DE1519794A1 - Vorrichtung zum thermischen Behandeln von Halbleitermaterial - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum thermischen Behandeln von Halbleitermaterial. Um dünne Schichten aus Halbleitermaterial epitaktisch auf einem aus Halbleitermaterial bestehenden Substratkörper durch thermische Zersetzung aus der Gasphase abzuscheiden, muß man bekanntlich den Substratkörper erhitzen. Dabei ist es üblich, den Substratkörper auf eine gleichzeitig als Heizer dienende Unterlage zu setzen und die Unterlage auf dir. erforderliche hohe Temperatur zu bringen. Als Material für die Heizerunterlage sind Graphit, Silicium, Molybdän und Wolfram üblich. Wie gemäß der Erfindung erkannt wurde, können jedoch auch diese Stoffe entweder zu Verunreinigungen führen oder sie sind zu wenig thermisch und chemisch stabil. Es ist deshalb unter Verwendung dieser Heizer schwierig, epitaktische Halbleiterschichten mit zufriedenstellenden Eigenschaften zu erhalten. So bildet z. B. die Porosität einer Heizvorrichtung aus Graphit eine Gefahr für die Reinheit der erhaltenen Schichten, weil eine solche Unterlage schädliche Gase während der epitaktischen Abscheidung abgeben kann, während Heizvorrichtungen aus Schwermetallen wie Molybdän oder Wolfram -selbst wenn diese Stoffe in reinstem Zustand vorliegen - auf Grund ihrer Fremdstoffnatur eine ständige Quelle von Verunreinigungen bilden. Heizer aus Silicium schließlich führen zum Anbakken der Substratscheiben und außerdem zu ungleichmäßigen Schichten. Es ist Aufgabe der Erfindung, diese. Nachteile zu vermeiden. Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum thermischen Behandeln von Halbleitermaterial, bei der das zu erhitzende Halbleitermaterial mit mindestens einem auf ähnlich hohe Temperatur wie das Halbleitermaterial erhitzten festen Körper im gleichen Behandlungsraum angeordnet ist, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß dieser Körper aus Glanzkohle besteht und aus einem geformten und gehärteten Gemisch aus Harz mit 0,1 - 10 Gew% Graphit- und/ oder Kohlepulver hergestellt ist.
• Bevorzugt dient diei;e Vorrichtung als Heizer und Unterlage für eine EpitaxieE:ailage oder als Schmelztiegel.

  Die erfindungsgemäßen Glanzkohlevorrichtungen werden bevorzugt

  unter Verwendung eines Harzes wie Furamharz, Phenolharz, Styrol-

  harz oder eines G4m- sches :@al;her Harze umd C>, 1 - 10 Gew% Graphit-

  oder Kohleruivers durch fifibmrführen dieser Masse in Glanzkohle

  (Graphitcarbid) hergestellt. Entsprechend der Zehre der Erfin-

  dung wird der Harz- und Kohlemasse ein Aushärter beigemischt.

  Dann wird die Masse en-weder dem Etufer;weisen rurmungsprozeB

  (multiple forming -Methode), durch welcher.. die mehrfach an

  der Oberfläche einer Farm zum Anhaften und Aushärten gebracht

  wird, oder einem Gießverfahren unterworfen, bei weichem die Masse

  in eine Form eingegoosen und de-nr. °asgeh.r°üe@@ wird. Der auf diese

  Weise erhaltene a,t@:@t_;ehwrt°te H@r?2@-=-r,ner wird cl"#xin in Pinn intr-

  ten Atmosphäre in Glanzkohle (Graphitcarbid) unter Entstehung

  des gewünschten Gral>hitformkörpers übergaführt. Dieser Graphit-

  formkörper wird dünn. z. 2. als Unterlage, und Heizer in der Halb-

  leiterepitaxi-: ver,^;er@?et,

  Die Vorteile eines ; olchery :Eeizers licgn 'a. @:. in einem hohen

  thermischen Widerst@-xd, szner hcrer_ Die rate @?nr1 damit Undurcb-

  lässigkeit sowie in einem ausgezeichneten Widerstandsvermögen

  gegen starke thermische gechselbeiastungen. 'iVeil außerdem dieser

  Heize., die mechanisch e-ri .ig,ensutra°;,or@ @-uri 1,1o:r:Lc "un.d Glas in

  sich. vereinigt und _'_st°'@"°C"°,`.!r qy,hrA"C des ep7_takti

  sehen Abscheidenrozesses keine Gase aus dem Heizer und damit auch

  keine Verunreinigungen aus. Diese Tatsache sowie die hohe thermi-

  sche Stabilität fWtrt da£u, üaß miLu: °W°ä'Vr ciries der

  Erfindung n'sr2ien,ir., @lalbi.ei t;",r-":hichten

  hoher Güte erhält. Die3 gilt auch für andere Anwendungsmöglich-

  keiten eines der Zehre der Erfindung genügenden Graphitformkör-

  pers, z. B. für die 7erwendung als Tiegel oder Form zum Behandeln

  von Halbleiterschmelzen.

  Untersuchungen haben ergeben, daß der erfindungsgemäße Graphitformkörper bei der thermischen Behandlung von Halbleitermaterial den bekannten analogen Anordnungen vor allem dann überlegen ist, wenn das Kohle- und Graphitpulver in einem Anteil von 1 - 5 Gew% hinzugefügt ist. Bei einem in der oben beschriebenen Weise hergestellten Heizer, der unter Zugabe von künstlichem Graphit mit einer Korngröße von 200 Maschen hergestellt wurde, konnten keinerlei Sprünge oder Risse festgestellt werden, selbst wenn dieser Heizer innerhalb extrem kurzer Zeit, z. B. innerhalb von zwei Minuten, von Zimmertemperatur auf 1150 - 1250° 0 Abscheidetemperatur erhitzt wurde. Außerdem konnten bei Verwendung eines solchen Körpers selbst bei extrem thermischer Belastung, z. B. als Heizer und Substratunterlage für einen epitaktischen Abscheideprozeß, keinerlei aus dem Heizer stammenden Verunreinigungen in den epitaktisch abgeschiedenen Schichten nachgewiesen werden. An Hand der Figur ist die Anwendung eines der Erfindung entsprechenden Heizers für epitaktisehe Zwecke dargestellt. Aus Halble.itermaterial bestehende Substratkörper 2 liegen auf einem der Erfindung genügenden Heizkörper 1 auf. Diese Anordnung befindet sich in einem Reaktionsgefäß 3 in einer für die Abscheidung geeigneten Atmosphäre. Während des Abscheideprozesses wird der Heizkörper 1 durch Hochfrequenzinduktion mittels der Spule 4 auf die erforderliche hohe Temperatur erhitzt, so daß sich das Reaktionsgas an der Oberfläche der Halbleiterkörper 2 unter Entstehung einer Halbleiterschicht an deren Oberfläche thermisch zersetzt.

Claims (1)

1. p s 1 e n t a n s u r ü a h e 1.) Vorrichtung zum thermischen Behandeln von Halbleitermaterial, bei der das zu erhitzende Halbleitermaterial mit mindestens eine auf ähnlich hohe Temperatur wie das Halbleitermaterial erhitzten festen Körper im gleichen Reaktionsraum angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Körper aus Glanzkohle besteht und aus einem geformten und gehärteten Gemisch aus Harz mit 0,1 - 10 Gew% . Graphit- und/oder äohlepulver hergestellt ist. 2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kör- per aus Glanzkoble als Heizer und Unterlage für eine Epitazieanlage ausgestaltet ist. 3.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kör- per aus Glanzkohle als Schmelztiegel ausgebildet ist. 4.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeiah-. net, daß der Glanzkohlekörper aus mindestens einem der Harze Pur«-" Phenol- und ßtyrolhsrz hergestellt ist.