CH648691A5 - Low-temperature process for depositing oxide layers by photochemical vapour deposition - Google Patents

Low-temperature process for depositing oxide layers by photochemical vapour deposition Download PDF

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CH648691A5
CH648691A5 CH3974/81A CH397481A CH648691A5 CH 648691 A5 CH648691 A5 CH 648691A5 CH 3974/81 A CH3974/81 A CH 3974/81A CH 397481 A CH397481 A CH 397481A CH 648691 A5 CH648691 A5 CH 648691A5
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oxide
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CH3974/81A
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Hughes Aircraft Co
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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Herstellung von Halbleitervorrichtungen und insbesondere auf ein photochemisches Aufdämpfverfahren zur Bildung einer dielektrischen Oxidschicht auf der Oberfläche eines ge-5 wählten Halbleitermaterials oder eines optischen Substrates unter Verwendung einer niederen Temperatur und nicht-ioni-sierender Strahlung.
Bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen ist es oft notwendig, eine dielektrische Schicht entweder als Passivie-îorungsschicht, um die Oberfläche des Substrates permanent zu schützen oder als Maske während der Durchführung von Verarbeitungen, wie Ätzen, Festphasendiffusion oder Ionenimplantation zu maskieren, zu bilden. Eine Methode, durch welche eine Oxidschicht, z.B. eine Siliciumdioxidschicht ge-15 bildet werden kann, ist ein plasmaverstärktes (plasma-enhan-ced) chemisches Dampfabscheidungsverfahren, wie es von James A. Amick, G.L. Schnäble und J.L. Vossen im Artikel «Déposition Techniques for Dieletric Films or Semiconductor Devices» im Journal of Vacuum Science Technology, 20 Band 14, No. 5, September-Oktober 1977, Seiten 1053 bis 1063 beschrieben wird. In einem solchen plasmoidverstärkten Verfahren werden die Dampfphasen-Reaktionsteilnehmer, z.B. SiH4 und N20 einer Radiofrequenzentladung unterworfen, welche ein ionisiertes Plasma der Reaktionsgase erzeugt. 25 Diese ionisierten Reaktionsteilnehmer können sodann miteinander unter Bildung des gewünschten Reaktionsproduktes reagieren. Als Resultat der Einwirkung der Reaktionsgase auf die Radiofrequenzentladung werden jedoch zahlreiche fremde ionisierte und neutrale Partikel sowie eine hochener-3o getische Strahlung mit Wellenlängen bis hinunter auf 500 Angström und sogar bis in den Röntgenstrahlenbereich reichend, erzeugt und bombardieren die Oberfläche des Substrates, auf welchem das Oxid gebildet wird. Wenn das Substrat einen empfindlichen Vorrichtungstypus umfasst, wie z.B. eine 35 ladungsgekoppelte Vorrichtung oder eine aus gewissen Halbleiterverbindungen gebildete Vorrichtung (zum Beispiel InSb, HgCdTe oder GaAs), können die oben beschriebenen geladenen Partikel und unerwünschten Strahlungsfrequenzen diesen empfindlichen Vorrichtungen Schaden zufügen. Beispielswei-40 se kann die abgeschiedene Oxidschicht Ladungen oder Wechselbindungen einschliessen, welche hohe Oberflächenzu-standsdichten Nss an der Grenzschicht zwischen Halbleitervorrichtung und Oxidschicht hervorrufen und welche Ladungen einfangen, wenn ein Strom an die Vorrichtung ange-« schlössen wird, wodurch das optimale Verhalten der Vorrichtung verunmöglicht wird. Ausserdem weist das Plasma verstärkte Abscheidungsverfahren den Nachteil auf, das Plasma induzierte Erwärmen des Substrates als Folge einer selektiven Absorption der Radiofrequenzenergie durch das Substrat so auftritt, und diese Erwärmung eine Unbeständigkeit in der Temperatur des Substrates bewirkt, welche die Optimierung der Eigenschaften der abgeschiedenen Oxidschicht verhindert.
Andere Methoden, mit welchen Oxidschichten gebildet 55 werden können, verwenden eine nicht-reaktive oder eine reaktive Zerstäubungstechnik. Durch eine nicht-reaktive Zerstäubungstechnik, wie sie zum Beispiel im oben erwähnten Artikel von Amick et al beschrieben ist, wird eine Scheibe des gewählten Oxidmaterials, z.B. Si02, mit Argonionen bombardiert, 6o welche die Verdampfung des Si02 bewirken, und das verdampfte Si02 scheidet sich anschliessend auf dem gewählten Substrat ab. In einer reaktiven Zerstäubungstechnik, wie sie z.B. ebenfalls von Amick et al beschrieben wird, wird eine Si-liciumscheibe mit Sauerstoffionen bombardiert, was die Ver-65 dampfung des Siliciums bewirkt und das verdampfte Silicium und die Sauerstoffionen reagieren sodann miteinander unter Bildung des gewünschten Si02. Diese Zerstäubungstechniken sind jedoch ähnlich wie die oben erwähnten Plasmaverfahren,
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indem sie oft den empfindlichen Vorrichtungen Schaden zu- keit des Gerätes eliminiert werden, welche bei der Herstellung fügen infolge der Ladungsbombardierung oder der Strah- von Geräten mit hoher Dichte / hoher Geschwindigkeit bei lungsbombardierung der Vorrichtungen. Ausserdem sind die höheren Temperaturen auftreten.
durch Zerstäubungstechniken erzeugten Filme oft körnig, Die obenstehenden Vorteile der vorliegenden Erfindung nicht dicht und nicht spiegelnd, d.h. ohne gute Lichtreflek- 5 werden aus der folgenden ausführlicheren Beschreibung der tionseigenschaften. bevorzugten Ausführungsform ersichtlich, wie sie unter Zu-
Sowohl die Zerstäubungstechnik wie die Plasma verstärk- hilfenahme der beiliegenden Zeichnungen illustriert sind. In te Methode zur chemischen Dampfabscheidung kann verwen- diesen Zeichnungen stellt:
det werden, um eine dielektrische Schicht abzuscheiden, wel- Fig. 1 in schematischer Form eine bevorzugte Vorrich-
che ein gewähltes Dotierungsmaterial enthält. Im ersten Fall io tung zur Durchführung des Verfahrens gemäss einer ersten kann ein dotiertes Ziel mit ausgewählten Ionen bombardiert und zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
werden. Im letzteren Fall wird ein dotierungsmittelhaltiges bei welcher neutrale Sauerstoffatome durch quecksilberpho-
Material zu den Reaktionsgasen zugesetzt, welche sodann tosensibilisierte Dissoziation eines sauerstoffhaltigen Vorläu-
ionisiert werden. Beide oben erwähnten Methoden, nämlich fers gebildet und umgesetzt werden, um eine undotierte oder die Zerstäubungsmethode und die plasmoidverstärkte Me- is eine dotierte Schicht zu bilden.
thode weisen die oben erwähnten Schwierigkeiten auf, insbe- Fig. 2 in schematischer Form eine bevorzugte Vorrich-sondere diejenige, infolge von Ladungsbombardierung oder tung zur Durchführung einer dritten und vierten Ausfüh-Strahlungsbombardierung und Plasma induzierter Erwär- rungsart der vorliegenden Erfindung, bei welcher neutrale mung des Substrates Schäden hervorzurufen. Sauerstoffatome durch direkte Dissoziation eines sauerstoff-Eine weitere Methode, nach welcher Oxidschichten gebil- 20 haltigen Vorläufers gebildet und umgesetzt werden, um eine det werden können, umfasst thermische Verfahren, wie sie undotierte oder eine dotierte Oxidschicht zu bilden, dar. von Amick et al in der oben erwähnten Literaturstelle be- Fig. 1 zeigt in vereinfachter Form eine geeignete Vorrich-schrieben sind. Um zum Beispiel Si02 nach einem Wärmever- tung zur Durchführung von zwei Ausführungsformen der fahren herzustellen, wird Silan in Berührung mit Sauerstoff vorliegenden Erfindung, bei welchen neutrale Sauerstoff-bei niederer Temperatur gebracht und es tritt eine spontane 25 atome durch die mit quecksilberphotosensibilisierte Dissozia-Reaktion auf unter Bildung von Si02. Die durch Wärmever- tion eines chemisch nicht-reaktiven sauerstoffhaltigen Vorfahren gebildeten Filme sind jedoch üblicherweise körnig, läufers, z.B. N20,02 oder N02 gebildet werden. Der hier verweisen nicht unbedingt gute Adhäsion auf und neigen dazu, wendete Ausdruck «chemisch nicht-reaktiv» bedeutet, dass Einschlüsse aufzuweisen. eine Substanz mit dem designierten Reaktionsteilnehmer un-Die vorliegende Erfindung bezweckt die Behebung der 30 ter normalen Mischungsbedingungen nicht reagiert. Eine Remit den bekannten Methoden verbundenen Schwierigkeiten aktionskammer 10, in welcher die chemische Dampfabscheider Beschädigung empfindlicher Vorrichtungen infolge La- dungsreaktion stattfindet, ist mit einem Quarzfenster 12 aus-dungsbombardierung oder Strahlenbombardierung während gestattet, welches integral mit der oberen Oberfläche der Reder Bildung einer Oxidschicht darauf. aktionskammer 10 verbunden ist. Das Quarzfenster 12 ist
Das allgemeine Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Be- 35 durchlässig für die gewählte Wellenlänge der Strahlung, wel-schaffung eines neuen und verbesserten Verfahrens zur Ab- che verwendet wird, um die gewünschte photochemische Re-scheidung einer Oxidschicht auf der Oberfläche eines gewähl- aktion in Gang zu setzen, welche weiter unten näher beschrieten Substrates durch photochemische Dampfabscheidung bei ben wird, und diese Strahlung 14 einer ausgewählten Wellenniederer Temperatur. Das erfindungsgemässe Verfahren be- länge wird erzeugt durch eine Strahlungserzeugungsvorrich-sitzt die meisten, wenn nicht alle Vorteile der bisher bekann- 40 tung 16, welche z.B. eine Reihe von Niederdruck-Quecksilten Oxidabscheidungsverfahren, ohne indessen deren oben er- berdampfbogenlampen sein kann. Innerhalb der Reaktions-wähnte wesentliche Nachteile aufzuweisen. kammer 10 befindet sich ein Substrathalter 18, welcher ein
Dieses Ziel wird erreicht, indem das Substrat einem ge- Substrat 20 aufnimmt, auf welches die gewünschte Oxidwählten Dampfphasen-Reaktionsteilnehmer in Gegenwart schicht aufzubringen ist.
von photochemisch erzeugten, neutralen (nicht-ionisierten) 45 Ausserhalb der Reaktionskammer 10 und angrenzend an Sauerstoffatomen ausgesetzt wird. Die Sauerstoffatome re- die Bodenoberfläche davon befinden sich Heizelemente 21, agieren mit dem Dampfphasen-Reaktionsteilnehmer unter welche zum Beispiel aus «Nichrom»-Draht bestehen können Bildung des gewünschten Oxides, welches sich als Schicht auf und durch Anschluss an einen regulierten Strom aktiviert dem Substrat abscheidet. Die Verwendung von photoche- werden können. Die Heizelemente 21 können gegebenenfalls misch erzeugten neutralen Sauerstoffatomen verhindert die 50 verwendet werden, um das Substrat 20 auf die erforderliche Beschädigung des Substrates infolge Ladungsbombardierung Temperatur zu erwärmen, so dass die geeigneten Eigenschafoder Strahlungsbombardierungen. ten der abgeschiedenen Schicht, wie z.B. Dichte, erzielt wer-
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist in Patent- den können. Die Temperatur in der Kammer 10 kann auf anspruch 1 definiert. Zimmertemperatur (d.h. 30 °C) oder so hoch als erforderlich
Das neue Verfahren ermöglicht es, den Wert der Oberflä- 55 (z.B. 300 °C oder mehr) gehalten werden. Da Quecksilber-chenzustandsdichte an der Berührungsfläche von Oxid und dampfbogenlampen jedoch z.B. weniger wirksam werden bei Halbleitersubstrat auf ein Minimum herabzusetzen und da- erhöhten Temperaturen, ist es notwendig, eine äussere Was-durch die Ladungseinschlüsse in der abgeschiedenen Oxid- serkühlung oder eine äussere Luft- oder Stickstoffkühlungsschicht auf ein Minimum zu reduzieren. quelle zu beschaffen, um diese Lampen zu kühlen und Strah-Es ermöglicht ferner, eine niedere Dichte an Erzeugungs-/ 60 lungswärme zu entfernen, welche durch das Substrat 20 und Rekombinationszentren in der abgeschiedenen Oxidschicht den Substrathalter 18 bei gewissen erhöhten Temperaturen zu erzeugen und dadurch eine gute Minoritätsträger-Lebens- (z.B. 600 °C oder mehr) erzeugt wird. Zu diesem Zweck ist die dauer und herabgesetzte Anfälligkeit auf Strahlungsschäden strahlungserzeugende Vorrichtung 16 vollständig innerhalb für das erhaltene Gerät zu erzielen. der Umrandung 23 enthalten, welche aus Aluminium beste-Das Verfahren kann bei einer so niederen Temperatur wie 65 hen kann, und eine äussere Kühlvorrichtung 25, z.B. Rohre, Zimmertemperatur (zum Beispiel 30 °C) durchgeführt wer- durch welche Wasser fliesst, wie in Fig. 1 dargestellt, oder den, wodurch die Schwierigkeiten der Grenzflächen-Migra- Stickstoffgas, wird in Betrieb gesetzt, um die Umrandung 23 tion und der daraus folgenden herabgesetzten Leistungsfähig- zu kühlen. Die Umrandung 23 ist an der äusseren Oberfläche
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der Reaktionskammer 10 befestigt, welche das Quarzfenster 12 umgibt, kann jedoch davon entfernt werden, falls erforderlich. Die Verarbeitungstemperatur wird auf einer solchen Höhe gehalten, dass eine genügende Kühlung der Quecksilberlampen erzielt werden kann, um eine wirksame Lampenleistung zu ergeben. Die Umrandung 23 ergibt ferner einen Augenschutz für den Verwender vor der Strahlung 14. Ausgehend von der Reaktionskammer 10 führt ein Rohr 22 durch ein Ventil 24 und dann zu einer Vakuum erzeugenden Vorrichtung, z.B. einer Pumpe (nicht dargestellt), welche verwendet wird, um die Kammer 10 auf einen genügend niedrigen Druck zu evakuieren, um die Dampfabscheidungsreaktion zu ermöglichen.
Aussen an der Reaktionskammer 10 befinden sich Kammern 26 und 28, welche die einzelnen Reaktionsgase für die gewählte chemische Dampfabscheidungsreaktion enthalten, z.B. Silan und Distickstoffoxid. Die Kammern 26 und 28 sind an Regulierventile oder Strömungsuhren 30 bzw. 32 angeschlossen, welche verwendet werden, um die Mengen an Reaktionsteilnehmer zu regulieren, welche in eine Leitung 34 eingeführt werden. Für eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche weiter unten beschrieben wird, wird eine dritte Kammer 27 angebracht, welche den Vorläufer des gewählten Dotierungsmaterials, z.B. Phosphin, enthält und ein entsprechender Regulierhahn oder Durchflussmesser 31, welcher die Menge an Dotierungsmittelvorläufer reguliert, die aus der Kammer 27 in die Leitung 34 eingeführt wird, wo sie mit den anderen, oben erwähnten an der Reaktion teilnehmenden Gasen vermischt wird.
Die Reaktionsteilnehmergase fliessen durch die Leitung 34 in eine Kammer 36, welche eine Quecksilberlache (bei Zimmertemperatur) enthält, die Quecksilberdampf darüber aufweist bei einem Dampfdruck von 1,33322-10—1 Pabei 30 °C. Die Reaktionsteilnehmergase werden auf diese Weise mit Quecksilberdampf in der Kammer 36 vermischt, und dieses Reaktionsteilnehmergasgemisch fliesst sodann durch eine Leitung 38 und in die Reaktionskammer 10, wo die chemische Dampfabscheidungsreaktion erfolgen kann. Die Einzelteile der in Fig. 1 dargestellten Apparatur können aus rostfreiem Stahl oder Aluminium bestehen, sofern nichts anderweitig spezifiziert. Die in Fig. 1 dargestellte Apparatur kann sowohl für ein niederdruckphotochemisches Reaktorsystem mit kontinuierlichem Durchfluss verwendet werden, in welchem ein kontinuierlicher Einfluss der Reaktionsteilnehmergase und Entfernung der Reaktionsnebenprodukte während der photochemischen Reaktion erfolgt, oder für ein statisches photochemisches Reaktionssystem, in welchem spezifische Mengen an Reaktionsteilnehmer in die Reaktionskammer eingebracht, der Zufiuss an Reaktionsteilnehmergasen unterbrochen und dann die photochemische Reaktion durchgeführt wird.
Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung gemäss der ersten Ausführungsform, welche von der Erzeugung von atomarem Sauerstoff abhängt, und unter Verwendung der Apparatus aus Fig. 1 mit nur zwei Reaktionsteilnehmergaskammern (Kammer 26 und 28) wird ein chemischer Dampf-abscheidungsprozess durchgeführt, wie er allgemein von Werner Kern und Richard S. Rosler in «Advances in Déposition Processes for Passivation Films», in Journal of Vacuum Science Technology, Band 15, No. 5, September-Oktober 1977, Seiten 1082 bis 1099 in der Beschreibung von niederdruckchemischen Dampfabscheidungsverfahren beschrieben ist. Die Reaktionskammer 10 wird durch die Vakuum erzeugenden Mittel evakuiert auf einen vorbestimmten Druck, z.B. 1 bis 4-l,33322-102 Pa. Der ausgewählte Dampfphasen-Reaktionsteilnehmer, z.B. SiH4, wird in eine Kammer, z.B. Kammer 26 eingebracht, und ein chemisch nicht-reaktiver sauerstoffhaltiger Vorläufer, z.B. N20, wird in eine Kammer wie die Kammer 28 eingebracht. Die Hahnen 30 und 32 werden derart eingestellt, dass die Reaktionsteilnehmer aus den Kammern 26 bzw. 28 in vorbestimmtem Verhältnis und in vorbestimmter Fliessgeschwindigkeit in die Leitung 34 und dann in 5 die Kammer 36 fliessen können, welche eine Quecksilberlache enthält. Diese Reaktionsteilnehmergase werden in der Kammer 36 mit Quecksilberdampf vermischt und treten aus der Kammer 36 durch die Leitung 38 in die Reaktionskammer 10 ein, welche ungefähr bei Zimmertemperatur (z.B. 30 °C) oder io bei einer Temperatur bis zu 200 °C und mehr gehalten wird. Die strahlungserzeugende Vorrichtung 16 wird in Betrieb gesetzt und erzeugt die Strahlung 14 von ausgewählter Wellenlänge, welche erforderlich ist, um die gewünschte photochemische Reaktion hervorzurufen, z.B. 2537-10"10 mum 15 Quecksilber in angeregtem Zustand zu erzeugen. Die Strahlung 14 tritt durch das Quarzfenster 12 in die Reaktionskammer 10 ein, wo sie die Quecksilberatome (Hg) im Reaktionsteilnehmergasgemisch anregt, um Quecksilberatom in angeregtem Zusand (Hg*) (etwa 5 Elektronvolt über dem norma-2o len Grundzustand, aber nicht-ionisiert) zu bilden, wie in der untenstehenden Gleichung (1) dargestellt. Das Hg* kollidiert sodann mit dem sauerstoffhaltigen Vorläufer, z.B. N20, und bewirkt, dass der Vorläufer dissoziiert und atomaren Sauerstoff (O) erzeugt, wie in der folgenden Gleichung (2a) darge-25 stellt.
Ausserdem kann das Hg* mit dem gewählten Dampfpha-sen-Reaktionsteilnehmer, z.B. SiH4, regieren, unter Bildung eines reaktionsfähigen Restes, z.B. *SiH3, wie aus der untenstehenden Gleichung (2b) ersichtlich. Schliesslich reagiert das 30 Sauerstoffatom mit dem Reaktionsteilnehmer SiH4, oder dem reaktionsfähigen Rest, wie'SiH3, und erzeugt das gewünschte Oxid, z.B. SiO und Si02, wie in den Gleichungen (3a) und (3b) unten dargestellt. Es kann entweder SiO oder Si02 erzeugt werden, je nach dem Verhältnis der Reaktionsteilneh-35 mergase, SiH4 und N20 (d.h. der Dauerkonzentration an atomarem Sauerstoff, welcher SiH4 oxidiert).
(l)Hg + hv(2537-10_lom) ->Hg*worin hv = Planck-Konstante = Frequenz der absorbierten Strahlung (2a) Hg* + N?0 -» N, + O + Hg 40 (2b) SiH4 + Hg* -> -SiH3 + H' + Hg
45
50
(3a) SiH4 + O •
(3b)"SiH3 + O—
-4 Si02 -f H20 SiO + h2o p» SiO + h2o Si02 -1- h2O
Die Reaktion von Hg* mit SiH4 unter Bildung des Restes "SiH3 ist eine Nebenreaktion, welche für das erfindungsge-mässe Verfahren nicht notwendig ist, aber zum selben Endprodukt führt wie die Hauptreaktion. Der gemäss der obigen 55 Gleichung (2a) gebildete atomare Sauerstoff kann direkt mit dem gewählten Dampfphasen-Reaktionsteilnehmer reagieren ohne zuerst einen Zwischenrest zu bilden, wie in der obigen Gleichung (3a) dargestellt.
Der für diese erste Ausführungsform des erfindungsge-60 mässen Verfahrens erforderliche atomare Sauerstoff kann auch durch die mit Quecksilber sensibilisierte Dissoziation von Stickstoffdioxid (NQ2) gebildet werden, um atomaren Sauerstoff und NO zu erzeugen. Ferner kann atomarer Sauerstoff auch durch die mit Quecksilber sensibilisierte Dissozia-65 tion von molekularem Sauerstoff nach den untenstehenden Gleichungen (4) und (5) gebildet werden oder durch andere bekannte Mittel zur Bildung von atomarem Sauerstoff durch photochemische Verfahren.
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(4) Hg + hv (2537-10~10m) -> Hg* wird, bilden neue Verwendungen eines photochemischen Ver-
(5) Hg* + Oi -> 2 O + Hg fahrens für die Abscheidung einer dielektrischen Schicht auf
Da molekularer Sauerstoff spontan mit SiH4 reagiert, wie einem Substrat.
im Zusammenhang mit den bekannten Wärmeoxidationsver- Unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens fahren beschrieben, ist es notwendig, diese spontane thermi- s kann die vorliegende Erfindung auch verwendet werden,um sehe Oxidation zu verhindern, um die Bildung von atomarem Trimethylaluminium (CH3)3A1 zu A1203, Trimethylgallium Sauerstoff und dessen Reaktion mit SiH4 gemäss der vorlie- (CH3)3Ga zu Ga203, German GeH4 zu Ge02, Diboran B2H6 genden Erfindung zu ermöglichen. Diese Verhinderung wird zu B203, Trimethylindium (CH3)3In zu ln203, Titantetrachlo-begleitet von sorgfältiger Regulierung des Arbeitsdruckes und rid TiCl4 zu Ti02, Wolframhexafluorid WF6 zu W203 und des Verhältnisses der Reaktionsteilnehmergase, wie ausführ- io Hafniumhydrid HfH4 zu Hf02 zu oxidieren. Diese erste Auslicher im untenstehenden Beispiel 3 beschrieben. Durch Regu- führungsform der vorliegenden Erfindung ist im untenstehen-lierung dieser Verfahrensparameter kann die thermale Oxida- den Beispiel 1 näher beschrieben.
tion vollständig verhindert werden und das Oxidationsverfah- Ferner kann ein Verfahren gemäss einer zweiten Ausführen nach der vorliegenden Erfindung kann ohne irgendwelche rungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden, Nebenreaktionen erfolgen. " indem man die oben beschriebene vorliegende Erfindung un-
Nach dem oben beschriebenen Verfahren gemäss der vor- ter Verwendung einer Apparatur gemäss Fig. 1 mit drei Reak-liegenden Erfindung werden Sauerstoffatome durch ein pho- tionsteilnehmergaskammern (Kammern 26,27 und 28) aus-tochemisches Verfahren gebildet, welches nur neutrale Parti- führt, um auf der Oberfläche eines gewählten Substrates eine kel erzeugt. Damit werden die Schwierigkeiten der bisher be- Oxidschicht abzuscheiden, welche ein ausgewähltes Dotie-kannten Verfahren, welche mit der Erzeugung geladener Par- 20 rungsmaterial enthält, um die physikalischen, elektrischen tikel und hochenergetischer Strahlung verbunden sind, wel- oder optischen Eigenschaften der Oxidschicht zu modifizie-che das Substrat bombardieren, ausgeschaltet. Der Wert der ren. Um diese zweite Ausführungsform der vorliegenden Er-Oberflächen-Zustandsdichte (Nss) an der Berührungsfläche findung zu realisieren, wird der gewählte Dampfphasen-Re-von Oxid und Halbleitersubstrat und damit die Ladungsein- aktionsteilnehmer, z.B. SiH4, den gleichzeitig gebildeten und schlüsse in der Oxid- oder Isolatorschicht werden durch das 25 photochemisch erzeugten neutralen Sauerstoffatomen und erfindungsgemässe Verfahren auf ein Minimum herabgesetzt, neutralen Atomen oder Atomfragmenten des gewählten Do-Ausserdem wird eine niedere Dichte an Erzeugungs-/Rekom- tierungsmittels, z.B. eines phosphorhaltigen Phosphinylre-binationszentren (d.h. Wechselbindungen oder Einschlüssen) stes, ausgesetzt. Die neutralen Atomteilchen werden durch die erzeugt und dadurch eine gute Minoritätsträger-Lebensdauer mit Quecksilber photosensibilisierte Dissoziation eines che-erzielt, welche nach dem erfindungsgemässen Verfahren ge- 30 misch nicht-reagierenden sauerstoffhaltigen Vorläufers, z.B. bildet werden. Ausserdem erhöht das erfindungsgemässe Ver- Distickstoffoxid (N20) und eines chemisch nicht-reagieren-fahren den Schutz gegen Beschädigungen des Gerätes infolge den, das Dotierungsmittel enthaltenden Vorläufers, z.B. eines Strahlung (d.h. von einer Kobalt-60-Quelle), indem die Bil- Phosphins (PH3) erzeugt, was zur Bildung von atomarem dung von Wechselbindungen und Einschlüssen während der Sauerstoff und neutralen Phosphinylresten führt, wie in den Abscheidung der Oxid- oder Isolatorschicht auf ein Mini- 35 untenstehenden Gleichungen (6) bis (8) dargelegt. Der atoma-mum herabgesetzt wird. Diese Einschlüsse und Wechselbin- re Sauerstoff und die Phosphinylreste oxidieren anschliessend düngen erhöhen üblicherweise die Wahrscheinlichkeit einer das SiH4 zu mit Phosphor dotiertem Siliciumdioxid [Si(P)02], Strahlungsschädigung für das Gerät, und ihre Herabsetzung wie aus der Gleichung (9) hervorgeht.
vermindert somit die Wahrscheinlichkeit von Strahlungsschä- (6) Hg + hv (2537-10"10 m) Hg*
den. Auch das Problem von Grenzflächenmigration wurde 40 (7) Hg* + N20 -> N2 + O + Hg ausgeschaltet, da die vorliegende Erfindung bei Verhältnis- (8) Hg* + PH3 -> "PH2 + J" + Hg massig niederer Temperatur, d.h. so tief wie Zimmertempera- (9) SiH4 + O + "PH2 -> Si(P)02 + H20 tur, durchgeführt werden kann und das Problem von herab- Eine Alternative zu der oben beschriebenen Reaktionsfol-
gesetzter Leistungsfähigkeit des Gerätes, welches bei der Her- ge umfasst die gleichzeitige Oxidation von SiH4 und PH3 Stellung von Geräten hoher Dichte, wie z.B. grossformatigen 45 durch atomaren Sauerstoff, wie in den Gleichungen (10) bis und schnellschaltenden integrierten Schaltungen unter An- (12) unten ausgedrückt. Die Erzeugung von neutralen Teilwendung hoher Temperaturen angetroffen werden, vermie- chen des gewählten Dotierungsmaterials, wie oben in Glei-den wird. Ausserdem wird das bisher bekannte Problem von chung (8) beschrieben, kann unnötig sein bei der Durchfüh-plasmoid-induzierter Erwärmung durch das'erfindungsge- rung der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfin-mässe Verfahren ausgeschaltet, da selektive Absorption der 50 dung, doch kann sie auftreten.
Strahlung durch das Substrat im neuen Verfahren nicht auf- (10) Hg + hv (2537-10"10 m) -> Hg*
tritt. Ferner ist das erfindungsgemässe Verfahren frei von (11) Hg* + N20 -> N2 + O + Hg
Teilchenbildung, beispielsweise an den Kammerwänden, wel- (12) SiH4 + PH3 + O -> Si(P)02 + H20 ches eine oft in den früher bekannten Verfahren angetroffene Das zur Durchfürhung dieser zweiten Ausführungsform Schwierigkeit darstellt. Schliesslich ist die nach dem erfin- 55 der vorliegenden Erfindung befolgte Vorgehen ist im wesent-dungsgemässen Verfahren erzeugte Oxidschicht dicht, nicht liehen dasselbe wie oben im Zusammenhang mit der ersten körnig, kratzfest, spiegelnd, weist vernachlässigbare Porosität Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, auf und haftet fest auf einer Vielzahl von Oberflächen, wie ausser dass zusätzlich eine regulierte Menge eines gewählten, z.B. Halbleiter-, Metall- und anorganischen Oberflächen. ein Dotierungsmittel enthaltenden Vorläufers aus der Kam-Derartige Oxidschichten sind nützlich sowohl als Passivie- 60 mer 27 durch den Regulierhahn 31 in die Leitung 34 geführt rungsschicht wie als Sperrtor-Isolierschicht in Geräten mit in- wird, wo sie sich mit den Reaktionsteilnehmergasen aus den tegrierter Schaltung. Ferner können diese Oxidschichten als Kammern 26 und 28 vermischt.
konforme Überzüge auf integrierte Schaltungen und hybriden Durch diese zweite Ausführungsform der vorliegenden Mikroschaltungen verwendet werden. Diese Oxidschichten Erfindung kann somit ein dotierter dielektrischer Film durch sind ferner nützlich bei der Herstellung von HgCdTe-photo- 65 ein Niedertemperaturverfahren abgeschieden werden, was die leitenden und Photovoltgeräten. Diese erste Ausführungs- Erzeugung von geladenen Partikeln und hochenergetischer form der vorliegenden Erfindung und die damit verwandte Strahlung und die dadurch hervorgerufenen Bombardie-dritte Ausführungsform, welche im folgenden beschrieben rungsschäden des Substrates verhindert. Ausserdem weist die-
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se Ausführungsform alle oben im Zusammenhang mit der Ozon zu verhindern, welche auftreten würde, wenn die Strah-
Bildung einer nicht-dotierten dielektrischen Schicht nach dem lung 44 (z.B. 1849-10"10 m Strahlung) in Berührung mit mo-
erfindungsgemässen Verfahren erwähnten Vorteile auf. Diese lekularem Sauerstoff in der offenen Atmosphäre gelangen zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und die könnte, was zur Bildung von atomarem Sauerstoff führen damit verbundene vierte Ausführungsform, welche weiter un- 5 würde, welcher sodann mit zusätzlichen Sauerstoff-Molekü-
ten beschrieben wird, bilden eine neue Anwendung eines pho- len in der Atmosphäre unter Bildung von Ozon reagieren tochemischen Verfahrens für die Abscheidung einer dotierten würde. Das Gehäuse 53 ist an der äusseren Oberfläche der dielektrischen Schicht. Reaktionskammer 40 befestigt, welche das Quarzfenster 42
Nach dem Verfahren gemäss der zweiten Ausführungs- umgibt, kann jedoch, falls erforderlich, davon entfernt wer-
form der vorliegenden Erfindung können andere Dotierungs- io den.
mittel ausser phosphorhaltigen in die abgeschiedene dielektri- Aus der Reaktionskammer 40 führt ein Rohr 52, welches sehe Schicht einverleibt werden durch Zusatz des entspre- über einen Hahnen 54 und dann zu einer Vakuum erzeugen-
chenden, das Dotierungsmittel enthaltenden Vorläufers zu den Vorrichtung, z.B. einer Vakuumpumpe (nicht dargestellt)
dem Reaktionsteilnehmergasgemisch. Beispielsweise kann führt, welche verwendet wird, um die Kammer 40 auf einen
Diboran (B2H6) verwendet werden zum Dotieren mit Bor, Ar- 15 genügend niederen Druck zu evakuieren (z.B. 1 bis sin (AsH3) kann verwendet werden zum Dotieren mit Arsen, 4-1,33322-102 Pa, um das Eintreten der Gasabscheidungsre-
Stibin (SbH3) kann verwendet werden für das Dotieren mit aktion zu ermöglichen.
Antimon, Selenwasserstoff (H2Se) kann verwendet werden Ausserhalb der Reaktionskammer 40 befinden sich Kam-zum Dotieren mit Selen, Schwefelwasserstoff (H2S) kann zu- mern 56 und 58, welche die einzelnen ausgewählten Reak-gesetzt werden zum Dotieren mit Schwefel, oder Tellurwas- 2otionsteilnehmergase, wie Silan (SiH4) und Distickstoffoxid serstoff (H2Te) kann verwendet werden zum Dotieren mit (N20) zur Erzeugung der gewünschten photochemischen ReTellur. Andere, ein Dotierungsmittel enthaltende Vorläufer, aktion enthalten. Die Kammern 56 und 58 sind mit Regulierweiche zur durch Quecksilber photosensibilisierte Dissozia- hahnen unter Strömungsuhren 60 bzw. 62 verbunden, welche tionsreaktion des hier beschriebenen Typus befähigt sind, verwendet werden, um die Mengen an Reaktionsteilnehmern können ebenfalls verwendet werden. Andere dielektrische Fil- 25 zu reguheren, welche in eine Röhre 64 eingeführt werden. Geme ausser Si02 können gebildet werden, wie oben beschrie- mäss einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemässen ben. Diese zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfin- Verfahrens, welches weiter unten näher beschrieben wird, ist dung ist ausführlicher in Beispiel 2 weiter unten beschrieben. eine dritte Kammer 57 vorgesehen, welche den V orläufer des In Fig. 2 ist eine Vorrichtung dargestellt, welche geeignet ausgewählten Dotierungsmaterials enthält, z.B. Phosphin, so-ist für die Durchführung des Verfahrens gemäss der dritten 30 wie einen entsprechenden Regulierhahn oder eine Strömungsund vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, uhr 61, welche die Menge an Dotierungsmittelvorläufer regu-bei welcher neutrale Sauerstoffatome durch eine direkte pho- liert, welche aus der Kammer 57 in das Rohr 64 eingeführt tochemische Reaktion eines sauerstoffhaltigen Vorläufers ge- wird, wo er mit den übrigen Reaktionsteilnehmergasen, wie bildet werden, wodurch das Erfordernis der Quecksilber-Pho- oben erwähnt, vermischt wird. Die Reaktionsteilnehmergase tosensibilisierung hinfallig wird. Eine Reaktionskammer 40, 35 fliessen sodann durch das Rohr 64 in die Reaktionskammer in welcher die photochemische Dampfabscheidungs-Reak- 40, wo die photochemische Reaktion stattfinden kann. Die tion erfolgt, ist mit einem durchsichtigen Fenster 42 versehen, Bestandteile der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung können welches integral mit der oberen Oberfläche der Kammer 40 aus rostfreiem Stahl oder Aluminium bestehen, sofern nichts verbunden ist. Das Material, aus welchem das Fenster 42 ge- anderweitig spezifiziert. Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung bildet ist, wird derart ausgewählt, dass es durchsichtig ist für 4o kann sowohl für ein photochemisches Reaktorsystem mit die gewählte Wellenlänge der Strahlung, welche für die pho- kontinuierlichem Durchfluss, wie auch für ein statisches photochemische Reaktion verwendet werden soll. Die Strahlung tochemisches Reaktorsystem, wie oben im Zusammenhang 44 mit einer gewählten Wellenlänge wird durch eine Strahlen mit Fig. 1 beschrieben, verwendet werden.
erzeugende Vorrichtung 46 erzeugt, z.B. einer Reihe Nieder-
druck-Quecksilberdampf-Bogenlampen, und geht durch das 45 r>Si02 + H20 Fenster 42 in die Kammer 40. Innerhalb der Reaktionskam- (14) SiH4 + O ——I mer 40 befindet sich ein Substrathalter 48, welcher ein Sub- SiO + H20 strat 50 hält, auf welches die gewünschte Oxidschicht abgeschieden werden soll. Ausserhalb der Reaktionskammer 40 Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung gemäss an deren unteren Oberfläche befinden sich Heizelemente 51, so der dritten Ausführungsform und unter Verwendung einer welche aus «Nichrom»-Draht bestehen können und durch Vorrichtung gemäss Fig. 2, wird das allgemeine Verfahren, Zufuhr eines kontrollierten Stromes aktiviert werden können, wie es oben im Zusammenhang mit der ersten Ausführungs-Die Heizelemente 51 können verwendet werden, um das Sub- form und Fig. 1 beschrieben ist, gefolgt, ausser dass kein strat 50 auf die erforderliche Temperatur zur Bildung einer Quecksilber für die Photosensibilisierung verwendet wird, abgeschiedenen Schicht mit den gewünschten Eigenschaften 55 Die Hahnen 60 und 62 sind derart eingestellt, dass die Reak-
vorzuwärmen. _ _ tionsteilnehmergase, wie SiH4 und N20, aus den Kammern
Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung kann 56 bzw. 58 in einem vorbestimmten Verhältnis und in einer die Temperatur in der Kammer 40 bis hinunter auf Zimmer- vorbestimmten Fliessgeschwindigkeit in das Rohr 64 fliessen temperato oder bis hinauf auf 200 °C oder höher gehalten und anschliessend in die Reaktionskammer 40. Die strah-
werden. Um die erforderliche Kühlung der Strahlung erzeu- 60 lungserzeugende Vorrichtung 46 wird in Betrieb gesetzt und genden Vorrichtung 36, wie zuvor im Zusammenhang mit erzeugt die Strahlung 44 von gewählter Wellenlänge, welche
Fig. 1 beschrieben, zu erzielen, wird die Strahlung erzeugende die richtige Wellenlänge ist, um die direkte Dissoziation des
Vorrichtung 46 vollständig innerhalb des Gehäuses 53 einge- gewählten sauerstoffhaltigen Vorläufers (z.B. 1750 bis 1950
schlössen, welches aus Aluminium bestehen kann, und äusse- • 10 ~10 m für N20) zu bewirken. Die Strahlung 44 durchdringt re Kühlmittel 55, z.B. mit Röhren, durch welche Wasser es das Fenster 42, welches aus einem Material besteht, welches fliesst, wie in Fig. 2 dargestellt, oder fliessendes Stickstoffgas, für die Wellenlänge der Strahlung 44 durchlässig ist. Die werden in Betrieb gesetzt, um das Gehäuse 53 zu kühlen. Das Strahlung 44 tritt in die Reaktionskammer 40 ein, wo sie die
Gehäuse 53 erfüllt die zusätzliche Funktion, die Bildung von Dissoziation des gewählten sauerstoffhaltigen Vorläufers,
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z.B. N20, zu atomarem Sauerstoff bewirkt, welcher sodann Bildung des gewünschten mit Phosphor dotierten Si02, wie in mit dem Dampfphasen-Reaktionsteilnehmer, z.B. SiH4, unter Gleichung (18) unten dargestellt.
Bildung des gewünschten Oxides, wie Si02 und SiO, wie in (17) N2Ò + hv (1849 • 10~10 m) -* O + N2
den folgenden Gleichungen (13) und (14) dargestellt, reagiert. (18) SiH4 + PH3 + O -> Si(P)02 + H20
( 13) N20 + v ( 1849 • 10 ~10 m -► O + N2 5 Eine mögliche Alternative zu der oben beschriebenen Re-
Der für diese dritte Ausführungsform des erfindungsge- aktionsfolge besteht aus der direkten Dissoziation des dotie-
mässen Verfahrens erforderliche atomare Sauerstoff kann rungsmittelhaltigen Vorläufers, z.B. Phosphin, unter Bildung auch durch direkte photochemische Dissoziation von mole- eines neutralen Phosphinylrestes, wie in Gleichung (19) dar-
kularem Sauerstoff gebildet werden, wie aus der untenstehen- gestellt. Der derart gebildete Phosphinylrest und der durch den Gleichung ( 15) ersichtlich, oder aus Stickstoffdioxid io die direkte Dissoziationsreaktion nach Gleichung (17) gebil-
(N02), wie in Gleichung (16) unten dargestellt, oder aus ähn- dete atomare Sauerstoff reagieren sodann mit dem SiH4 unter liehen bekannten Materialien, welche in einem direkten pho- Bildung des gewünschten, mit Phosphor dotierten Si02 ge-
tochemischen Verfahren zu Sauerstoff dissoziieren. mäss der untenstehenden Gleichung (20).
(15)0, + hv(1849 • 10~'°m) -> 20 (19)PH3 + hv(1849 • 10"10m) ^'PH2 + ff
(16) NÖ2 + hv (3500 bis 6000 • 10"10 m) -> O + NO « (20) SiH4 + O + 'PH2 -> Si(P)02 + H20
Wenn molekularer Sauerstoff als Quelle für atomaren Das Vorgehen zur Durchführung des Verfahrens der vier-
Sauerstoff verwendet wird, sollte der Druck und das Verhält- ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im we-
nis der Reaktionsteilnehmergase sorgfältig überwacht wer- sentlichen dasselbe wie oben im Zusammenhang mit der drit-
den, um die spontane thermische Oxidation des SiH4 durch • ten Ausführungsform beschrieben, jedoch wird zusätzlich ei-
den 02 zu verhindern, wie zuvor bereits erwähnt im Zusam- 20 ne regulierte Menge eines ausgewählten dotierungsmittelhal-
menhang mit einer anderen Ausführungsform der vorliegen- tigen Vorläufers, wie z.B. Phosphingas, aus der Kammer 57
den Erfindung und wie in Beispiel 3 unten näher beschrieben. und durch den Hahn 61 in das Rohr 64 eingeleitet, wo es sich
Nach dem oben beschriebenen Verfahren gemäss dieser mit den Reaktionsteilnehmergasen 56 und 58 vermischt,
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Durch diese vierte Ausführungsform der vorliegenden Er-
Sauerstoffatome durch ein photochemisches Verfahren er- 25 findung kann somit ein dotierter dielektrischer Film durch ein zeugt, welches nur neutrale Teilchen bildet. Damit werden die Niedertemperaturverfahren abgeschieden werden, welches oben erwähnten Schwierigkeiten der bisherigen Verfahren, die Erzeugung geladener Teilchen und hochenergetischer welche durch die Erzeugung geladener Partikel und hochener- Strahlung und die daraus folgenden Bombardierungsschäden getischer Strahlung sowie deren Bombardierung des Substra- des Substrates verhindert und zusätzlich die Verwendung von tes hervorgerufen werden, vermieden. Die Vorteile dieser drit- 30 Quecksilber zur Photosensibilisierung unnötig macht. Die ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Wichtigkeit dieser Vorteile wurde oben im Zusammenhang gleichen wie oben im Zusammenhang mit der ersten Ausfüh- mit der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung rungsform und Fig. 1 beschrieben. Ausserdem weist das Ver- erläutert. Verschiedene andere Dotierungsmaterialien als fahren gemäss dieser dritten Ausführungsform den Vorteil Phosphin können verwendet werden, und diese Materialien auf, dass kein photosensibilisierendes Quecksilber benötigt 35 umfassen z.B. Diboran, Arsin, Stibin, Selenwasserstoff,
wird und dadurch eine eventuelle Verunreinigung des abge- Schwefelwasserstoff, Tellurwasserstoff und andere dotie-
schiedenen Oxides mit Quecksilber verhindert werden kann. rungsmittelhaltige Vorläufer, welche fähig sind, durch gleich-
Ferner ist die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeitige Oxidation mittels atomarem Sauerstoff mit dem ausge-
nach dieser dritten Ausführungsform weniger kompliziert als wählten Gasphasen-Reaktionsteilnehmer die gewünschte do-
eine Vorrichtung, welche die Verwendung von Quecksilber 40 tierte Oxidschicht zu bilden. Diese vierte Ausführungsform ermöglicht. der vorliegenden Erfindung ist in Beispiel 4 illustriert.
Unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens Beispiel 1
kann die vorliegende Erfindung verwendet werden, um di- Dieses Beispiel illustriert die Verwendung des Verfahrens elektrische Oxide von Gallium, Germanium, Bor und Indium 45 nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin-sowie von Metalloxiden von Aluminium, Wolfram, Titan dung, wie oben beschrieben.
und Hafnium abzuscheiden, unter Verwendung der im Zu- Unter Verwendung der im Zusammenhang mit Fig. 1 be-
sammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Gasphasen-Reak- schriebenen Apparatur mit zwei Reaktionsteilnehmer-Gas-
tionsteilnehmer. Diese dritte Ausführungsform der vorliegen- kammern, wurden SiO und Si02 unabhängig voneinander auf den Erfindung ist im nachfolgenden Beispiel 3 illustriert. 50 der Oberfläche einer Platte aus Silicium mit einem Durchmes-
Ein weiteres spezielles Verfahren, welches gemäss einer ser von 50,8 mm abgeschieden. Distickstoffoxid (N20) wurde vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch- als sauerstoffhaltigen Vorläufer verwendet, und Silan war der geführt wird, kann durch Ausübung der vorliegenden Erfin- ausgewählte Dampfphasen-Reaktionsteilnehmer. Die Reak-dung, wie oben beschrieben, realisiert werden, jedoch unter tionskammer 10 wurde durch das Vakuum erzeugende Mittel Verwendung der Apparatur gemäss Fig. 2 mit drei Reak- 55 auf einen Druck von 1,33322 • 10_1 Pa evakuiert, dann wieder tionsteilnehmergaskammern (Kammer 56, 57 und 58), um ei- mit Stickstoff gefüllt und nochmals auf einen Druck von ne Oxidschicht, welche ein ausgewähltes Dotierungsmaterial 1,33322 • 10 ~1 Pa evakuiert. Die Strömungsuhren 30 und 32 einverleibt enthält, aus der Oberfläche eines gewählten Sub- wurden in Betrieb gesetzt, um den Zutritt der Reaktionsteil-strates abzuscheiden. Um diese vierte Ausführungsform der ' nehmergase (SiH4 und N20) in einem vorbestimmten Verhältvorliegenden Erfindung zu verwirklichen, wird der gewählte 60 nis in das Rohr 34 und anschliessend in die Kammer 36 und Dampfphasen-Reaktionsteilnehmer, z.B. SiH4, photoche- die Reaktionskammer 10 zu ermöglichen, und die Zufluss-misch erzeugten neutralen Sauerstoffatomen in Gegenwart ei- geschwindigkeiten der Reaktionsteilnehmergase wurde stabi-nes dotierungsmittelhaltigen Vorläufers, z.B. Phosphin (PH3) lisiert. Der Betriebsdruck innerhalb der Reaktionskammer 10 ausgesetzt. Der neutrale atomare Sauerstoff wird durch direk- wurde mit Hilfe des Hahnen 24 eingestellt, um einen Druck te Dissoziation eines sauerstoffhaltigen Vorläufers, z.B. N20, es von etwa 1,33322-102 Pa zu erzielen. Die Heizelemente 21 und durch Strahlung ausgewählter Wellenlänge erzeugt, wie aus die Kühlmittel 25 wurden in Betrieb gesetzt. Schliesslich wur-der untenstehenden Gleichung (17) ersichtlich ist. Der atoma- den die Niederdruck-Quecksilberbogen-Resonanzlampen re Sauerstoff oxidiert dann gleichzeitig SiH4 und PH3 unter eingeschaltet, welche eine Strahlung von 2537- lO^m emittier-
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ten, welche durch den Quecksilberdampf in der Reaktionskammer absorbiert wurde, wobei lichterregte Quecksilberatome gebildet wurden, welche mit dem Distickstoffoxid unter Bildung atomaren Sauerstoffes zusammentraf. Der atomare Sauerstoff oxidierte sodann das Silan entweder zu Si02 oder zu SiO. Bei Verwendung eines photochemischen Reaktorsystems mit kontinuierlichem Fluss bei einem Arbeitsdruck von 2,66644 • 102 Pamit einem Reaktionsteilnehmer-gas-Fliessverhältnis von 2 Kubikzentimetern pro Minute (berechnet als Kubikzentimeter pro Minute bei 20 °C und Atmosphärendruck), SiH4 zu 50 ccm N20, entstand eine Schicht von Si02. Wenn ein Reaktionsteilnehmergas-Fliessverhältnis von 2 ccm SiH4 zu 10 ccm N20 in einem kontinuierlichen Fliess-System verwendet wurde, entstand eine Schicht von SiO. Bei einer Substrattemperatur von 100 °C wurde die Sili-ciumoxidschicht mit einer Geschwindigkeit von 200.10"10 m pro Minute bei Anwendung eines kontinuierlichen Fliess-Sy-stems abgeschieden. Bei Verwendung eines statischen photochemischen Reaktorsystems mit einem Reaktionsteilnehmer-gas-Verhältnis von SiH4 zu N20 von 3 mm zu 12 mm, wurde Siliciummonoxid (SiO) als Schicht auf der Oberfläche der Siliconplatte gebildet. Wenn ein Reaktionsteilnehmergas-Ver-hältnis von SiH4 zu N20 von 3,0 mm zu 30 mm in einem statischen System eingesetzt wurde, entstand Siliciumdioxid (Si02) als Schicht auf der Siliconplatte.
Der Refraktionsindex der nach dem Verfahren dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildeten Siliconoxidschichten wurde durch Ellipsometrie als Funktion des Reaktionsteilnehmer-Gasgemischverhältnisses N20/SiH4 bestimmt. Gemische, welche reich an N20 (d.h. an atomarem Sauerstoff) sind, erzeugten Filme mit einem für Si02 charakteristischen Refraktionsindex, d.h. 1,45. Gemische von N20/ SiH4, welche zunehmend schwächer an N20 waren,ergaben Siliciumoxidfilme mit weniger Sauerstoffgehalt und schliesslich SiO mit einem Refraktionsindex von 1,88. Die Ätzge-schwindigkeitseigenschaften des auf diese Weise abgeschiedenen Si02-Materials in gepuffertem HF waren vergleichbar mit denjenigen von Si02-Filmen, welche mittels Niedertemperatur-Plasmaverfahren abgeschieden worden waren. Die stö-chiometrische Zusammensetzung des Filmes wurde durch Auger-Elektronenspektroskopie bestimmt. Die Si02-Filme wiesen ein ausgezeichnetes Zusammensetzung/Tiefe-Profil auf und waren stöchiometrisch äquivalent zu reinem Si02. Die SiO-Filme wiesen langsamere Ätzgeschwindigkeiten als die Si02-Filme auf, infolge des erschöpften Sauerstoffgehaltes der SiO-Filme, was durch die spektroskopische Analyse nach Auger bestätigt wurde. Die Durchschlagsspannung der nach dem erfindungsgemässen Verfahren erzeugten Si02-Filme wurde mit 3,0 x 106 Volt/Zentimeter bestimmt, die Dielektrizitätskonstante betrug etwa 5,5 und der Verlustfaktor betrug 1,5 x 10~2, wobei diese Messungen vergleichbar sind mit den Werten, welche für ähnliche Filme erhalten werden, die nach einem bekannten thermischen Verfahren, wie oben beschrieben, hergestellt wurden. Die Dichte der Si02-Filme, hergestellt nach der vorliegenden Erfindung, betrug 2,3 Gramm/ Kubikzentimeter.
Die nach dem oben beschriebenen Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung photochemisch abgeschiedenen Si02-Schichten finden Anwendung als dielektrische Schichten für die Passivierung von Halbleitergeräten, insbesondere ladungsgesteuerte microelektronische Halbleiter, wie z.B. Silici-um-MOS-Geräte, HgCdTe-photoleitende und photogalvanische Geräte sowie GaAs-Feldeffekttransistoren. Diese Schichten können in einer typischen Dicke von 1200 bis 1500 • 10"10 m für einen solchen Zweck abgeschieden werden. Ausserdem kann das erfindungsgemässe Verfahren eingesetzt werden, um einen entspiegelten Oxidüberzug auf Linsen, einschliesslich Kunststoff-Linsen, oder einer Sonnenzelle abzuscheiden oder um einen schützenden Oxidüberzug auf einem Spiegel abzuscheiden.
Unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens wurden Si02-Schichten auf ähnliche Weise auf Ge-, InSb-5 und Al-Substraten abgeschieden.
Beispiel 2
Dieses Beispiel illustriert die Verwendung des Verfahrens nach der zweiten Ausführungsform der vorhegenden Erfin-io dung, wie oben erwähnt.
Unter Verwendung der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Vorrichtung mit drei Reaktionsteilnehmer-Gas-.kammern wurde eine mit Phosphor dotierte Si02-Schicht auf der Oberfläche einer Silicium-Platte von 50,8 mm Durchmes-ls ser abgeschieden. Das im Zusammenhang mit dem obigen Beispiel 1 beschriebene allgemeine Vorgehen wurde wiederholt, wobei jedoch ein drittes Reaktionsteilnehmergas zugesetzt wurde. Distickstoffoxid (N20) wurde als sauerstoffhaltiger Vorläufer verwendet, Silan war der ausgewählte Dampf-20 phasen-Reaktionsteilnehmer und Phosphin war der Phosphor-Dotierungsmittel haltige Vorläufer. Der Prozess wurde durch die photochemische Anregung von Quecksilberdampf bei 1,33322 • 102 Pa in einer Quarzreaktionskammer in Gang gebracht. Niederdruck-Quecksilberbogen-Resonanzlampen 25 emittierten eine Strahlung von 2537 ■ 10"10 m, welche durch den Quecksilberdampf in der Reaktionskammer absorbiert wurde, wodurch nicht-angeregte Quecksilberatome erzeugt wurden, welche mit dem N20 und PH3 reagierten, wie in den obigen Gleichungen (7) und (8) dargestellt. Der derart gebil-30 dete atomare Sauerstoff und die neutralen Phosphinylreste (*PH2) reagierten mit dem SiH4 unter Bildung von mit Phosphor dotiertem Siliciumdioxid [Si(P)02] wie in der obigen Gleichung (9) dargestellt, welches als Schicht auf der Silici-um-Platte abgeschieden wurde. Unter Verwendung eines pho-35 tochemischen Reaktorsystems mit kontinuierlichem Fluss mit einem Reaktionsteilnehmergas-Fliessverhältnis von SiH4 / N20 / PH3 von 2/60/1 ccm wurde eine mit Phosphor dotierte Si02-Schicht auf dem Substrat mit einer Geschwindigkeit von 200 • 10"10 m/Minute abgeschieden, und der Phosphorgehalt 40 der abgeschiedenen Schicht betrug etwa 5%. Zusätzlich wurde ein statisches Niederdruck-photochemisches Reaktorsystem verwendet mit einem Reaktionsteilnehmer-Gasverhält-nis von SiH4 / N20 / PH3 von 3/30/1 mm. Die mit Phosphor dotierte Si02-Schicht wurde mit einer Anfangsgeschwindig-« keit von 200 • 10"10 m/Minute abgeschieden und der Phosphorgehalt in der abgeschiedenen Schicht betrug etwa 5%. Unter Verwendung eines Reaktionsteilnehmergasverhältnis-ses von SiH4 / N20 /PH3 von 2/30/12 mm in einem statischen System wurden Gehalte an Phosphor-Dotierungsmittel von 50 17% in der abgeschiedenen Schicht erzielt.
Der Refraktionsindex der photographisch abgeschiedenen mit Phosphor dotierten Si02-Schicht war abhängig vom Verhältnis N20 / PH3 und Indices von 1,55 bis 1,65 wurden gemessen. Die Filme mit den höheren Refraktions-Indices 55 wiesen auf einen grösseren Gehalt an Phosphordotierungsmittel im dielektrischen Si02-Material hin. Die chemische Zusammensetzung der mit Phosphor dotierten Si02-Filme wurde durch Auger-Elektronenspektroskopie bestimmt und der Phosphorgehalt wurde durch Energie versprechende Rönt-60 genstrahlen-Analyse (EDAX) bestätigt. Die Ätzgeschwindigkeit in «P-Etch» (d.h. einem Gemisch von 60 ml Wasser, 3 ml 49% HF und 2 ml 70% HN03) der mit Phosphor dotierten Si02-Filme war wesentlich rascher als diejenige von reinem Si02, wobei Werte von 200 • 10"10 m/Sekunde erzielt wurden, 65 welche mit Werten von mit Phosphor dotierten Filmen, welche nach bekannten chemischen Dampfabscheidungsverfah-ren wie sie oben erwähnt wurden, erhalten wurden, konku-renzieren. Die Menge an Dotierungsmittel, welche in den di-
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elektrischen Schichten, nach dem oben beschriebenen Verfah- dung als dielektrische Schichten für die Passivierung von ren, enthalten waren, können reguliert werden durch Einstel- Halbleitergeräten, insbesondere ladungsempfindliche mikro-
lung der Menge der dotierungsmittelhaltigen Vorläufer, wel- elektronische Geräte, wie z.B. MOS-Geräte und GaAs,
che dem Reaktionsteilnehmer-Gasgemisch zugesetzt wird. HgCdTe-photoleitende und photogalvanische Geräte, Feld-
Obwohl mit Phosphor dotierte Si02-Schichten wie oben 5 effekttransistoren, usw. Ausserdem können die nach dem obi-
beschrieben gebildet wurden, ist es auch möglich, mit Phos- gen Verfahren gebildeten Oxidschichten auf elektrooptischen phor dotierte SiO-Schichten nach dieser Ausführungsform Materialien, z.B. Linsen und Spiegel, oder auf Sonnenzellen des erfindungsgemässen Verfahrens zu erhalten, indem das verwendet werden, wie im Zusammenhang mit Beispiel 1
Verhältnis von SiH4 zu N20 auf ähnliche Weise wie in Bei- erwähnt.
spiel 1 beschrieben, erhöht wird. 10 Unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens
Die nach dem obigen Verfahren erhaltenen photoche- wurden Si02-Schichten auf ähnliche Weise auf Ge-, InSb-misch abgeschiedenen mit Phosphor dotierten Si02-Filme fin- und Al-Substraten abgeschieden.
den Anwendung als dielektrische Schichten für die Passivie- Ferner wurde unter Verwendung des oben beschriebenen rung von ladungsempfindlichen microelektronischen Gerä- allgemeinen Verfahrens eine Schicht von Si02 auf der Ober-
ten, z.B. Silicium-MOS-Geräten. Ausserdem können diese 15 fläche einer Silicium-Platte abgeschieden, wobei molekularer phosphordotierten Filme als Gegendiffusionsschicht auf Sauerstoff (02) als sauerstoffhaltiger Vorläufer verwendet
GaAs-Geräten für die Minimisierung des Ausdiffundierens wurde. Um die spontane thermische Oxidationsreaktion von sowohl von Gallium (Ga) wie Arson (As) bei Temperaturen 02 und SiH4 vollständig zu verhindern, wurde ein Stickstoff-
oberhalb 100 °C. gas-Verdünnungsmittel verwendet, und die Druck- und
2oFliessgeschwindigkeitsbedingungen der Reaktionsteilneh-
Beispiel 3 mergase wurden sorgfaltig reguliert. Unter Verwendung eines
Dieses Beispiel illustriert die Verwendung der dritten Aus- Arbeitsdruckes von 0 bis 5 • 1,33322.102 Pa und eines Reak-
führungsform der vorliegenden Erfindung, wie oben be- tionsteilnehmer-Gasflussverhältnisses von SiH4 /02 / N2 von schrieben. 1/20/80 ccm wurde eine Schicht von Si02 mit einer Geschwin-
Unter Verwendung der in Fig. 2 dargestellten Vorrich- 2s digkeit von 3000 bis 4000 • 10"10 m in 30 Minuten abgeschie-
tung mit zwei Reaktionsteilnehmer-Gaskammern wurde eine den. Auf diese Weise ist ersichtlich, dass die Verwendung von
Schicht von Si02 auf der Oberfläche einer Platte aus Silicium molekularem Sauerstoff aus sauerstoffhaltigem Vorläufer bei mit einem Durchmesser von 50,8 mm abgeschieden. Das im der Durchführung der vorliegenden Erfindung die Oxidab-
Zusammenhang mit Beispiel 1 beschriebene allgemeine Vor- scheidungsgeschwindigkeit wesentlich erhöht.
gehen wurde wiederholt, jedoch die Quecksilbersensibiiisie- 30
rung weggelassen. Ein photochemisches Reaktorsystem mit Beispiel 4
kontinuierlichem Fluss wurde angewendet. Der sauerstoff- Dieses Beispiel illustriert die Verwendung des Verfahrens haltige Vorläufer war N20 und der gewählte Dampfphasen- nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfin-
Reaktionsteilnehmer war SiH4. Strahlung mit einer Wellen- dung, wie oben beschrieben.
länge von 1849 • 10 "10 m wurde eingesetzt, um das N20 zu 35 Unter Verwendung der im Zusammenhang mit Fig. 2 bedissoziieren, und das Fenster der Reaktionskammer bestand schriebenen Vorrichtung mit drei Reaktionsteilnehmer-Gas-aus «Spectrasil» (ein Produkt von Thermal American Fused kammern wurde eine mit Phosphor dotierte Si02-Schicht auf Quartz, Montville, New Jersey), welches durchlässig war für der Oberfläche einer Silicium-Platte mit einem Durchmesser Strahlung von 1849 • 10_ 10 m. Mit «Spectrasil» eingefüllte von 50,8 mm abgeschieden. Das im Zusammenhang mit BeiNiederdruck-Quecksilber-Bogenlampen emittierten Strah- 40 spiel 3 beschriebene allgemeine Verfahren wurde wiederholt, lung von 1849 • 10 ~10 m, welches durch das «Spectrasil»-Fen- wobei ein drittes Reaktionsteilnehmergas zugesetzt wurde.
ster in die Reaktionskammer eintrat. Diese Strahlung wurde Ein photochemisches Reaktorsystem mit kontinuierlichem durch das N20 absorbiert und bewirkte dessen Dissoziation Fluss wurde verwendet. Distickstoffoxid (N20) wurde als unter Bildung von atomarem Sauerstoff. Der atomare Sauer- sauerstoffhaltigen Vorläufer verwendet, Silan war der ge-
stoff reagierte sodann mit dem SiH4 unter Bildung des ge- 45 wählte Dampfphasen-Reaktionsteilnehmer und Phosphin wünschten Si02, welches als Schicht auf der Silicon-Platte ab- war der dotierungsmittelhaltige Vorläufer. Strahlung mit ei-
geschieden wurde. Ein Reaktionsteilnehmer-Gasfliessverhält- ner Wellenlänge von 1849 • 10"10 m wurde verwendet, um das nis von SiH4 zu N20 von 2 sccm zu 60 sccm und ein Arbeits- N20 zu dissoziieren, und das Fenster der Reaktionskammer druck von 3,7 ■ 1,33322 • 102 Pa wurden verwendet. Die Si02- war aus «Spectrasil» hergestellt, wie im Zusammenhang mit
Schicht wurde mit einer Geschwindigkeit von 700 • 10~10min so Beispiel 3 beschrieben. Die Strahlung von 1849 • 10-10mwur-
30 Minuten abgeschieden, und es können sogar höhere Ge- de durch das N20 absorbiert und erzeugte dessen Dissozia-
schwindigkeiten erzielt werden mit Verfahrensoptimierung. tion unter Bildung von atomarem Sauerstoff. Der atomare
Der Refraktionsindex der nach dem obigen Verfahren ab- Sauerstoff reagierte sodann mit dem SiH4 und PH3, wie in der geschiedenen Si02-Schicht wurde durch Ellipsometrie be- obigen Gleichung (18) dargestellt, unter Bildung des gestimmt und die Filme wiesen einen für Si02 charakteristi- 55 wünschten mit Phosphor dotierten Si03, welches als Schicht sehen Refraktionsindex, nämlich 1,45 auf. Die Ätzgeschwin- auf der Silicium-Platte abgeschieden wurde. Ein photochemi-digkeitseigenschaften des derart abgeschiedenen Si02-Mate- sches Niederdruck-Reaktionssystem mit kontinuierlichem rials in gepuffertem HF waren vergleichbar mit demjenigen Fluss wurde verwendet mit einem Reaktionsteilnehmer-Gas-von Si02-Filmen, welche mit Niedertemperatur-Plasmaver- flussverhältnis von SiH4 / N20 / PH3 von 2/60/4 ccm. Das fahren abgeschieden wurden. 6oSi02 wurde in einer Geschwindigkeit von 330 • 10"10 m in 30
Obwohl Si02-Schichten wie oben beschrieben gebildet Minuten abgeschieden, und es können sogar höhere Gewurden, ist es auch möglich, nach dieser Ausführungsform schwindigkeiten erzielt werden durch Optimierung des Ver-der vorliegenden Erfindung SiO-Schichten zu bilden durch fahrens. Der Phosphorgehalt der abgeschiedenen Schicht beErhöhung des Verhältnisses von SiH4 zu N20 auf ähnliche trug ungefähr 5%.
Weise wie in Beispiel 1 beschrieben. 65 Der Refraktionsindex der auf diese Weise abgeschiedenen
Die photochemisch abgeschiedenen Si02-Schichten, wel- mit Phosphor dotierten Si02-Schicht betrug 1,75. Die chemi-
che nach der oben beschriebenen Ausführungsform des erfin- sehe Zusammensetzung des abgeschiedenen Films wurde dungsgemässen Verfahrens gebildet wurden, finden Anwen- durch Auger-Elektronen-Spektroskopie bestimmt und ergab
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die oben beschriebenen Werte. Die Ätzgeschwindigkeit «P-Etch» (d.h. einem Gemisch von 60 ml Wasser, 30 ml 49% HF und 2 ml 70%iges HN03) des mit Phosphor dotierten Si02-Filmes wurde bestimmt und erwies sich als beträchtlich schneller als diejenige von reinem Si02, wobei die erhaltenen Werte vergleichbar sind mit denjenigen von mit Phosphor dotierten Filmen, welche nach bekannten chemischen Dampfab-scheidungsverfahren, wie oben beschrieben, erhalten wurden.
Die nach dem oben beschriebenen Verfahren erhaltenen photochemisch abgeschiedenen, mit Phosphor dotierten, Si02-Filme sind verwendbar wie im Zusammenhang mit Beispiel 2 beschrieben.
Obwohl die vorliegende Erfindung insbesondere inbezug auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es für den Fachmann leicht ersichtlich, dass gewisse Modifikationen vorgenommen werden können. Insbesondere ist der Geltungsbereich des vorliegenden Patentes nicht auf die photochemische Dampfabscheidung von Siliciumoxiden beschränkt, sondern umfasst die photochemische Dampfabscheidung eines Oxides von jedem Gasphasen-Reaktionsteilnehmer, welcher mit atomarem Sauerstoff reagiert, z.B. Reaktionsteilnehmer, welche Germanium, Gallium, Bor, Indium, Aluminium, Titan, Wolfram undHafnium enthalten.
10
Ausserdem ist der chemisch nicht-reaktive sauerstoffhaltige Vorläufer nicht auf Districkstoffoxid, molekularem Sauerstoff oder Stickstoffoxid beschränkt, sondern umfasst jedes Material, welches photochemisch zu atomarem Sauerstoff s dissoziiert, entweder mit oder ohne Quecksilbersensibilisie-rung. Ferner ist das Substrat, auf welchem die Oxidabschei-dung nach der vorhegenden Erfindung erfolgen kann, nicht auf Silicium eingeschränkt, welches hier lediglich als Beispiel verwendet wurde, sondern es kann andere Halbleitersubstrat-i0materialien umfassen, wie zum Beispiel GaAs, HgCdTe, oder InSb, oder elektrooptische Materialien, wie Linsen oder Spiegel, oder GaAs- oder Si-Sonnenzellen. Schliesslich ist die vorliegende Erfindung auch nicht eingeschränkt auf die Verwendung von Phosphin zur Erzielung der Dotierung mit Phos-ls phor, sondern umfasst jeden Dotierungsmittelhaltigen Vorläufer, welcher der quecksilber-photosensibilisierten Dissoziation fähig ist, um neutrale Partikel zu bilden, oder welcher fähig ist, gleichzeitig mit dem gewählten Gasreaktionsteilnehmer durch atomaren Sauerstoff oxidiert zu werden. Solche 20 Vorläufer umfassen Diboran, Arsin, Stibin, Selenwasserstoff, Schwefelwasserstoff oder Tellurwasserstoff, um Bor-, Arsen-, Antimon-, Selen-, Schwefel- oder Tellurdotierungen zu erzeugen.
C
1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

  1. 648 691
    PATENTANSPRÜCHE
    1. Verfahren zur Bildung einer Oxidschicht auf der Oberfläche eines Substrates, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat der Einwirkung eines Dampfphasen-Reaktionsteilnehmers und eines sauerstoffhaltigen Vorläufers in Gegenwart von Strahlen von vorbestimmter Wellenlänge aussetzt, um photochemisch neutrale Sauerstoffatome zu erzeugen, welche mit dem Dampfphasen-Reaktionsteilnehmer reagieren unter Bildung der Oxidschicht unter vorgewählter Temperatur-, Druck- und Fliessgeschwindigkeitsbedin-gungen.
  2. 2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampfphasen-Reaktionsteilnehmer Silicium, Germanium, Gallium, Bor, Indium, Aluminium, Titan, Wolfram oder Hafnium enthält.
  3. 3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampfphasen-Reaktionsteilnehmer SiH4 und das Oxid Siliciumdioxid und/oder Siliciummonoxid ist.
  4. 4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der sauerstoffhaltige Vorläufer N20, N02 oder 02 ist.
  5. 5. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidschicht in Gegenwart von photochemisch erzeugten Dotierungsatomen gebildet wird, um die Dotierungsatome in das Oxid einzuverleiben.
  6. 6. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Quecksilberdampf dem Reaktionsteilnehmer und dem Vorläufer zugesetzt wird, um eine durch Quecksilber photosensibilisierte Dissoziation des gewählten sauerstoffhaltigen Vorläufers zu bewirken.
  7. 7. Verfahren nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der sauerstoffhaltige Vorläufer N20, der Dampfphasen-Reaktionsteilnehmer SiH4ist, das Verfahren in einem statischen photochemischen Reaktor durchgeführt wird, wobei das Gasverhältnis von SiH4 zu N20 3:12 Millimeter beträgt und die Temperatur, bei welcher das Verfahren durchgeführt wird, 30 bis 200 °C beträgt.
  8. 8. Verfahren nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der sauerstoffhaltige Vorläufer N20 und der Dampfphasen-Reaktionsteilnehmer SiH4 ist und das Verfahren in einem photochemischen Reaktor unter kontinuierlichem Fluss durchgeführt wird, wobei das Gasfliessverhältnis von SiH4 zu N20 2:10 Kubikzentimeter pro Minute beträgt und die Temperatur, bei welchem das Verfahren durchgeführt wird, auf 30 bis 200 °C gehalten wird.
  9. 9. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der sauerstoffhaltige Vorläufer N20 und der Dampfphasen-Reaktionsteilnehmer SiH4 ist, die vorbestimmte Wellenlänge 1750 bis 1950 • 10-10 m beträgt das Gasfliessverhältnis von SiH4 zu N20 bis 60 Kubikzentimeter pro Minute, gemessen bei 20 °C und Atomosphären-druck beträgt, die Temperatur, bei welcher das Verfahren durchgeführt wird, auf 30 bis 200 °C gehalten wird, und das Oxid Siliciumdioxid ist.
  10. 10. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der sauerstoffhaltige Vorläufer 02 ist, welchem N2 beigemischt wird, dass die vorbestimmte Wellenlänge 1849 ■ 10_ 10 m beträgt, der Dampfphasen-Reak-tionsteilnehmer SiH4 ist, der Druck 0 bis 5 • 1,33322 • 102 Pa beträgt und das Gasfliessverhältnis von SiH4 zu 02 zu N2 1:20:80 Standard-Kubikzentimeter pro Minute beträgt.
  11. 11. Verfahren nach Patentanspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein dotierungsmittelhaltiger Vorläufer verwendet wird, welcher PH3, B2H6, AsH3, SbH3, H2Se, H2S oder H2Te ist.
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