Deuteronenaktivierungsanalyse von Kohlenstoff in Silicium

Zusammenfassung Die Bestimmung des Kohlenstoffgehalts in Silicium über die Deuteronenaktivierungsanalyse ergab bisher zu hohe Werte, da der aus dem Beschleuniger in die Proben eingeschossene Kohlenstoff mitanalysiert wurde. Entfernt man diesen aufgebrachten Anteil durch definiertes Abätzen der aktivierten Proben, so wird das Verfahren zu einer brauchbaren Bestimmungsmethode. Ohne chemische Abtrennung des aus Kohlenstoff gebildeten ¹³N wird eine Nachweisgrenze von 0,2 ppm (w) bei einer Varianz des Einzelwertes von 10% erreicht. Die mit dem beschriebenen Verfahren durchgeführten Analysen von Halbleitersilicium ergaben, daß polykristallines Silicium höchstens 0,5 ppm (w), zonengezogenes Silicium dagegen weniger als 0,2 ppm (w) Kohlenstoff enthält. Tiegelgezogenes Material erreicht Konzentrationen bis 10 ppm (w), was auf ein Einschleppen von Kohlenstoff in die Siliciumschmelze beim Tiegelziehprozeß zurückgeführt werden kann.

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Deuteron activation analysis of carbon in silicon

Determination of carbon in silicon by deuteron activation analysis so far yielded excessively high percentages due to the fact that the carbon injected into the specimens from the accelerator was also detected in the analysis. If the injected carbon percentage is removed by etching of defined surface layers of the activated specimens, a useful analysis method is obtained by which the presence of amounts as small as 0.2 ppm (w) at a variance of individual values of 10% can be determined without chemical separation of the ¹³N. The analyses of semi-conductor silicon performed by the method described proved that the content of carbon in polycristalline silicon is equal to or less than 0.5 ppm (w), that of zonerefined silicon less than 0.2 ppm (w). The carbon concentration in crucible-refined silicon is of the order of 10 ppm (w), which is due to the entrainment of carbon into the silicon melt in the crucible.

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Der größte Teil der Ergebnisse dieser Arbeit wurde bei dem 2. Colloquium über Materialgüteuntersuchung an Halbleiterkristallen vom 21. bis 23. Oktober 1970 in Burghausen vorgetragen.

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Den Herren Dr. Schuster und Dr. Wohlleben danken wir für die fördernden Diskussionen, Frau Keppler, Frau Bartel und Herrn Pfann für die Mithilfe bei der Durchführung der Untersuchungen.