DE1264419B - Process for depositing a monocrystalline silicon layer from the gas phase on a silicon monocrystal - Google Patents

Process for depositing a monocrystalline silicon layer from the gas phase on a silicon monocrystal

Info

Publication number
DE1264419B
DE1264419B DEM54600A DEM0054600A DE1264419B DE 1264419 B DE1264419 B DE 1264419B DE M54600 A DEM54600 A DE M54600A DE M0054600 A DEM0054600 A DE M0054600A DE 1264419 B DE1264419 B DE 1264419B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
depositing
silicon
gas phase
crystal
angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEM54600A
Other languages
German (de)
Inventor
John Edward Allegretti
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of DE1264419B publication Critical patent/DE1264419B/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B23/00Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02Silicon
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/04Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their crystalline structure, e.g. polycrystalline, cubic or particular orientation of crystalline planes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

BOIjBOIj

Deutsche Kl.: 12 g-17/32 German class: 12 g -17/32

Nummer: 1264419Number: 1264419

Aktenzeichen: M 54600IV c/12 gFile number: M 54600IV c / 12 g

Anmeldetag: 24. Oktober 1962 Filing date: October 24, 1962

Auslegetag: 28. März 1968Opening day: March 28, 1968

Bekanntlich kann man einkristallines dotiertes Silicium auf einer einkristallinen Silicium-Unterlage aus der Dampfphase durch thermische Zersetzung einer Silicium-Halogen-Verbindung, die mit einer Verbindung eines Dotierungsstoffes und mit Wasserstoff gemischt ist, abscheiden. Dabei entstehen jedoch häufig Kristallstörungen.It is known that single-crystal doped silicon can be used on a single-crystal silicon substrate from the vapor phase by thermal decomposition of a silicon-halogen compound with a compound a dopant and mixed with hydrogen, deposit. In doing so, however, arise often crystal disturbances.

Beispielsweise treten pyramidenartige Gebilde sowohl rechteckiger als auch dreieckiger Form an der Oberfläche der abgeschiedenen Schicht auf. Häufig zeigen sich auch Stufenbildungen und Narben, bei denen kleine Hocker an der Oberfläche zu beobachten sind, oder auch lokale Veränderungen der Dicke, die in Form von groben Strukturen oder Schuppen an der Oberfläche vorkommen.For example, pyramid-like structures occur both rectangular and triangular in shape Surface of the deposited layer. Often there are also steps and scars which small stools can be observed on the surface, or local changes in thickness, which occur in the form of coarse structures or scales on the surface.

Der Eifindung liegt die Aufgabe zugrunde, hierzu eine Verbesserung zu erzielen. Sie bezieht sich auf ein Verfahren zum Abscheiden einer einkristallinen SiIicium-Schicht aus der Gasphase auf eine ebene Fläche eines Silicium-Einkristalls, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß als Abscheidungsfläche eine Fläche verwendet wird, die einer um einen Winkel von mindestens 3/8° und höchstens 5° aus ihrer Lage gedrehten Kristallebene mit niedrigen Millerschen Indizes entspricht. The aim of the invention is to achieve an improvement in this regard. It relates to a method for depositing a monocrystalline SiIicium layer from the gas phase on a flat surface of a silicon single crystal, which is characterized in that a surface is used as the deposition surface, the one through an angle of at least 3/8 °, and corresponds to a maximum of 5 ° of the crystal plane rotated from its position with low Miller indices.

Vorzugsweise wählt man die Abscheidungsfläche so, daß sie einer in <211>-Richtung um einen Winkel von mindestens 3/8° und höchstens 5° aus ihrer Lage gedrehten (lll)-Fläche entspricht.Preferably, one selects the deposition surface so that it corresponds to an in <211> direction by an angle of at least 3/8 ° and at most 5 ° rotated from its position (lll) face.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Silicium-Schichten haben Oberflächen, die eben und praktisch frei von Unvollkommenheiten sind, weil eine derartige Fehlorientierung der ebenen Abscheidungsoberfläche für das Auskristallisieren des atomar dargebotenen Halbleiters energetisch günstigere Verhältnisse als eine mit einer Kristallebene mit niedrigen Miller-Indizes zusammenfallende Kristallisationsfläche bietet. Infolgedessen können die besagten Entartungen des Kristallwachstums vermieden werden. The silicon layers produced by the process according to the invention have surfaces that are flat and practically free from imperfections because of such a misorientation of the flat Deposition surface for crystallizing out the atomically presented semiconductor, energetically more favorable Ratios as a crystallization surface coinciding with a crystal plane with low Miller indices offers. As a result, the aforementioned crystal growth degeneracies can be avoided.

Die Abscheidungstemperatur auf der Substratoberfläche beträgt zweckmäßig 1150 bis 12000C.The deposition temperature on the substrate surface is expediently 1150 to 1200 ° C.

Als aktive Verbindung kann Süiko-Chloroform oder Silicium-Tetrachlorid dienen. Siliko-Chloroform wird z.B. nach der RelationThe active compound can be Süiko-Chloroform or silicon tetrachloride. Silicochloroform is e.g. according to the relation

3 SiHCl3 + H2 -h> 2 Si + SiCl4 + 5 HCl3 SiHCl 3 + H 2 -h> 2 Si + SiCl 4 + 5 HCl

zersetzt.decomposed.

F i g. 1 zeigt das für die Bereiche A und C einer auf eine einkristalline Silicium-Unterlage abgeschiedenen einkristallinen Silicium-Schicht charakteristische Interferenzbild während der optischen Prüfung. Dazu Verfahren zum Abscheiden einer einkristallinen
Silicium-Schicht aus der Gasphase
auf einem Silicium-Einkristall
F i g. 1 shows the interference pattern characteristic of regions A and C of a monocrystalline silicon layer deposited on a monocrystalline silicon substrate during the optical inspection. To do this, a method for depositing a single crystal
Silicon layer from the gas phase
on a silicon single crystal

Anmelder:Applicant:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, 8000 München 2, Witteisbacherplatz 2Siemens Aktiengesellschaft, Berlin and Munich, 8000 Munich 2, Witteisbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

John Edward Allegretti,John Edward Allegretti,

East Brunswick, N. J. (V. St. A.)East Brunswick, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 27. Oktober 1961 (148 253)V. St. v. America October 27, 1961 (148 253)

wurde ein Gemisch aus Siliko-Chloroform und Wasserstoff bei 1150 bis 12000C thermisch zersetzt. Die Unterlage ist um vier Bogengrade gegen die (lll)-Ebene gedreht. Aus dieser Figur ersieht man, daß die Oberflächenschicht in dem Bereich A praktisch frei von Verzerrungen der Interferenzbilder ist, woraus sich ergibt, daß dieser Bereich frei von Oberflächenunvollkommenheiten ist. Mathematisch gesprochen bedeutet dies, daß der Bereich A weniger als eine Interferenzlinie über 20 mm besitzt, quer über die Oberfläche gemessen.a mixture of silico-chloroform and hydrogen at 1150 to 1200 0 C was thermally decomposed. The base is rotated by four degrees of arc against the (III) plane. It can be seen from this figure that the surface layer in the area A is practically free from distortion of the interference patterns, from which it can be seen that this area is free from surface imperfections. Mathematically speaking, this means that area A has less than an interference line over 20 mm measured across the surface.

F i g. 2 veranschaulicht schematisch die Art der Herstellung einer richtig orientierten Silicium-Einkristallunterlage 10. Durch den Einkristallkörper ist ein Schnitt längs der Linien 11-12 gelegt worden, der unter einem Winkel Θ verläuft, so daß sich eine Oberfläche 13 darbietet. Der Schnitt ist unter einem Winkel von Θ° gegen die (lll)-Orientierung in der <211>Richtung des Kristalls gelegt.F i g. 2 schematically illustrates the manner in which a correctly oriented silicon single crystal substrate 10 is produced. A section has been made through the single crystal body along the lines 11-12 , which section runs at an angle Θ , so that a surface 13 is presented. The cut is made at an angle of Θ ° to the (III) -orientation in the <211> direction of the crystal.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zum Abscheiden einer einkristallinen Silicium-Schicht aus der Gasphase auf eine ebene Fläche eines Silicium-Einkristalls, dadurch gekennzeichnet, daß als Abscheidungsfläche eine Fläche verwendet wird, die einer um einen Winkel von mindestens 3/8° und höchstens 5° aus ihrer Lage gedrehten Kristallebene mit niedrigen Millerschen Indizes entspricht. 1. A method for depositing a single-crystal silicon layer from the gaseous phase on a flat surface of a silicon single crystal, characterized in that a surface is used as the deposition surface, the one through an angle of at least 3/8 ° and at most 5 ° from its Corresponds to the rotated crystal plane with low Miller indices. 809 520/647809 520/647 2. Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Abscheidungsfläche eine Fläche verwendet wird, die einer in <211>-Richtung um einen Winkel von mindestens 3/8° und höchstens 5 ° aus ihrer Lage gedrehten (lll)-Fläche entspricht).2. The method according to claim. 1, characterized in that a surface is used as the deposition surface, corresponding to an in <211> direction by an angle of at least 3/8 ° and at most 5 ° rotated from its position (lll) face). 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Abscheidungsfläche eine Fläche verwendet wird, die einer um einen Winkel von 1,5° aus ihrer Lage gedrehten (lll)-Ebene entspricht.3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that a surface is used as the deposition surface which corresponds to a (III) plane rotated from its position by an angle of 1.5 °. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 865 160; »Electronic Industries«, August 1960, S. 89/90; »RCA-Reviews«, März 1956, S. 46 bis 56.Documents considered: German Patent No. 865 160; Electronic Industries, August 1960, pp. 89/90; "RCA Reviews", March 1956, pp. 46 to 56. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
DEM54600A 1961-10-27 1962-10-24 Process for depositing a monocrystalline silicon layer from the gas phase on a silicon monocrystal Pending DE1264419B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US1264419XA 1961-10-27 1961-10-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1264419B true DE1264419B (en) 1968-03-28

Family

ID=22424850

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEM54600A Pending DE1264419B (en) 1961-10-27 1962-10-24 Process for depositing a monocrystalline silicon layer from the gas phase on a silicon monocrystal

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1264419B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2109874A1 (en) * 1970-03-02 1971-09-16 Hitachi Ltd Semiconductor device with a monocrystalline silicon body

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE865160C (en) * 1951-03-07 1953-01-29 Western Electric Co Method for producing a germanium layer on a germanium body

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE865160C (en) * 1951-03-07 1953-01-29 Western Electric Co Method for producing a germanium layer on a germanium body

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2109874A1 (en) * 1970-03-02 1971-09-16 Hitachi Ltd Semiconductor device with a monocrystalline silicon body

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69021268T2 (en) Process for the production of a high pressure phase material.
DE69808803T2 (en) BREEDING VERY Uniform EPITACTIC LAYERS FROM SILICON CARBIDE
EP0321909B1 (en) Process and apparatus for atomic-layer epitaxy
DE69413910T2 (en) Low temperature process for the production of crystalline silicon carbide coatings
DE4234508C2 (en) Method for producing a wafer with a monocrystalline silicon carbide layer
DE112016004430T5 (en) A method of manufacturing a silicon carbide epitaxial substrate, a method of manufacturing a silicon carbide semiconductor device, and an apparatus for producing a silicon carbide epitaxial substrate
DE112015003559B4 (en) Epitaxial wafer
DE112016006385T5 (en) A silicon carbide epitaxial substrate and a method of manufacturing a silicon carbide semiconductor device
DE1238105B (en) Process for the production of pn junctions in silicon
DE2035384A1 (en) Low temperature silicon corrosion
DE102017212799A1 (en) Epitaxially coated semiconductor wafer of monocrystalline silicon and process for its preparation
DE1225148B (en) Process for precipitating a semiconducting element and an activator substance from a reaction gas
DE69320540T2 (en) Manufacturing process of compound semiconductors
DE3300716C2 (en)
EP0450125A1 (en) Process of making microcrystalline cubic boron nitride coatings
DE1544287B2 (en) Process for producing a protective layer from silicon nitride
DE1264419B (en) Process for depositing a monocrystalline silicon layer from the gas phase on a silicon monocrystal
DE69228631T2 (en) Process for crystal growth of a III-V compound semiconductor
DE1544175B2 (en) PROCESS FOR MANUFACTURING THIN SINGLE CRYSTALLINE SEMI-CONDUCTOR PLATES ON A METALLIC CARRIER
DE2703518A1 (en) PROCESS FOR ACCELERATED GROWING OF CRYSTALS FROM THE GAS PHASE AND PRODUCTS MANUFACTURED BY THIS PROCESS
DE102019008927B4 (en) Gas phase epitaxy process
EP0428673B1 (en) Process for manufacturing doped semiconductor layers
DE112018003360T5 (en) SiC EPITAXIAL WAFER AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
DE69327487T2 (en) Manufacturing process of compound semiconductors
DE2723501C2 (en) Method and device for depositing silicon nitride layers on semiconductor arrangements