Ernst Haas

Phosphorus doping of silicon by means of neutron irradiation

Phosphorus doping of silicon with the aid of neutron irradiation is a very effective method to produce silicon single crystals with a homogeneous resistivity distribution and an exact average resistivity. The doping process is described and some aspects are given for the handling of the irradiated silicon. Experimental results concerning the resistivity distribution and the accuracy of aim are presented.

Fehlerquellen bei Aktivierungsanalysen hochreiner Materialien

Experience with neutron activation analyses of ultrapure materials in electronics has revealed the most important error sources and the possibilities of avoiding these. Among the trace analysis problems, increased attention must above all be devoted to sample homogeneity, surface impurities and, in chemical operations before irradiation, also to the blank value. Moreover, there are the dangers specific to activation analyses of specimen changes through radiation heating and radiation recoil, the development of unexpected nuclear reactions with extremely high neutron fluxes as well as the formation of hot atoms, which is disturbing in chemical separations. By means of a few examples the advantage of the location of impurities by autoradiographic techniques is shown.ZusammenfassungAus den Erfahrungen mit Neutronenaktivierungsanalysen von hochreinen Materialien der Elektronik werden die wichtigsten Fehlerquellen und die Möglichkeiten zu deren Vermeidung aufgezeigt. Von den spurenanalytischen Problemen muß vor allem der Probenhomogenität, den Oberflächenverunreinigungen und, bei chemischen Operationen vor der Bestrahlung, auch dem Blindwert erhöhte Aufmerksamkeit gewidmet werden. Hinzu kommen die für Aktivierungsanalysen spezifischen Gefahren der Probenveränderung durch Strahlungsaufheizung und Strahlungsrückstoß, der Ablauf unerwarteter Kernreaktionen bei extrem hohen Neutronenflüssen sowie die für chemische Trennungen störende Bildung heißer Atome. An Hand einiger Beispiele wird die Nützlichkeit der Ortung von Verunreinigungselementen durch autoradiographische Aufnahmen nachgewiesen.

Kohlenstoffbestimmung in Silicium — Ein Beispiel für die Problematik analytischer Untersuchungen im ppm-Bereich

Until 1968, analysis of silicon used for semiconductors showed carbon contents between 10 and 500 ppm (w). In the last three years, similar samples, which have been examined in the same manner, have only been found to contain concentrations of between 0.01 and 10 ppm (w). The earlier conception, which has now been proved wrong, was, in itself, plausible and thus gave rise to doubtful conclusions for the development of semiconductors. The various reasons for the incorrect results are discussed. Insufficient knowledge of sample surface purity, mistakes made during the preparation of the samples for analysis and interference reactions are regarded as having contributed most to the misconception.ZusammenfassungDie analytischen Aussagen über den Kohlenstoffgehalt im Halbleitersilicium lagen bis 1968 im Bereich zwischen 10 und 500 ppm (w). In den letzten 3 Jahren wurden mit den gleichen Untersuchungsverfahren in vergleichbarem Probenmaterial nur noch Konzentrationen von kleiner als 0,01–10 ppm (w) gefunden. Es wird gezeigt, daß die als unrichtig nachgewiesene ältere Ansicht ebenfalls ein weitgehend zweifelsfreies Bild ergab und dadurch zu fraglichen Folgerungen für die Halbleiterentwicklung beitrug. Die vielfältigen Gründe für die falschen Analysenergebnisse werden diskutiert. Als wichtigste Störung wurden die unzureichende Beherrschung der Oberflächenreinheit des Probenmaterials, Fehler bei der Aufbereitung der Proben und Störreaktionen nachgewiesen.