.






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