DE1544253C3 - Vorrichtung zum epitaktischen Abscheiden yon Halbleitermaterial - Google Patents

Description

Längsrinne des Trägers aufliegen. Die Tiefe der Rinne braucht nicht mehr als 1 bis 2 mm zu betragen. Die Rinne ist in Fig. 3, die einen Querschnitt durch den in F i g. 1 gezeigten und in F i g. 2 in seitlicher Ansicht dargestellten Träger zeigt, besonders deutlich erkennbar. Sie wird beiderseits von einer flachen »Böschung« 4 flankiert.

Das Reaktionsgas wird bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung zweckmäßig in der aus den F i g. 4 und 5 ersichtlichen Weise dem Abscheidungsgefäß zugeführt. Der mit den zu beschichtenden Halbleiterscheiben 3 versehene Träger 1 wird durch eine nicht dargestellte, mit den Schenkeln des Trägers zu verbindende Stromquelle beheizt, die außerhalb des Reaktionsgefäßes angeordnet ist. Der Träger ist mit dem »First« nach oben in ein glockenförmiges, z. B. aus Quarz bestehendes Reaktionsgefäß 7 montiert, durch dessen Bodenplatte 8 das Reaktionsgas an der Stelle 9 das Reaktionsgefäß verläßt. Die Zufuhr des Reaktionsgases erfolgt über eine sich gabelnde rohrartige — zweckmäßig ebenfalls aus Quarz bestehende Zuleitung 5, die in beiden Ästen mit Austrittslöchern 6 für das frische Reaktionsgas versehen ist. Diese Löcher 6 sind derart einander unmittelbar gegenüberliegend angeordnet, daß das Reaktionsgas horizontal und im wesentlichen tangential zur Wandung des Reaktionsgefäßes in den Reaktionsraum einströmt. Auf diese Weise wird das Reaktionsgas dem Träger 1 und den an dessen Außenseite befestigten Halbleiterscheiben 3 besonders gleichmäßig zugeführt, wenn der Träger 1, wie aus den F i g. 4 und 5 ersichtlich, etwa zentral im Reaktionsraum und zwischen den beiden Ästen der Zuleitung 5 derart angeordnet wird, daß die Verbindungsgerade seiner Schenkel senkrecht zur Verbindungsgeraden der beiden Äste der Zuleitung für das frische Reaktionsgas orientiert ist. Auf die beschriebene und ähnliche Weise läßt sich erreichen, daß das frische Reaktionsgas gleichmäßig allen zu beschichtenden Halbleiter- scheiben zugeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

benenfalls kann der Träger auch mehrmals gefaltet

Patentanspruch: sein, so daß z. B. seine Gestalt an ein »M« erinnert.

Der Träger 1 besteht beispielsweise aus Graphit oder

Vorrichtung zum epitaktischen Abscheiden von Kohle und ist mit — vorzugsweise aus dem gleichen Halbleitermaterial aus einem entsprechenden 5 Stoff bestehenden ·— Vorsprüngen 2 ausgestattet, die Reaktionsgas auf einkristalline Halbleiterschei- zum Haltern der zu beschichtenden Scheiben 3 dienen, ben, die an der Oberfläche eines durch elektri- Wichtig ist dabei die volle Berührung zwischen der sehen Strom beheizten und im Innern eines mit Flachseite der Scheiben 3 und dem Träger 1. Auf einer Versorgungseinrichtung für ein den Halb- diese Weise'wird ein guter Wärmekontakt erzielt,
leiter in der Hitze abscheidendes Reaktionsgas io Der Querschnitt des Trägers 1 nimmt erfindungsgekoppelten Reaktionsgefäßes angeordneten Trä- gemäß von unten nach oben zu, so daß oben die gers aufliegen, bei der der Träger aus elektrisch Beheizung schwächer als unten wird. Zusätzlich oder leitendem sowie chemisch und thermisch bestän- statt dessen kann durch — zweckmäßig zwischen digem Material in Form eines dachartig gefalteten Punkten gleicher Höhe der beiden Schenkel des Trä-Streifens besteht, der an den freien Enden seiner 15 gers 1 angeordnete und diese elektrisch verbindende beiden Schenkel am Boden des Reaktionsgefäßes — Nebenschlußwiderstände (Shunts) die Beheizung befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, des Trägers in der von der Erfindung geforderten daß der stromführende Querschnitt der beiden Weise ausgestaltet werden. Es empfiehlt sich dabei, Schenkel des Trägers von unten nach oben zu- darauf zu achten, daß die mittels eines Pyrometers nimmt und/oder daß zwischen den beiden Sehen- 20 zu kontrollierende Temperatur am unteren Ende kein des Trägers Nebenschlußwiderstände ge- eines etwa 200 mm hohen Trägers etwa 20 bis 40° C schaltet sind. höher als am oberen Ende des Trägers ist. Bevorzugt

wird auf einen Unterschied von 30° C geachtet. Bei der Abscheidung von Germaniumschichten auf Ger-

25 maniumscheiben empfiehlt sich als Mittelwert der

einzustellenden Trägertemperatur eine Temperatur zwischen 800 und 900° C, beim Abscheiden von Silicium auf Siliciumscheiben eine solche zwischen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum epi- 1100 und 1300° C, beim Abscheiden von Bor auf taktischen Abscheiden von Halbleitermaterial aus 30 Borscheiben eine Temperatur zwischen 1500 und einem entsprechenden Reaktionsgas auf einkristalline 1800° C und beim Abscheiden von Siliciumcarbid Halbleiterscheiben, die an der Oberfläche eines durch auf Siliciumcarbidscheiben eine Temperatur zwischen elektrischen Strom beheizten und im Innern eines 1600 und 1800° C.

mit einer Versorgungseinrichtung für ein den Halb- Während des Abscheidebetriebs wird der Träger

leiter in der Hitze abscheidendes Reaktionsgas ge- 35 von einem die angegebenen Temperaturen realisiekoppelten Reaktionsgefäßes angeordneten Trägers renden Heizstrom durchflossen, dessen Stärke so einaufliegen, bei der der Träger aus elektrisch leitendem gestellt wird, daß die mit dem Träger in unmittelsowie chemisch und thermisch beständigem Material barer Berührung gehaltenen Halbleiterscheiben sich in Form eines dachartig gefalteten Streifens besteht, auf die für die Abscheidung erforderliche hohe Temder an den freien Enden seiner beiden Schenkel am 40 peratur erhitzen. Gewöhnlich wird als Reaktionsgas Boden des Reaktionsgefäßes befestigt ist. ein Gemisch aus Wasserstoff und einem flüchtigen

Eine solche Vorrichtung ist in der deutschen und daher leicht zu reinigenden Halogenid des HaIb-Patentschrift 1197 059 vorgeschlagen. Die dort be- leiters, z. B. bei Germanium die Verbindungen GeCl₄-, schriebenen Vorrichtungen zum epitaktischen Ab- GeCl₂, GeHCl₃ bzw. die entsprechenden Brom- oder scheiden von Halbleitermaterial aus der Gasphase 45 Jodverbindungen verwendet. Dabei empfiehlt es sich, sind so ausgestaltet, daß eine Vergleichmäßigung der wie üblich, im Interesse einer besseren Ausnutzung abgeschiedenen Halbleiterfilme auch bei gleichzeitiger des Reaktionsgases, das Reaktionsgas im wesent-Verwendung mehrerer Substratscheiben auf dem- liehen vertikal durch die Abscheidungsapparatur selben Träger erzielt wird. Bei dem genannten Vor- strömen zu lassen, wodurch die epitaktischen Schichschlag wird vor allem für eine Vergleichmäßigung 50 ten gleichmäßiger werden.

der Zufuhr an frischem Reaktionsgas gesorgt. Es ist Die Abmessungen des Trägers können z. B. wie

aber auch eine gleichmäßigere Temperatur der Sub- folgt sein:

stratscheiben wünschenswert. Diese zu erreichen ist „.., , , „ .. „_nn

die Aufgabe der Erfindung. Hohe L des Tragers etwa 200 mm,

Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, daß der 55 Schenkelweite W = etwa 30 mm,
stromführende Querschnitt der beiden Schenkel des ^ßreUe ~ ^{etwa όΌ mm>}

Trägers von unten nach oben zunimmt und/oder daß Die Weite des »Dachfirstes« ist zweckmäßig 5 bis zwischen den beiden Schenkeln des Trägers Neben- 10 mm. Der Querschnitt des Trägers am unteren schlußwiderstände geschaltet sind. Ende (durch die Dicke des Trägers eingestellt) be-

Dadurch wird zwar die Beheizung des Trägers in 60 trägt etwa 60 mm², am oberen Ende dagegen etwa seinem unteren Teil etwas stärker als in seinem 75 mm².

oberen Teil. Mit Rücksicht auf die Tatsache, daß Eine weitere Verbesserung der Güte und Gleichsich die beiden Schenkel des Trägers gegenseitig mäßigkeit der epitaktisch herzustellenden Halbleiter-Wärme zustrahlen, läßt sich jedoch auf diese Weise schichten läßt sich erreichen, wenn man die Breite B eine Vergleichmäßigung der Temperatur der Gesamt- 6₅ des dachförmigen Trägers 1 etwas größer als den abscheidungsfläche erreichen. Durchmesser der zu beschichtenden Halbleiterschei-

Diesen Ausführungen zufolge erhält der Träger ben 3 wählt und den Träger in der Mitte etwas einetwa die aus den Figuren ersichtliche Gestalt. Gege- senkt, so daß die Scheiben am Grund einer flachen