DE1244732B - Verfahren zum einseitigen, epitaktischen Aufwachsen einkristalliner Schichten aus Verbindungshalbleitern - Google Patents

Verfahren zum einseitigen, epitaktischen Aufwachsen einkristalliner Schichten aus Verbindungshalbleitern

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DE1244732B
DE1244732B DE1963S0087971 DES0087971A DE1244732B DE 1244732 B DE1244732 B DE 1244732B DE 1963S0087971 DE1963S0087971 DE 1963S0087971 DE S0087971 A DES0087971 A DE S0087971A DE 1244732 B DE1244732 B DE 1244732B
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Dipl-Phys Dr Guenter Winstel
Dipl-Chem Dr Hansjuerge Dersin
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Siemens AG
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
BOIj
Deutsche Kl.: 12 g -17/32
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
1 244 732
S87971IVc/12g
22. Oktober 1963
20. Juli 1967
Verfahren zum einseitigen, epitaktischen Aufwachsen einkristalliner Schichten aus Verbindungshalbleitern.
Zum Beispiel für Halbleiterbauelemente, insbesondere Varactor- und Laserdioden werden einkristalline Scheiben, die eine einseitige epitaktische Beschichtung aufweisen, benötigt. Bei den herkömmlichen Verfahren zum Herstellen epitaktischer Schichten, insbesondere im strömenden System, erfolgt -die Beschichtung der als Träger verwendeten Einkristallscheibchen zweiseitig. Lediglich bei kristallographischen [lll]-Oberflächen läßt sich eine einseitige Beschichtung durch Ausnutzung der verschiedenen chemischen Natur der [Hl]-und Illlj-Flächen erzielen. Es ist jedoch häufig günstiger, an Stelle der [lll]-FTächen von [110]-Flächen auszugehen, da auf diesen Flächen ein störungsfreies Wachstum erfolgt. Nachteilig bei der Verwendung von [110]-Flächen wirkt sich jedoch aus, daß diese chemisch mit den |TF0]-Flächen identisch sind (bei AmBv-Verbindungen ist die Besetzung mit A- und B-Komponenten bei [HO]- bzw. [TT0]-Flächen gleich.
Trotzdem können einkristalline Schichten aus Verbindungshalbleitern, insbesondere aus AIIrBv-Verbindungen auf einer beheizten, einkristallinen Scheibe aus dem gleichen Halbleitermaterial, deren Flachseiten chemisch identisch sind, mit gleichem oder unterschiedlichem Leitungstyp und/oder gleicher oder unterschiedlicher Leitfähigkeit gegenüber dem Material der Scheibe durch Zersetzen einer gasförmigen Verbindung des Halbleiters und Abscheiden des Halbleitermaterials auf der Scheibe einseitig epitaktisch aufwachsengelassen, wenn erfindungsgemäß eine Scheibe verwendet wird, deren Flachseiten die [HO]- und [TT0]-Flächen sind und wenn eine dieser Flächen eine natürliche Spaltfläche ist, während die zweite Fläche eine größere Rauhigkeit aufweist.
Man geht dabei so vor, daß die natürlichen [110]-Spaltflächen eines Kristalls, die durch mechanisches Brechen hergestellt werden, verwendet werden und daß eine der einander gegenüberhegenden Spaltflächen durch mechanische Behandlung aufgerauht wird, was beispielsweise durch Läppen unter einem kleinen Winkel erfolgen kann. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Einkristallscheiben zu verwenden, deren eine Seite eine natürliche Spaltfläche darstellt, während die andere Seite eine durch Sägen oder mit Hilfe anderer mechanischer Trennverfahren hergestellte Fläche ist.
Die gasförmige Verbindung kann dabei beispielsweise durch Überleiten ernes Reaktionsgases geeigneter Zusammensetzung über in fester Form vor-Verf ahren zum einseitigen, epitaktischen
Aufwachsen einkristalliner Schichten aus
Verbindungshalbleitern
Anmelder:
Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, München 2, Witteisbacherplatz 2
Als Erfinder benannt:
DipL-Phys. Dr. Günter Winstel, München;
Dipl.-Chem. Dr. Hansjürgen Dersin, Ottobrunn
liegendes Halbleitermaterial im Reaktionsgefäß selbst hergestellt werden.
Zur Herstellung der epitaktischen Aufwachsschichten kann in gleicher Weise Halbleitermaterial gleichen Leitungstyps und/oder gleicher Leitfähigkeit verwendet werden wie auch Halbleitermaterial anderen Leitungstyps und/oder anderer Leitfähigkeit. Man erhält auf diese Weise Halbleiteranordnungen, die in verschiedenen Zonen unterschiedliche Leitfähigkeit und/oder unterschiedlichen Leitungstyp aufweisen, oder aber Halbleiterkörper, die in ihrer gesamten Ausbildung gleichen Leitungstyp und gleiche Leitfähigkeit zeigen.
Als Halbleitermaterial werden AlnBv-Verbindungen, insbesondere GaAs verwendet.
Nähere Einzelheiten der Erfindung gehen aus dem an Hand der Figur beschriebenen Ausführungsbeispiel hervor.
In ein Reaktionsgefäß 1 wird ein aus Galliumarsenid bestehender, scheibenförmiger Halbleiterkörper 2 gebracht Der Halbleiterkörper wird auf eine Unterlage 3 aus inertem Material aufgelegt. Die Oberflächen 4 und 5 des Halbleiterscheibchens entsprechen den [HO]- bzw. den [TTO]-Flächen des Kristalls. Die Flächen 4 und 5 sind natürliche Spaltflächen eines Kristalls, der in [Hl]- oder in [110]-Richtung gezogen wurde. Man erhält derartige Flächen durch mechanisches Brechen. Die Fläche 4 wird durch eine mechanische Vorbehandlung, nämlich durch Läppen unter kleinem Winkel, für die epitaktische Beschichtung vorbereitet. Durch diese Bearbeitung erhält die Fläche, wie in F i g. 2 angedeutet, die für die Beschichtung notwendige rauhe Struktur, da das vollkommene Fehlen von Stufen, Ecken oder Versetzungen auf den natürlichen Spaltflächen ek Weiterwachsen des Kristalls unmöglich macht.
709«
Beschichtung des Halbleiterkörpers 2 erfolgt in an sich bekannter Weise durch Überführung von in fester Form vorliegendem Halbleitermaterial 6 durch ein in das Reaktionsgefäß durch das Ventil 7 eingeleitetes Reaktionsgas, beispielsweise Brom oder Jod, in eine gasförmige Verbindung. Diese wird dann an dem auf eine Temperatur von ~ 1000° C beheizten Träger zersetzt und auf der Oberfläche 4 des Trägers abgeschieden. Die Restgase werden durch das Ventil 8 aus dem Reaktionsgefäß abgeleitet. Je nach Wahl des Leitungs- bzw. Leitfähigkeitstyps kann dem Halbleitermaterial Dotierungsmaterial in geeigneter Konzentration zugesetzt werden.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum einseitigen, epitaktischen Aufwachsen einkristalliner Schichten aus Verbindungshalbleitern, insbesondere aus AinBv-Verbindungen auf einer beheizten, einkristallinen • Scheibe aus dem gleichen Halbleitermaterial, ao deren Flachseiten chemisch identisch sind, mit ' gleichem oder unterschiedlichem Leitungstyp und/oder gleicher oder unterschiedlicher Leitfähigkeit gegenüber dem Material der Scheibe durch Zersetzen einer gasförmigen Verbindung des Halbleiters und Abscheiden des Halbleitermaterials auf der Scheibe, dadurchgekennzedehnet, daß eine Scheibe verwendet wird, deren Flachseiten die [HO]- und [TTO]-Flächen sind und daß eine dieser Flächen eine natürliche Spaltfläche ist, während die zweite Fläche eine größere Rauhigkeit aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fläche der Scheibe ebenfalls eine natürliche Spaltfläche ist, deren Rauhigkeit durch eine mechanische Behandlung, insbesondere durch Läppen unter einem kleinen Winkel erzielt worden ist
3. Verfahren nach "Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauhigkeit der zweiten Räche mit Hilfe eines mechanischen Trermverfahrens, beispielsweise durch Sägen erzielt worden ist. .. n.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 865 160;
deutsche Auslegeschriften Nh 1029 941,
048 638.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
709 617/500 7.67 © Bundesdruckerei Berlin
DE1963S0087971 1963-10-22 1963-10-22 Verfahren zum einseitigen, epitaktischen Aufwachsen einkristalliner Schichten aus Verbindungshalbleitern Pending DE1244732B (de)

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CH822064A CH453312A (de) 1963-10-22 1964-06-23 Verfahren zum epitaktischen Abscheiden einer einkristallinen Halbleiterschicht aus der Gasphase
GB4282264A GB1077265A (en) 1963-10-22 1964-10-21 Improvements in or relating to semiconductor arrangements
FR992146A FR1413350A (fr) 1963-10-22 1964-10-21 Procédé de fabrication d'un dispositif à semi-conducteurs

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NL (1) NL6406826A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4555301A (en) * 1983-06-20 1985-11-26 At&T Bell Laboratories Formation of heterostructures by pulsed melting of precursor material

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DE865160C (de) * 1951-03-07 1953-01-29 Western Electric Co Verfahren zur Erzeugung einer Germaniumschicht auf einem Germaniumkoerper
DE1029941B (de) * 1955-07-13 1958-05-14 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung von einkristallinen Halbleiterschichten
DE1048638B (de) * 1957-07-02 1959-01-15 Siemens &. Halske Aktiengesellschaft, Berlin und München Verfahren zur Herstellung von Halbleitereinkristallen, insbesondere von Silizium durch thermische Zersetzung oder Reduktion

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Publication number Publication date
CH453312A (de) 1968-06-14
GB1077265A (en) 1967-07-26
NL6406826A (de) 1965-04-23

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