DE10033940A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung diffusionshemmender epitaktischer Halbleiterschichten - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung diffusionshemmender epitaktischer Halbleiterschichten

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung diffusionshemmender epitaktischer Halbleiterschichten. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und Vorrichtungen vorzuschlagen, mit Hilfe derer diffusionshemmende epitaktische Halbleiterschichten auf großen in der Halbleitertechnik üblichen Halbleitersubstraten bei einem hohen, für die industrielle Fertigung geeigneten Durchsatz für typische HBT-Stapel herstellbar sind. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zuerst die zu beschichtenden Oberflächen der Halbleitersubstrate gereinigt werden. Anschließend werden die gereinigten Halbleitersubstrate in einem Niederdruck-Batch-Reaktor auf eine erste, gegenüber dem nachfolgenden Verfahrensschritt höhere Temperatur (Prebake-Temperatur) erwärmt und die zu beschichtenden Oberflächen zur Beseitigung von Luftoxid und anderen Verunreinigungen einem Wasserstoff-Prebake bei einem, gegenüber dem nachfolgenden Verfahrensschritt niedrigeren, gleichen oder höheren Reaktordruck unterzogen. Im nachfolgenden Verfahrensschritt werden die derart vorbehandelten Halbleitersubstrate in einem Niederdruck-Heiß- oder Warmbad-Batch-Reaktor auf eine zweite, gegenüber dem vorangegangenen Verfahrensschritt niedrigere Temperatur (Abscheidetemperatur) erwärmt und nach Erreichen des thermodynamischen Gleichgewichts auf die zu beschichtenden Oberflächen in einem chemischen Gasabscheideverfahren (CVD) bei einem, gegenüber dem vorangegangenen Verfahrensschritt ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung diffusionshemmender epitaktischer Halbleiterschichten.
Epitaktisch abgeschiedene Halbleiterschichten, vorzugsweise aus SiGe oder Si, mit hohen und scharf begrenzten Dotierungen finden bei der Herstellung von Hochfrequenzbauelementen, wie z. B. Heterobipolartransistoren (HBT) und in CMOS-Schaltungen, zunehmend Anwendung. Bei diesen hochdotierten Schichten besteht das Problem der Ausdiffusion während nachfolgender Prozessschritte mit erhöhten Temperaturen innerhalb der technologischen Abläufe und damit der Degradierung der elektronischen Eigenschaften dieser Schichten. Um diese Diffusionspro­ zesse zu minimieren, müssen die Temperaturen reduziert und zusätzliche diffusionshemmende Materialien eingesetzt werden.
In der WO 98/26457 wird beschrieben, wie durch die Verwendung eines zusätzlichen, elektrisch nicht aktiven Materials, vorzugsweise eines Elementes der 4. Hauptgruppe, insbesondere Koh­ lenstoff in einer Konzentration von 1018 cm-3 bis 1021 cm-3, die Diffusion von Bor in SiGe signi­ fikant unterdrückt wird. Die Herstellung dieser epitaktischen diffusionshemmenden Schichten, vorzugsweise aus SiGeC oder SiC, geschieht mit Molekularstrahlepitaxie- (MBE) und haupt­ sächlich mit chemischen Gasphasenabscheide(CVD)-Verfahren. Wie in T. I. Kamins, D. J. Mey­ er; Appl. Phys. Lett., 59, (1991) 178; W. B. de Boer, D. J. Meyer, Appl. Phys. Lett. 58, (1991) 1286 und B. S. Meyerson, Appl. Phys. Lett. 48, (1986) 797 beschrieben, werden in Verbindung mit CVD-Verfahren Single-Wafer- und Ultra-High-Vacuum(UHV)-Batch-Reaktoren eingesetzt. Bei den Single-Wafer-Reaktoren macht sich nachteilig bemerkbar, dass es sich bei diesen Anla­ gen nicht um Heißwandreaktoren handelt, d. h. in Single-Wafer-Reaktoren werden die Wafer mittels Strahlungs- oder Induktionsheizung sehr schnell erwärmt, wobei weder der Wafer noch der Reaktor in ein thermodynamisches Gleichgewicht gelangt.
Wegen der notwendigen kleinen Abscheideraten im Fall der Si-, SiC-, SiGe- und SiGeC-Nieder­ temperaturepitaxie ist mit Single-Wafer-Reaktoren nur ein geringer Durchsatz zu erzielen. Für typische HBT-Stapel beträgt der Durchsatz beispielsweise ca. 5 Wafer/Stunde. Das ist für einen industriellen Prozess ökonomisch ungünstig.
Der einzige bisher bekannt gewordene Batchreaktor ist ein UHV-Heißwandreaktor, der im Tem­ peraturbereich von 400°C bis 800°C und typischerweise bei 600°C arbeitet. In diesen Heißwand­ reaktoren werden die Wafer in kleinen Batches im thermodynamischen Gleichgewicht erhitzt, wodurch zwar eine wesentlich bessere Temperaturhomogenität erreichbar ist, jedoch wirkt sich der mit UHV-Verfahren verbundene hohe Aufwand nachteilig auf den Durchsatz aus. So sind alle peripheren Prozesszeiten (z. B. Pump- und Spülsequenzen, Handling der Scheiben usw.) wesentlich länger als beispielsweise bei üblichen Niederdruck(LPCVD)-Anlagen. Der Durch­ satz für typische HBT-Stapel liegt daher bei diesem UHV-Batchreaktor im Bereich der Single- Wafer-Reaktoren, d. h. ca. 5 Wafer/Stunde. Außerdem wirkt sich nachteilig aus, dass wegen des UHV-Systems keine sehr hohen Temperaturen (1000°C und höher) angewendet werden können und so z. B. in dem UHV-Batchreaktor Ätz- und Ausheizprozesse nur bei geringen Temperatu­ ren erfolgen können. Der für UHV-Anlagen erreichte und als notwendig dargestellte geringe H2O/O2-Restgehalt für die Niedertemperaturepitaxie lässt sich durch geeignete Maßnahmen auch für nicht UHV-Anlagen erreichen.
Niederdruck(LP)-Batch-Reaktoren fanden bisher keine Anwendung für die Erzeugung diffu­ sionshemmender Halbleiterschichten, insbesondere nicht aus SiGeC oder SiC. Die Ursache dafür ist einerseits die Tatsache, dass der von der Fachwelt für die Niedertemperaturepitaxie erforder­ liche geringe Sauerstoff und Feuchtigkeitsgehalt in diesen Anlagen als nicht realisierbar einge­ schätzt wurde. Andererseits treten bei der Hochtemperaturepitaxie in den Batch-Reaktoren Ver­ armungseffekte auf, die zu ungenügender Homogenität der abgeschiedenen Schichten auf den Substraten führen. Deshalb haben sich für die Hochtemperaturepitaxie (T ≧ 1000°C) Single- Wafer-Reaktoren durchgesetzt. Bei niedrigen Temperaturen dominieren jedoch kinetische Effek­ te und transportbedingte Verarmung ist von untergeordneter Bedeutung im Vergleich zum Ein­ fluss der Temperaturhomogenität auf die Schichthomogenität.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und Vorrichtungen vorzuschlagen, mit Hilfe derer diffusionshemmende epitaktische Halbleiterschichten auf großen in der Halbleitertechnik übli­ chen Halbleitersubstraten bei einem hohen, für die industrielle Fertigung geeigneten Durchsatz für typische HBT-Stapel herstellbar sind. Verfahren und Vorrichtungen sollen darüber hinaus die notwendigen technologischen Bedingungen, wie eine homogene Temperaturverteilung bei einer geeigneten Betriebstemperatur sowie den notwendig niedrigen Restgehalt an Sauerstoff und Feuchtigkeit gewährleisten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zuerst die zu beschichtenden Ober­ flächen der Halbleitersubstrate durch an sich bekannte Prozeduren nasschemisch und/oder in der Gasphase gereinigt werden. Dazu eignet sich beispielsweise eine Piranha/SC1/SC2/HF-dip/DI- Rins-Prozedur, eine Piranha/SC1/SC2-Prozedur und/oder eine HF-Vapor-Clean-Prozedur.
Anschließend werden die gereinigten Halbleitersubstrate in einem Niederdruck-Batch-Reaktor auf eine erste, gegenüber dem nachfolgenden Verfahrensschritt höhere Temperatur (Prebake- Temperatur) erwärmt und die zu beschichtenden Oberflächen zur Beseitigung von Luftoxid und arideren Verunreinigungen einem Wasserstoff-Prebake bei einem, gegenüber dem nachfolgenden Verfahrensschritt, gleichen oder höheren Reaktordruck unterzogen.
Im nachfolgenden Verfahrensschritt werden die derart vorbehandelten Halbleitersubstrate in ei­ nem Niederdruck-Heiß- oder Warmwand-Batch-Reaktor auf eine zweite, gegenüber dem voran­ gegangenen Verfahrensschritt niedrigere Temperatur (Abscheidetemperatur) erwärmt und nach Erreichen des thermodynamischen Gleichgewichts auf die zu beschichtenden Oberflächen in einem chemischen Gasabscheideverfahren (CVD) bei einem, gegenüber dem vorangegangenen Verfahrensschritt, gleichen oder geringeren Reaktordruck die diffusionshemmenden Halbleiter­ schichten abgeschieden. Der CVD-Prozess erfolgt dabei unter solchen Bedingungen, dass die Abscheidung durch Oberflächenreaktionen auf dem Substrat kontrolliert wird und damit Gas­ transport im Niederdruck-Heiß- oder Warmwand-Batch-Reaktor von untergeordneter Bedeutung ist. Diese Bedingungen sind insbesondere eine geringe Temperatur und/oder ein niedriger Reak­ tordruck.
Das Wasserstoff-Prebake wird vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 750 bis 1100°C und bei einem Gasdruck im Bereich von 0,1 bis 760 Torr und das epitaktische Abschei­ den der diffusionshemmenden Halbleiterschicht vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 450 bis 800°C und bei einem Gasdruck im Bereich von 0,1 bis 100 Torr ausgeführt.
Zur Herstellung diffusionshemmender epitaktischer Halbleiterschichten, vorzugsweise auf der Basis von SiGeC oder SiC eignet sich als Kohlenstoffquelle beispielsweise Methylsilan.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird erreicht, dass zum epitaktischen Abscheiden der diffusionshemmenden Halbleiterschichten modifizierte Heißwand-Niederdruck-Batch-Reaktoren zur chemischen Gasphasenabscheidung (LPCVD-Batchreaktoren) eingesetzt werden können, mit Hilfe derer der Durchsatz auf etwa 25 Wafer pro Stunde für typische HBT-Stapel erhöht werden kann. Entscheidend für die Anwendbarkeit der LPCVD-Batchreaktoren für Niedertemperatur- Epitaxie ist ein vorhergehender Hochtemperatur-Prozessschritt in Form eines Wasserstoff- Prebakes, wodurch Luftoxid und andere Verunreinigungen beseitigt werden. In dem nachfolgen­ den Niedertemperatur-Prozessschritt geschieht das epitaktische Abscheiden der diffusionshem­ menden Halbleiterschichten aus der Gasphase. Die erfindungsgemäße Lösung kann sowohl so realisiert werden, dass der Hochtemperatur- und der Niedertemperatur-Prozessschritt in einem einzigen dafir ausgestatteten LPCVD-Batch-Reaktor durchgeführt wird, als auch dass dafür zwei gesonderte Batch-Reaktoren verwendet werden, die über eine Transferkammer mit integ­ rierter Inertgasspülung und/oder Vakuumumgebung verbunden sind. Je nach den vorhandenen Gegebenheiten ist damit eine weitere Erhöhung des Durchsatzes ohne die Inkaufnahme techno­ logischer Verluste möglich. Durch das erfindungsgemäßen Verfahren werden die nachteiligen Einflüsse vermieden, die infolge eines zu hohen Sauerstoff und Feuchtigkeitsgehaltes sowie infolge des Auftretens von Verarmungseffekten eintreten können. Darüber hinaus sind auf diese Weise innerhalb der Anlage auch weitere Hochtemperaturbehandlungen, wie Reaktorätz- und Ausheizprozesse möglich.
Die für die Durchführung der Verfahren beschriebenen Vorrichtungen entsprechen in ihren Hauptkomponenten, insbesondere dem automatischen Handlingsystem, dem Quarzreaktor in einer widerstandsbeheizten Heizkassette, der Gasversorgung, dem Vakuumsystem usw., moder­ nen LPCVD-Batchreaktoren. Zusätzlich wird ein Transferkammersystem mit integrierter Gas­ spülung und/oder mit integriertem Vakuumsystem benötigt, dass die Aufrechterhaltung einer Inertgas- bzw. Vakuumumgebung, vorzugsweise (bei der Inertgasspülung) unter Verwendung von Stickstoff mit einem niedrigen Restsauerstoffgehalt (< 20 ppm) ermöglicht. Dabei dient das Transferkammersystem in einer Ausführung zum Ein- und Ausbringen der Halbleitersubstrate und in einer anderen Ausführung zusätzlich zur Überführung der Halbleitersubstrate von einem zum anderen Reaktor. Das Handling der Halbleitersubstrate erfolgt somit in inerter Atmosphäre und/oder im Vakuum. Die gesamte Vorrichtung ist neben der Realisierung der eigentlichen Ab­ scheideprozesse auch für die Wasserstoffbehandlungen bei Temperaturen von 750°C bis 1100°C, bei einem Druck von 0,1 bis 760 Torr und bei einem Wasserstofffluss von 1 bis 200 Standardliter pro Minute geeignet. Alternativ ist ein in das Hauptsystem integriertes, zweites Reaktorsystem vorgesehen, das diese Funktion erfüllt. Beide Reaktoren sind über das oben be­ schriebene Transferkammersystem mit integrierter Inertgasspülung und/oder mit integriertem Vakuumsystem verbunden.
Die Merkmale der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen schutzfähige Ausführungen darstellen, für die hier Schutz be­ ansprucht wird. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen
Fig. 1 schematische Darstellung eines Niederdruck-Batchreaktors mit Transferkammer und
Fig. 2 schematische Darstellung zweier Reaktoren, die durch eine Transferkammer verbunden sind.
Beispiel 1
Fig. 1 zeigt einen Niederdruck-Batchreaktor zur chemischen Gasphasenabscheidung, für das Abscheiden der diffusionshemmenden Halbleiterschichten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einer Hauptkammer 1, welche einen Niederdruck- Batch-Reaktor 2 beinhaltet, einer an der Hauptkammer 1 angeordneten Transferkammer 3 und einer dazwischenliegenden, dicht schließenden Tür 4 sowie einer weiteren dicht schließenden Tür 4 zur Bestückung der Transferkammer 3. Die Hauptkammer 1 besitzt in der Figur nicht darge­ stellte Vorrichtungen zur Inertgasspülung und/oder zur Herstellung eines Vakuums sowie Vor­ richtungen zur Einleitung von Gasen in den Niederdruck-Batch-Reaktor 2. Erfindungsgemäß wird ein Niederdruck-Reaktor 2 für das Abscheiden von Halbleiterschichten aus der Gasphase durch konventionelle Vorrichtungen ergänzt, die insbesondere das Durchführen von Hochtempe­ raturprozessschritten bis 1100°C ermöglichen. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Nieder­ druck-Batch-Reaktor 2 ein Quarzreaktor in einer, insbesondere widerstandsbeheizten Heizkasset­ te.
Unmittelbar nach der nasschemischen Vorreinigung der Halbleitersubstrate, wofür beispielswei­ se eine Piranha/SC1/SC2/HF-dip/DI-Rins-Prozedur eingesetzt wird, werden die Halbleitersub­ strate in die stickstoffgeflutete Transferkammer 3 der LPCVD-Anlage eingebracht. Hier verblei­ ben diese, bis ein ausreichend niedriger Restgehalt an Sauerstoff und Feuchtigkeit in der Atmo­ sphäre der Transferkammer 3 erreicht ist. Nach der Umlagerung der Substrate aus den Trans­ portbehältern in das Reaktorboot wird dieses in den Niederdruck-Batch-Reaktor 2 eingefahren. Im Niederdruck-Batch-Reaktor 2 herrscht dabei eine abgesenkte Temperatur auf einem Niveau von z. B. 400°C. Es folgt eine CVD-typische Sequenz von Prozessschritten, die sich hauptsäch­ lich hinsichtlich Temperatur, Druck und Gasatmosphäre unterscheiden.
Nach einer Stabilisierungsphase wird der Niederdruck-Batch-Reaktor 2 hinsichtlich Temperatur und Druck auf Werte gebracht, die den Bedingungen des nunmehr anschließenden Wasserstoff- Prebakes entsprechen (z. B. 850°C und 50 Torr). Das Prebake wird durch das Aufheizen der Wa­ fer auf die entsprechende Prebaketemperatur unter einem Wasserstofffluss zwischen 1 und 200 Standardliter pro Minute, in diesem Ausführungsbeispiel etwa 200 Standardliter pro Minute ge­ startet.
Nach dem Absenken der Temperatur auf einen zweiten niedrigeren Temperaturwert, beispiels­ weise 600°C bei 200 mTorr, einschließlich der erforderlichen Stabilisierungszeiten zur Errei­ chung des thermodynamischen Gleichgewichts, erfolgt das eigentliche Abscheiden der diffusi­ onshemmenden Halbleiterschichten durch das Einleiten der entsprechenden Prozessgase in den Niederdruck-Batch-Reaktor 2. Vorzugsweise wird dazu ein Mischgas aus Wasserstoff und bei­ spielsweise SiH4 beziehungsweise SiH2Cl2 und GeH4 verwendet. Als Kohlenstoffquelle wird vorzugsweise Methylsilan eingesetzt. Die Halbleiterschichten enthalten in diesem Ausführungs­ beispiel SiGe und/oder Si und als diffusionshemmendes Material, das die Diffusion von Dotier­ stoffen in Si und/oder SiGe signifikant unterdrückt, ein elektrisch nicht aktives Element vor­ zugsweise aus der 4. oder 6. Hauptgruppe, in diesem Auführungsbeispiel Kohlenstoff. Der Koh­ lenstoff unterdrückt insbesondere die transient enhanced diffusion (TED) von Bor im SiGe signi­ fikant. Auch Sauerstoff oder eine Kombination von Kohlenstoff und Sauerstoff ist als diffusi­ onshemmendes Material geeignet.
Zwischen dem Abscheiden der einzelnen Schichten können wiederum unterschiedliche prozess­ bedingte Temperatur- und Druckwechselvorgänge ablaufen.
Nach dem Abschluss aller Abscheide-Prozesse wird der Niederdruck-Batch-Reaktor 2 freige­ spült, die Temperatur abgesenkt und der Druck im Niederdruck-Batch-Reaktor 2 und in der Transferkammer 3 angeglichen. Mit dem Ausladen der Substrate ist der Prozess abgeschlossen. Dieses erfindungsgemäße Verfahren gestattet einen Durchsatz von mehr als 25 Wafer pro Stunde für einen typischen HBT-Stapel.
Beispiel 2
Fig. 2 zeigt eine Variante des erfindungsgemäßen Reaktorsystems, bestehend aus zwei Haupt­ kammern 1 und einer zwischen den Hauptkammern 1 angeordneten Transferkammer 3, wobei die Hauptkammern 1 und die Transferkammer 3 durch dicht schließende Türen 4 verbunden sind und die Transferkammer 3 durch eine derartige Tür 4 bestückbar ist. Weiterhin sind ein Nieder­ druck-Batch-Reaktor 5 und ein Niederdruck-Heiß- oder Warmwand-Batch-Reaktor 6 in unter­ schiedlichen Hauptkammern 1 angeordnet. Die Hauptkammern 1 besitzen in der Figur nicht dar­ gestellte Vorrichtungen zur Inertgasspülung und/oder zur Herstellung eines Vakuums sowie Vor­ richtungen zur Einleitung von Gasen in den Niederdruck-Batch-Reaktor 5 und in den Nieder­ druck-Heiß- oder Warmwand-Batch-Reaktor 6. Erfindungsgemäß wird der Niederdruck-Batch- Reaktor 5 für das Abscheiden von Halbleiterschichten aus der Gasphase durch konventionelle Vorrichtungen ergänzt, die insbesondere das Durchführen von Hochtemperaturprozessschritten bis 1100°C ermöglichen. In diesem Ausführungsbeispiel sind der Niederdruck-Batch-Reaktor 5 und/oder der Niederdruck-Heiß- oder Warmwand-Batch-Reaktor 6 Quarzreaktoren in jeweils einer, insbesondere widerstandsbeheizten Heizkassette.
Das Wasserstoff-Prebake und das epitaktische Abscheiden der diffusionshemmenden Halbleiter­ schichten wird in diesem Ausführungsbeispiel in gesonderten Reaktoren gemäß Fig. 2 ausge­ führt. Dazu werden nach Abschluss des Wasserstoff-Prebakes die Halbleitersubstrate aus dem ersten Niederdruck-Batch-Reaktor 5 über die Transferkammer 3 mit der integrierten Inertgasspü­ lung in den zweiten Niederdruck-Heiß- oder Warmwand-Batch-Reaktor 6 überführt. Dadurch kann ein erhöhter Durchsatz realisiert werden. An die beiden Batch-Reaktoren 5, 6 werden bei dieser Arbeitsweise geringere technische Anforderungen gestellt. Entsprechend dem geschilder­ ten erfindungsgemäßen Verfahren sind auch in diesem Fall die erforderlichen Zeiten zur Stabili­ sierung der umgebenden Atmosphäre in der Transferkammer 3 und im zweiten Niederdruck- Heiß- oder Warmwand-Batch-Reaktor 6 einzuhalten. Weiterhin müssen der Niederdruck-Batch- Reaktor 5, der Niederdruck-Heiß- oder Warmwand-Batch-Reaktor 6 und die Transferkammer 3 einen geringen Feuchtigkeitspartialdruck aufweisen.
In der vorliegenden Beschreibung wurden anhand konkreter Ausführungsbeispiele ein Verfahren zur Herstellung diffusionshemmender Halbleiterschichten sowie Vorrichtungen zur Durchfüh­ rung dieses Verfahrens beschrieben. Es sei aber vermerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Einzelheiten der Beschreibung in den Ausführungsbeispielen beschränkt ist, da im Rah­ men der Ansprüche Änderungen und Abwandlungen beansprucht werden.

Claims (19)

1. Verfahren zur Herstellung diffusionshemmender epitaktischer Halbleiterschichten, vor­ zugsweise auf der Basis von SiGeC oder SiC, dadurch gekennzeichnet, dass
die zu beschichtenden Oberflächen der Halbleitersubstrate nasschemisch und/oder in der Gasphase gereinigt werden,
die gereinigten Halbleitersubstrate in einem Niederdruck-Batch-Reaktor (2, 5) auf eine erste, gegenüber dem nachfolgenden Verfahrensschritt höhere Temperatur (Prebake- Temperatur) erwärmt werden und die zu beschichtenden Oberflächen zur Beseitigung von Luftoxid und anderen Verunreinigungen einem Wasserstoff-Prebake bei einem, gegen­ über dem nachfolgenden Verfahrensschritt, gleichen oder höheren Reaktordruck unterzo­ gen werden, dass
die derart vorbehandelten Halbleitersubstrate in einem Niederdruck-Heiß- oder Warm­ wand-Batch-Reaktor (2, 6) auf eine zweite, gegenüber dem vorangegangenen Verfahrens­ schritt niedrigere Temperatur (Abscheidetemperatur) erwärmt werden und nach Erreichen des thermodynamischen Gleichgewichts auf die zu beschichtenden Oberflächen in einem chemischen Gasabscheideverfahren (CVD) bei einem, gegenüber dem vorangegangenen Verfahrensschritt, gleichen oder geringeren Reaktordruck die diffusionshemmenden Halbleiterschichten abgeschieden werden und dass
der CVD-Prozess unter solchen Bedingungen erfolgt, dass die Abscheidung durch Ober­ flächenreaktionen auf dem Substrat kontrolliert wird und damit Gastransport im Nieder­ druck-Heiß- oder Warmwand-Batch-Reaktor (2, 6) von untergeordneter Bedeutung ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedingungen, unter de­ nen der CVD-Prozess erfolgt, eine geringe Temperatur und/oder ein niedriger Reaktor­ druck sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserstoff- Prebake und das epitaktische Abscheiden der diffusionshemmenden Halbleiterschichten in ein und demselben Niederdruck-Batch-Reaktor (2) ausgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserstoff- Prebake in einem ersten Niederdruck-Batch-Reaktor (5) für Hochtemperaturprozesse und das epitaktische Abscheiden der diffusionshemmenden Halbleiterschichten in einem zweiten Niederdruck-Heiß- oder Warmwand-Batch-Reaktor (6) für Niedertemperaturpro­ zesse ausgeführt wird und dass das Überführen der Halbleitersubstrate von dem ersten Niederdruck-Batch-Reaktor (5) in den zweiten Niederdruck-Heiß- oder Warmwand- Batch-Reaktor (6) in einer inerten Atmosphäre und/oder im Vakuum geschieht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
das Wasserstoff-Prebake bei einer Temperatur im Bereich von 750 bis 1100°C und bei einem Gasdruck im Bereich von 0,1 bis 760 Torr und
das epitaktische Abscheiden der diffusionshemmenden Halbleiterschicht bei einer Tem­ peratur im Bereich von 450 bis 800°C und bei einem Gasdruck im Bereich von 0,1 bis 100 Torr ausgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim CVD- Prozess als Mischgas auf Wasserstoffbasis SiH4 beziehungsweise SiH2Cl2 und GeH4 ein­ gesetzt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Kohlen­ stoffquelle vorzugsweise Methylsilan verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Was­ serstoff-Prebake bei einem Gasdurchfluss von 1 bis 200 Standardliter/Minute ausgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die nass­ chemische Reinigung der zu beschichtenden Oberflächen nach einer Piran­ ha/SC1/SC2/HF-dip/DI-Rins-Prozedur und/oder nach einer Piranha/SC1/SC2-Prozedur ausgeführt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die nass­ chemische Reinigung der zu beschichtenden Oberflächen nach einer HF-Vapor-Clean- Prozedur geschieht.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Halb­ leiterschichten SiGe und/oder Si enthalten und das diffusionshemmende Material, das die Diffusion von Dotierstoffen in Si und/oder SiGe signifikant unterdrückt, elektrisch nicht aktiv und vorzugsweise ein Element der 4. oder 6. Hauptgruppe ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das diffu­ sionshemmende Material Kohlenstoff ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das diffu­ sionshemmende Material Sauerstoff ist.
14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wie in einem der Ansprüche 1 bis 13 be­ schrieben, gekennzeichnet durch eine Hauptkammer (1), welche einen Niederdruck- Batch-Reaktor (2) beinhaltet, einer an der Hauptkammer (1) angeordneten Transferkam­ mer (3) und einer dazwischenliegenden, dicht schließenden Tür (4) sowie einer weiteren dicht schließenden Tür (4) zur Bestückung der Transferkammer (3).
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptkammer (1) Vorrichtungen zur Inertgasspülung und/oder zur Herstellung eines Vakuums sowie Vor­ richtungen zur Einleitung von Gasen in den Niederdruck-Batch-Reaktor (2) besitzt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruck- Batch-Reaktor (2) ein Quarzreaktor in einer, insbesondere widerstandsbeheizten Heizkas­ sette ist.
17. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wie in einem der Ansprüche 1 bis 13 be­ schrieben, gekennzeichnet durch zwei Hauptkammern (1) und einer zwischen den Hauptkammern (1) angeordneten Transferkammer (3), wobei die Hauptkammern (1) und die Transferkammer (3) durch dicht schließende Türen (4) verbunden sind und die Trans­ ferkammer (3) durch eine derartige Tür (4) bestückbar ist, wobei ein Niederdruck-Batch- Reaktor (5) und ein Niederdruck-Heiß- oder Warmwand-Batch-Reaktor (6) in unter­ schiedlichen Hauptkammern (1) angeordnet sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptkammern (1) Vorrichtungen zur Inertgasspülung und/oder zur Herstellung eines Vakuums sowie Vor­ richtungen zur Einleitung von Gasen in den Niederdruck-Batch-Reaktor (5) und in den Niederdruck-Heiß- oder Warmwand-Batch-Reaktor (6) besitzen.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruck- Batch-Reaktor (5) und/oder der Niederdruck-Heiß- oder Warmwand-Batch-Reaktor (6) Quarzreaktoren in jeweils einer, insbesondere widerstandsbeheizten Heizkassette ist.
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