DE1444525A1 - Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung - Google Patents

Description

SIEMENS AEIIEnGESELLSGHAi¹G? * München 2, 2 9. HAl 195

Wittelsbacherplatz 2

PA 62/2705 Stg/Oe

Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung

Bin "bekanntes Verfahren zum epitaktischen Abscheiden einkristall!— ner Ilalbleiterschichten auf einer als Substrat dienenden Halbleiterscheibe aus dem gleichen einkristallinen Material unter Verwendung eines den Halbleiter abscheidenden Reaktionsgases sieht vor, die zu beschichtende Substratscheibe auf eine aus inertem Material bestehende beheizbare unterlage aufzulegen, die Unterlage zum Zwecke der Abscheidung auf die erforderliche hohe Temperatur zu bringen und gleichzeitig die Substratscheiben in Kontakt mit einem sowohl zur Auflösung als auch zur Abscheidung des betreffenden Halbleitermaterials befähigten Beafctionsgas zu halten. Babei besteht die Unterlage aus dem abzuscheidenden, insbesondere polykristallinen Material, z. B. Silicium, welches sich ■

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bei den angegebenen Bedingungen durch die Einwirkung des Reaktionsgases Infolge Transportreaktion auf die - im Vergleich zur Unterlage etwas kühlere - Unterseite der Substratscheiben überträgt. Das Reaktionsgas besteht vorwiegend aus einem. Element der Halogengruppe oder aus einem Halogenid des zu transportierenden Halbleiters"!© ff es. Es bestehen allerdings noch sahireiche weitere Möglichkeiten. Gegebenenfalls wird dabei das den Transport bewirkende Reaktionsgas dux'ch Zusatz "eines inerten Gases, wie z. B. Argon oder durch Unterdruck verdünnt. Das Verfahren wird vorteilhafter Weise bei strömendem Reaktionsgas durchgeführt, obwohl auch mit einem abgeschlossenen System gearbeitet werden kann. Es empfiehlt sich außerdem die Wand des zu verwendenden Reaktionsgefäßes auf einer niedrigereren Temperatur als die der Substratscheiben zu halten.

Daß den Transport bewirkende Reaktloiisgas besitzt Im allgemeinen bei dem für die Abscheidung in Betracht kommenden Temperaturen mehr die Neigung, das vorgegebene Halbleitermaterial aufzulösen als es abzuscheiden, so daß die Abscheidung durch einen Kunstgriff, nämlich durch die Aufrechterhaltung eines Temperaturge-

falles zwischen Unterlage und Substrat sowie durch Anwendung eines kleinen, sowie nur wenige /u betragenden Abstandes zwischen Substrat und Unterlage erzwungen werden muß. Deshalb tritt bei solchen Reaktionen, wie aufgrund der zu der Erfindung führenden Überlegungen und Untersuchungen erkannt wurde, Angriff des Reaktionsgases an der Rückseite der Substratscheiben ein. Eine derartige Wirkung Ist jedoch aus zwei Gründen unerwünscht, vor. allem

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wenn es sich darum handelt, durch das epitaktische Verfahren pn-Übergänge oder sonstwie bezüglich ihrer Dotierung von der ■ der Sub s trat scheiben unterschiedliche Ilalbleiterzonen aus der Gasphase.niederzuschlagen. Das an der Rückseite der Substratscheiben gelöste dotierte Halbleitermaterial kann nämlich ggf. an der Vorderseite der"Substratscheiben wieder abgeschieden werden, so daß hierdurch Fälschung der Dotierung stattfindet. Außerdem ist für die Weiterverarbeitung der zu beschichtenden Scheiben erwünscht, wenn diese eine glatte ebene Oberfläche aufweisen. Es ist Aufgabe der Erfindung, diesen Sachteil des bekannten Verfahrens zu vermeiden.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung unter Abscheidung einer eiiikr is tall inen Halbleiterschieht aus der Gasphase auf einem halbleitenden Trägerkörper, bei dem das abzuscheidende Halbleifcermaterial durch Transportreaktion von der ebenen Oberfläche eines als Quelle dienenden Halbleiterkörpers auf die gegenüberliegende ebene Oberfläche des Trägerkörpers übertragen wird und ist dadurch gekennzeichnet, daß die der zu beschichtenden Trägeroberfläche gegenüberliegende Oberfläche des scheibenförmigen Trägerkörpers vor Beginn der Abscheidung mit einem Körper oder einer Schicht aus inertem Material gegen das Reaktionsgac den Transport bewirkende Reaktionsgas abgedeckt wird.

Um also während des Verfahrens, eine Abtragung der von der Unterlage abgewandten Seite des Halbleiterkörper su verhindern, wird ' eine inerte, plane Abdeckung der Schaibchenoberflache vorgesehen.

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,echeidung von.Silizium wieder zu SiCl. umgesetzt wird·. Um oinG Schicht von 10 /u Sicke abzuscheiden,- beträgt die Abccheidedauer ca. 5 Minuten. _r

Zur Beschichtung des Halblelter3cörpers mit Galliumarsenid wird in das Reaktionsgefäß (Pig.. 5) ein aus 10 VolJ» J₂ • und 90 Vol5» Argon bestehendes Gasgemisch eingeleitet und die Unterlage aus Ga As auf 80Q⁰C aufgeheizt. Der Halbleiterkörper besteht aus Galliumarsenid"oder aus Geririanium. !lach der Gleichung .-

■ * *' hohe Temperatur · GaAs + 1/2 Js } ■ .,:. GaJ + Ί/4 Λβ._ψ

iefe Temperatur _;· wird:, das Galliumarsenid über Galliumsubjodid und Arsendampf transportiert. Um eine Schicht von 10 yu Dicke abzu-•ocheiden, beträgt die Abscheidedauer wieder ca. 5 Minuten.

Zur Abscheidung'von Zinksulfid auf einen Halbleiterkörper, der ebenfalls aus Zinksulfid oder aus Silicium besteht, wird ■ ein Gasgemisch das aus 15 VoljS J„ und 85 VoI^ Argon besteht, in das Reaktionsgefäß (Fig.. 5) 'eingeleitet. Der Transport von der, aus Zinksulfid bestehenden Unterlage, die auf 100O⁰C erhitzt wird,· auf die. Unterseite des zu beschichtenden Halbleiterkörpers erfolgt nach der Gleichung '. '. ·

hohe.Temperatur , ' · Zn S + 1/2 J₀ — r——^ Zn J + 1/4 S.

. \;ie f e"" Temperatur ■ .

u:.i eine Schicht von 15 /U Dicke abzuscheiden beträgt die -.

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BAD ORIGINAL

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Abocheidedauer ca. 10 Minuten.

3ci dor Anwendung des Verfahrens zur Beschichtung von Halbleiterscheiben durch A-QjBy bzw. Αττ^νϊ ^0<^^er ähnlichen halbleitonden Verbindungen ist es günstig, wenn dio Teiapera- ZUV in Reaktionsgefäß möglichst an keiner Stolle geringer iot, als die Kondensationstejnperatur des freiv/erdenden Ilichtmetalls bzw. des auftretenden Halogenids. Tim dies su erreichen, kana man^ z.B. das Eeaktionsgefäß mit einem Reflektor aus Aluminium umgeben. Dieser Aluminiumreflektor coil die Quarzwände durch die Strahlungswärme genügend heiß erhalten, damit sich das Nichtmetall der V-erbindung . . nicht an den Gefäßwänden.kondensiert.

Im allgemeinen muß der Abscheidungsreaktion zur Oberflächenreinigung ein Ausglühprozess im Vakuum oder in Hp-AtmoSphäre voransehen. ■ ■

6 Figuren
2G Patentansprüche . . . ■

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BAD ORIGINAL

Claims (1)

1. -H₇- . . U44.525

   'Verfahren zum Hei*s teilen einer HaIlDl eit eranor dnung unter Ab scheidung einer einkristallinen Halble iterschicht aus der Gasphase auf einem halbleitenden Trägerkörper, '"bei dem das abzuscheidende Halbleitermaterial dur-ch Transportreaktion, von der ebenen Oberfläche eines als Quelle dienenden Halbleiterkörpers auf die gegenüberliegende ebene Oberfläche des Trägerkörpers übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die der au beschichtenden Trägeroberfläche gegenüberliegende Oberfläche des scheibenförmigen Trägerkörpers vor Beginn der Abscheidung mit einem Körper oder einer Schicht aus inertem Material gegen das Reaktionsgas den Transport bewirkende Reaktionsgas abgedeckt wird.-

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung der G-usatmo Sphäre so gewählt wird, daß im wesentlichen nur«der Halbleiterstoff der Unterlage, jedoch nicht die in der Unterlage vorhandenen Fremdstoffe transportiert werden.

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage und insbesondere auch der Halbleiterkörper aus Si besteht und die Gasatmosphäre ein Siliziuinhalogenid, insbesondere SiCl, enthält.
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   Unterlagen (Art 7 a I Ab«. 2 Nr. l Sate 3 ά» Ändwrungsgös. v. 4.9.

   y. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dotierenden Stoffen präparierte Unterlage verwendet und die Zusammensetzung der Gasatmosphäre so gewählt wird, daß mit dem Haitieiterstoff auch der Dotierungsstoff transportiert wird.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung bei Unterdruck durchgeführt wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasatmosphäre mit einem inerten Gas verdünnt wird.

   7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung im strömenden Gassystem durchgeführt wird.

   8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgas frei von Wasserstoff bzw. von Halogenwasserstoff gehalten wird.

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