DE1202616B - Verfahren zum Entfernen der bei der Epitaxie auf dem Heizer abgeschiedenen Halbleiterschicht - Google Patents
Verfahren zum Entfernen der bei der Epitaxie auf dem Heizer abgeschiedenen HalbleiterschichtInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. α.:
Nummer:
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Auslegetag:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
C23g
Deutsche Kl.: 48 d2-5/00
S78192VIb/48d2
23. Februar 1962 7. Oktober 1965
Bei dem als Epitaxie bekannten Aufwachsverfahren werden einkristalline Halbleiterschichten, gegebenenfalls
von unterschiedlichemLeitungstyp und/oder unterschiedlicher Leitfähigkeit, auf einkristallinen
Halbleiterscheiben aus einer gasförmigen Verbin- S dung des Halbleiterstoffes abgeschieden. Um die
Scheiben auf die für die Zersetzung und das einkristalline Aufwachsen notwendige Temperatur zu
erhitzen, werden diese auf eine Unterlage aufgelegt, die durch direkten Stromdurchgang oder induktiv
auf eine entsprechend über der für die Zersetzung notwendige Temperatur liegende Temperatur erhitzt
wird.
Eine sich bei diesem Verfahren ergebende Schwierigkeit besteht darin, daß der aus der gasförmigen
Verbindung auf der Oberfläche der Scheiben zur Abscheidung gebrachte Halbleiterstoff auch auf dem
Heizer niedergeschlagen wird. Man kann daher, insbesondere bei der Siliziumepitaxie, eine Heizerunterlage
im allgemeinen nur einige Male verwenden. An ao den Stellen, die bei den vorausgegangenen Abscheideverfahren
mit einem Scheibchen abgedeckt waren, bilden sich Vertiefungen relativ zur Umgebung,
die stärker mit dem Halbleitermaterial be- : deckt ist. Ein Aus- und Einbau zur Reinigung oder
zum Auswechseln des Heizers ist umständlich und kostspielig, und außerdem werden dabei sehr leicht
Heizer und Anlage verunreinigt.
Diese Nachteile lassen sich durch die Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung beheben. Bei
diesem Verfahren ist zum Entfernen der Halbleiterschicht, die sich beim Aufbringen einkristalliner
Halbleiterschichten auf scheibenförmige Halbleiterkörper durch thermische Zersetzung einer gasförmigen
Verbindung des Halbleiterstoffes auf der beheizten Unterlage, auf der der Halbleiterkörper
aufliegt, bildet, vorgesehen, daß eine wenigstens teilweise aus einem von dem abgeschiedenen Halbleiterstoff
verschiedenen Material bestehende beheizte Unterlage in einer Halogen oder eine Halogenverbindung
enthaltenden Atmosphäre so hoch erhitzt wird, daß die aufgewachsene Halbleiterschicht unter Bildung
einer gasförmigen Verbindung des Halbleiterstoffes der Halbleiterschicht abgetragen wird.
Es ist das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß bei der Epitaxie eine Unterlage verwendet
wird, die wenigstens teilweise aus einem von dem abgeschiedenen Halbleiterstoff verschiedenen
Material besteht und daß die Unterlage in einer ein Halogen oder eine Halogenverbindung enthaltenden
Atmosphäre so hoch erhitzt wird, daß die aufgewachsene Schicht unter Bildung einer gasförmigen
Verfahren zum Entfernen der bei der Epitaxie auf dem Heizer abgeschiedenen Halbleiterschicht
Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft, Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2
Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Dr. Theodor Rummel, München
Verbindung des Halbleiterstoffes der Schicht abgetragen wird.
Durch die Verwendung einer Unterlage die ganz aus einem vom abgeschiedenen Halbleiterstoff verschiedenen
Material besteht, wird gewährleistet, daß die die Abtragung bewirkende chemische Reaktion
nur so lange abläuft, bis das während des Abscheideverfahrens auf dem Heizer aufgewachsene Halbleitermaterial
entfernt ist.
Als Material für den Heizer kann z. B. ein von dem abgeschiedenen Halbleiterstoff verschiedenes
Halbleitermaterial, also z. B. eine Unterlage, die ganz aus Silizium besteht oder wenigstens mit einem
Siliziumüberzug versehen ist, für die Germaniumepitaxie oder ein Heizer, der ganz oder wenigstens
an seiner Oberfläche aus reinem Siliziumkarbid besteht, für die Siliziumepitaxie verwendet werden.
Derartige Heizer oder auch Heizer aus Germanium eignen sich auch für das epitaktische Aufwachsen
von AinBv-Verbindungen.
Es kann aber auch ein Heizer aus einem anderen Material, z. B. aus Graphit, verwendet werden. Wesentlich
ist es jedoch, bei der Auswahl des Heizers darauf zu achten, daß er ganz oder wenigstens zum
größten Teil aus einem Material besteht, das bei der für die Abtragung des Halbleiterstoffes notwendigen
Temperatur und Gaszusammensetzung selbst nicht angegriffen wird. Insbesondere soll der Schmelzpunkt
des Heizermaterials wesentlich höher als der des Halbleiterstoffes liegen. Für die Abtragung geeignete
Gase sind z.B. Halogen-Wasserstoff-Verbindungen, insbesondere Chlorwasserstoff. Auch reines Halogen,
insbesondere Chlor oder Jod, bewirkt die gewünschte Abtragung der auf dem Heizer aufgewachsenen
Schicht. Weiter können auch Halogenverbindungen
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oder Halogen-Wasserstoff-Verbindungen des abgeschiedenen
Halbleiterstoffes ohne Zusatz von Wasserstoff, jedoch gegebenenfalls mit einem Edelgas vermischt
verwendet werden, wenn die Temperatur des Heizers so hoch gewählt wird, daß sich diese Verbindung
unter Bildung des entsprechenden Halogens bzw. Halogen-Wasserstoffes aufspaltet. Das gebildete
Halogen bzw. der Halogenwasserstoff bewirken dann die Abtragung der auf dem Heizer aufgewachsenen
Schicht.
Bei der Verwendung von Graphitheizern erfolgt, insbesondere bei den bei der Siliziumepitaxie notwendigen
hohen Temperaturen, im allgemeinen eine Verunreinigung der abgeschiedenen Halbleiterschichten
durch aus dem Graphitheizer ausdampfende Störstellen. Um dies zu vermeiden, verwendet
man häufig einen mit dem abzuscheidenden Halbleiterstoff überzogenen Graphitheizer, also eine
Unterlage, die mit einem Überzug aus dem abgeschiedenen Halbleiterstoff versehen ist. Bei der Abtragung
des auf dem Heizer abgeschiedenen Halbleitermaterials wird dann auch diese Schutzschicht abgetragen.
Sie kann jedoch leicht durch Einleiten einer entsprechenden gasförmigen Verbindung des Halbleiterstoffes
nach dem Ablösevorgang wieder hergestellt werden. Besonders günstig ist es, in diesem Fall eine
Halogen- oder Halogen-Wasserstoff-Verbindung des Halbleiterstoffes zur Abtragung zu verwenden, da
dann einfach durch Verminderung der Heizertemperatur der Ablösevorgang in einen Abscheidevorgang
umgewandelt werden kann. Es ist also auch in diesem Fall kein Ausbau des Heizers aus der Abscheideapparatur
notwendig.
Im folgenden werden noch einige bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben.
1. In dem Abscheidegefäß befindet sich ein Heizer aus Graphit oder Siliziumkarbid in reiner Form, auf
dem bei der Siliziumepitaxie eine störend wirkende Siliziumschicht abgeschieden wurde. Nach dem Entfernen
der mit den epitaktischen Schichten versehenen Halbleiterscheiben wird wasserfreier Chlorwasserstoff,
gegebenenfalls mit einem inerten Gas, z.B. Wasserstoff, verdünnt, in das Reaktionsgefäß
eingeleitet und der Heizer auf 750° C erhitzt. Nach der Gleichung
Si+ 3 HCl-
SiHCl3 + H2
bildet sich aus dem Silizium der aufgewachsenen Siliziumschicht gasförmiges Silikochloroform, das aus
dem Reaktionsgefäß abgeführt wird.
2. Statt in einer Chlor-Waserstoff-Atmosphäre wird der Heizer in einer reinen Chloratmosphäre auf
eine Temperatur von wenigstens 1000° C erhitzt. Nach der Gleichung
Si + 4 CI -> SiCL
bildet sich unter Abtragung der auf dem Heizer aufgewachsenen Siliziumschicht gasförmiges Siliziumtetrachlorid,
das wieder aus dem Reaktionsgefäß abgeführt wird.
3. Es wird reines Siliziumtetrachlorid ohne Zusatz von Wasserstoff in das Reaktionsgefäß eingeleitet
und gleichzeitig der Heizer auf etwa 1300° C erhitzt. Bei dieser Temperatur wird das gasförmige Siliziumtetrachlorid
in gasförmiges Siliziumsubchlorid und Chlor zerlegt. Durch Einwirkung des Chlors auf die
Siliziumschicht des Heizers wird das Silizium nach Gleichung (2) abgetragen.
4. Es wird reines Silikochloroform ohne Zusatz ίο von Wasserstoff in das Reaktionsgefäß eingeleitet
und der Heizer wieder auf 1300° C erhitzt. Es bilden sich wieder gasförmiges Siliziumsubchlorid und
Chlorwasserstoff. Der Chlorwasserstoff wirkt auf die Siliziumschicht des Heizers ein und führt zu einer
Abtragung des Siliziums nach der Gleichung (1).
Das erfindungsgemäße Verfahren kann sinngemäß auch zur Abtragung der bei der Germaniumepitaxie
oder bei der epitaktischen Abscheidung von AmBv-Verbindungen
gebildeten Aufwachsschicht auf dem Heizer durchgeführt werden.
Claims (7)
1. Verfahren zum Entfernen der Halbleiterschicht, die beim Aufbringen einkristalliner
Halbleiterschichten auf scheibenförmige Halbleiterkörper durch thermische Zersetzung einer
gasförmigen Verbindung des Halbleiterstoffes sich auf der beheizten Unterlage, auf der der Halbleiterkörper
aufliegt, bildet, dadurch gekennzeichnet, daß eine wenigstens teilweise aus einem von dem abgeschiedenen Halbleiterstoff
verschiedenen Material bestehende beheizte Unterlage verwendet und die beheizte Unterlage
in einer ein Halogen oder eine Halogenverbindung enthaltenden Atmosphäre so hoch erhitzt
wird, daß die aufgewachsene Halbleiterschicht unter Bildung einer gasförmigen Verbindung des
Halbleiterstoffes der Halbleiterschicht abgetragen wird.
2. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Unterlage, die wenigstens teilweise aus Graphit besteht, verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Unterlage, die wenigstens
an ihrer Oberfläche aus Halbleitermaterial besteht, verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage
in einer Halogen-Wasserstoff-Atmosphäre erhitzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage in einer Chlor-Wasserstoff-Atmosphäre
erhitzt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage
in einer Chloratmosphäre erhitzt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage
in einer Atmosphäre einer Halogenverbindung
des abzutragenden Halbleiterstoffes erhitzt wird.
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1963
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- 1963-02-19 CH CH203663A patent/CH402195A/de unknown
- 1963-02-22 GB GB7171/63A patent/GB1004245A/en not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1771301B1 (de) * | 1967-05-08 | 1971-10-07 | Motorola Inc | Verfahren zum aetzen und polieren von gegenstaenden aus halbleitendem material |
| DE102010015610A1 (de) | 2010-04-19 | 2011-10-20 | Axel R. Hidde | Dichtring mit Membranventil |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH402195A (de) | 1965-11-15 |
| US3271209A (en) | 1966-09-06 |
| GB1004245A (en) | 1965-09-15 |
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