DE1619997A1 - Verfahren zum serienmaessigen Herstellen von epitaktischen Schichten aus der Gasphase - Google Patents
Verfahren zum serienmaessigen Herstellen von epitaktischen Schichten aus der GasphaseInfo
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- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
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- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
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- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
- C30B29/42—Gallium arsenide
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Description
SIEMENS AKTIENGESEIISOHAFT Müncheny ä ' *
25.AÜ0.1969
7/2247
F 16 19-$97,6-43
ztifli s
teii äii§ Öer
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iii äe-iTäfetttiMiefi faleöiininiiätiai S t? Oft
(E*Ä 62/2082) ist öitt VerfahrGfi^üiri serieröft&Mgöii
von epitäktisohen Sehichtferi aus öirtkr±staii.iiiöjfl
oder Germanium aus der Gasphase auf -erhitzteh
Sub s trat körpern aus dem gieiehen eiftkristalliüeK
BAD ORIÖiNAL
PÄ 9/501/588 -
Stg/kth 14*3*1967 :
PA 9/501/388 - 2—
material, insbesondere Halbleiterscheiben, unter Verwendung
einer Apparatur, bestehend aus einem mit dem zur Abscheidimg des Halbleiters aus der Gasphase zu verwendenden Seaktionsgas
zu füllenden Reaktionsgefäß, welches mit mindestens einem
aus Kohlenstoff bestehenden, elektrisch zu beheizenden Träger-?
körper für die zu beschichtenden Substratkörper versehen ist,
beschrieberi.
Bei diesem Verfahren ist vorgesehen, daß der zu verwendende
träger von Zeit zu Zeit von dem art ihm während der Abseheideprozesse
niedergeschlagenen Halbleitermaterial befreit werden
soll.
Wie ge'MSß der EffiMüfig e'ritä'iifit würde ^ ist jedoch eine solche
Maßnähme im fälle1 der vorliegenden äp;p^rätivän Änördnufig iiiehi
iMi Öi U föfi einer tfräilspör-fereaktiön
ii ίίί eifer &käek8±äiiiigHi8nü Ablä^öfiingeri vöft
nur Stil iär Siitjsiräthäiiierüngi äöniöril aücH äü deä benacHBärfen
Üöfirwahdüngen* öieäe MerwüiiseHie feridaiisefieidüfii
hat nicht nur de'ü liäehtelii ciäß sie iii gewissötii Mäße rält dem
Wändffiateriäi |vorzugsweise Quarz| reagiert und irif ITerlauf weiterer
ürasetzühgeii zu seiner ineenäiJiseheil Zerstörürig führt. Es enthält
auch von der eier Abscheidung vorausgehenden Gasätzung de3
Substrates her einen Anteil von für die Herstellung der
epitaktischen Schichten unerwünschter Verunreinigungen^ deren
Anhäufung iiR^erlaufe- iHehrorer' limsetzwngenv die: üieproduzäerbar- -_
' -gefährdet *■;,-:■■■■
BAD ORiölNAL
9/501/388 -" - J ' -
Die Erfindung bezieht sich^auf ein Verfahren zum Herstellen
epitaktischer Halbleitersehichten auf — insbesonderehalblei- '
tenden - Substratkörpern aus der Gasphase unter Verwendung eines die zu beschichtenden Halbleiterkörper enthaltenden
Reaktionsgefäßes, in \'mlchem die in erhitztem Zustand mit einem
den Halbleiter liefernden Gasgemisch in Berührung gebracht
werden. / . ^
Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen» daß der Reäktiohsraum einschließlich
aller ihn begrenzenden Apparateteile, jedoch bei Abwesenheit eines Substratkörpers im Reaktionsraum, vor jeder
Wiederverwendung der.Apparatur in erhitztem Zustand der Einwirkung von Bromdampf, gegebenenfalls gemischt mit Wasserstoff
und/oder einem Inertgas,,inBerührung gebracht und von Abscheidungen an Halbleitermaterial bzw. Dotierungsstoff befreit
wird, " -' : - -Γ ■>;—.- ':.'._ t : /- . ■■. ..■-■■ , ,
Das erfin4ungegemäße Verföhren ist mit folgenden Vorteilen
verknüpft:
1. Das Element Brom läßt siqh von allen Halogenen am leichtesten
in der,erforderlichen hochreinen Form .herstellen und - insbesondere in Bezug "βίυμ£ das au verwendende'Verfahren * am
einfachsten handhaben* . ·
2. Brom biiv/. das in Gegenwart von Wasserstoff entstehende Bromwasserstoffgas greift den Halbleiter bei höheren Temperaturen
rasch fc$, bei denen die aus Quarz oder anderen entsprechend
l/UfCr^SfO^ BADORlQiNAL
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inerten Stoffen wie Kohle bestehenden Apparateteile noch resistent sind. -. .
3. Die"bei der Behandlung des Reaktionfjgefäßes entsprechend der
Erfindung entstehenden' Reaktions-produkte sind verhältnismäßig leicht flüchtig und können ohne Abbau der Apparatur
restlos ausgetrieben werden. -
Damitläßt sich das von der Erfindung angestrebte Ziel, nüinlich
die Beseitigung' unerwünschter Halbleiterabscheidungeh, sowie
die Reinhaltung der Apparatur weitaus besser als bei Verwendung
anderer Halogene oder häbgenhaltiger Gase als Reinigungsmittel
erreichen.
Eine Durchführungjsf orm "des erfindungsgemäßen Verfahrens wird
an Hand der in- den Figuren 1 und 2 dargestellten Reaktionsappax-atur
beschrieben. Dabei bedeutet 1 ein aus Quarz bestehendes Reaktionsrohr, in welchem ein aus inertem Material bestehender
Träger 2 für die zu beschichtenden Substratkörper 6 angeordnet
ist. Mittels einer Schiebestange 3 lassen sich die Substratkörper 6 an die jeweils gewünschte Stelle der-Reaktionsapparatur branden. Da die im Beispielsfalle dargesteile Abscheideapparatur .zur Herstellung von Galliumarsenidschichten
dient, ist im.Reaktionsraum. 1' a'ne "Quelle" 4, beispielsweise
ein mit metallischem Gallium gefülltes Schiffchen aus Quarz' - "
oder Kohle, -wrgeoehen. Auch das Schiffchen ist mittels eines ■
::.x - BAD ORIQiNAL
-ν- r 0098 13/1480
ΪΆ 9/501/388
- 5V-
Schiebers 5 innerhalb des Beälttiorisroiiröo lAhisr schiebbar* Die
Schieber sind über Abdichtungen-- G#t' -f 7 aus dem Seaiktiemsrohr
(das im übrigen* wie aus der Zeichnung erBiöhtldch,. mit ab--,
dichtend en Schliffen ^\rer sehen .ipt]: herausgeführt«,i)ie,; zur -;-.'
feftttir* der" beilötigteii Gase^ dieneiiäe^
öiiiö φϊ&ΐΐβ fiir elsii fiif dlö Ipitaxi&
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äüf der gev/Üriäfchten-.H6H§-göfiälien' v/6tdeni Äiö iieiaciuelie de?
Attördimng iöi ..eih .läiigö -einöiv'Bahieiie M Vöi-aöHiBbbärei'i däö ■
Reäkiion3rahr 1 konzeritfiaftliiiuniodhlioBgndefi. öiöktfisöh tie-^
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äirtf*e6ltböa Sftdö verlääseiidg Abgas Wird übef eitle
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■ ■ ■ ■ ■ eoftni/i4&o -:". ;." -.. - .-ye- -· -:
FA 9/501/588 - β -
falle 18 abgeführt. In Fig« 1 ist die Anordnung während der
eigentlichen Epitaxie dargestellt. Sowohl die Gallium liefernde
Quelle 4 als auch der mit den zu beschichtenden Halbleiteracheiben
6 bestückte iräger 2 sind in der erforderlichen Stellung innerhalb des Wirkungsba?eiche3 des Rohrofens 16 gezeichnet.
erfolgter Abscheidung ttnä/eder Vor beabsichtigter ^i
inlietfiebMhffiö dei* Möi-diiUhg feöfindöt sioh die Anordnung in
iß fig* £ däfgeötelittn 2üstaM, bei Sem ein weiterer !Beil
erfifidüfigägäffiäßen f§rfährens Vörgeileffimeß wird« Die Öallium-
4 Wifi Wöiti#hgild aus dem !ei?@i§fr 4er Sinwirkungssßhare
äüs" ä§ffl ?§Mäfflff0fi 11 ölafiifflendeft teöfljdämpfeBf gehaltet!, bei«
gi)ieiäw§ig§ inim mm die öäiltofueilg 4 mittelB des
iii öift§ü üöfe§hiigi§n foil 4eä ieäktieHg^öh^fä 1 gießt,
i§m dif§k:?fe6fl jBgpt^oJfl. äUögigi^Mi ist* fegne^ wird dig Kühlfalle
teeh sins äKdöf§ Ktihifölii 1| ιι»α/οά§ϊ gin ίκ gieieher
ausgeführtes f B bis 10 $i§&i wMss^igg Maöii öder ein©
Wäsär'igi älkäiiSöße Möting glgiöhet1 .ffifk.gäJBkeit
^fi.-Bliiii. .iCöfldefleatiöft dgi? bei dem
efttsfeheftiiett SMifiid© und deö Bröfns BSv/. dös
,SUö Atm äbötÄettd^nÖas ersetzt»
Mi.% Ui^P släsft ^ie3;0y?iebienen Apßäiiäiü^ gggtaltftt siöh die
5 rjB^£±niitiittgaSje«t.ä0gn Vel?fäbreils folg end ermaß en ι
BAD ORlQlMAL
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Zunächst wird der in Fig. 2 dargestelltο Zustand eingestellt.
Während die AsCl^-Quelle und gegebenenfalls auch der direkte
über die Leitung 12 fließende Wasserstoffstrom abgeschaltet
bleibt, wird die BromquelXe 13 in Aktion gesetzt. Mit Brom—
dampf beladener Wasserstoff gelangt auf diese Weise in das
am Ort der Scheiben 6 auf etwa 800 - 1000° C beheizte Reaktionsrohr
1. Der Träger 2 für die zu beschichtenden Halbleiterscheiben einschließlich des Schiebers 3 muß ebenfalls zu seiner
Verwendung mit Bromdampf entsprechend der Lehre der Erfindung
behandelt werden, um an ihm anhaftendes Halbleitermaterial· mit Sicherheit entfernen zu können. Die nötige Wärme wird durch den
verschiebbaren Rohrofen 16 geliefert, wobei dafür gesorgt werden muß, daß Während der Einwirkung des Bromdampfes sämtliche Teile des Reaktionsraumes erhitzt werden/ was nacheinander
geschehen kann. Auf jeden Fall muß dafür gesorgt werden,
daß vorhandene ITiedersehläge von Halblei terma i'eriäl, die in
der Regel sich bereits beim" Betrachten^init. bloßem Äuge' bemerkbar machen, mit Sicherheit beseitigt "werfen. ' -■'-.""
Nach der Behandlung mit dem Bromdampf wird die Apparatur zunächst
mit reinem Wasserstoff gespült, was ebenfalls bäi er- '"
höhter Temperatur erfolgt," um mit" Sicherheit vorhandene" Brdmidreste
auszutreiben. Anschließend wird die Öälliumquelle 4 so- ' "
wie der - nunmehr mit zu besehichtenden Halbleiterscheiben,
vorzugsweise aus Galliumarsenid - bestückt eTrägei 2 in dier für5
die Epitaxie erforderliche ^teilung ^öbrai^V"#äbh
BAD ORIGINAL
009813/1480 .
PA 9/501/388 - 8 -
Glüh- und ?orbehandlung3prozessen, die beispielsweise in
Wasserstoffatmosphäre, gegebenenfalls auch bei Anwesenheit
von Bromdampf, erfolgen können (um eine Gasätzung der zu beschichtenden Scheiben zu erreichen) wird die Quelle von
Arsendampf 8 in Aktion'gebracht, so daß sich der ins Reaktionsrohr
1 gelangende, über die. Galliumquelle 4 hinwegstreichende
Arsendampf (AsCl^-Dampf) mit dem Galliumdampf unter Entstehung
von Galliumarsenid vereinigen kann. Das entstehende Galliumarsenid wird an den zu beschichtenden Scheiben, die
auf dem Träger 2 angeordnet sind, niedergeschlagen. Uach
erfolgter Beschichtung werden die Halbleiterscheiben entfernt.
Vor jeder Neubestückung der Apparatur muß diese in der von der Erfindung gelehrten Weise mit Bromdampf gereinigt werden.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel ist für eine speziell
III V
für die Herstellung von A B -Verbindungen geeignete Apparatur bezogen. Es besteht jedoch kein Zweifel daran, daß auch anders gestaltete Abscheidungsapparaturen, wie sie beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung S 95 244 IVc/12c (PA 65/2056) beschrieben sind, sich entsprechend der Lehre der Erfindung mit Erfolg behandeln lassen. Ferner ist die Durchführbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht auf Galliumarsenid oder
für die Herstellung von A B -Verbindungen geeignete Apparatur bezogen. Es besteht jedoch kein Zweifel daran, daß auch anders gestaltete Abscheidungsapparaturen, wie sie beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung S 95 244 IVc/12c (PA 65/2056) beschrieben sind, sich entsprechend der Lehre der Erfindung mit Erfolg behandeln lassen. Ferner ist die Durchführbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht auf Galliumarsenid oder
TTf V ·
andere A B -Verbindungen beschränkt. Beispielsweise läßt sich
elementares Germanium und Silicium, Selen, Bor und auch AB-Verbindungen
anwende'. Es ist ferner festzustellen, daß die
erfindungsgemäße Maßnahme sowohl bei reiner Bedampfungs-
■■'■■· ·-V^ ■■;■■■■-■ -■■■■.■"" . .- 9 ' -
0098 137USO BADORfQJNAL
PA 9/501/388 - 9 -
-epitaxie als auch bei epitaktiseften Prozessenj bei denen
der Halbleiter entweder durchλ thermische Zersetzung und/oder
thermische Reduktion entsteht, mit Erfolg angewendet werden kann.
4 Patentansprüche
2 Figuren
2 Figuren
- 10 -
SAD
-i/iüao ■-■■·■■ ■"■ ' " ·
Claims (2)
1. Verfahren zum Herstellen epitaktischer Halbleiterschiehten
auf - insbesondere halbleitenden - Substratkörpern aua der
Gasphase unter Verwendung eines die zu beschichtenden Halbleiterkörper
enthaltenden Reärtionsgefäßes, in welchem diese
in- erhitztem Zustand mit einem den Halbleiter liefernden
Gas, insbesondere Reaktionsgas, in Berührung gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die die zu beschichtenden
Substratkörper enthaltende Abseheidungszone einschließlich
aller, dieselbe begrenzenden Apparateteile,jedoch bei Abwesenheit
der Substratkörper, vor *eder Wiederverwendung der Apparatur in erhitztem Zustand der Einwirkung von Broindaropf,
gegebenenfalls in Gemisch mit Wasserstoff und/oder einem Inertgas, in Berührung gebracht und von Abscheidungen
von Halbleitermaterial bzw. Dotierungsstoff befreit wird,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
für die Reinigung verwendete Bromdaapf durch Verdampfen von
flüssigem Brom hergestellt wird. '
3« Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daiä die Behandlung einzelner Teile der Apparatur mit Bromdampf,
beispielsweise des Trägers für die zu beschichtenden Substratkörper, außerhalb des Reaktionsraumes vorgenommen
wird.
. ■ . ■ c : BAD ORiQINAL
- 11 -
009813/1480
IfI {Art. 7 11 At)S, 2 V' y Ss'z Γ 4— ',nderuiutseas. ¥»4.9. TS67»
9/501/388 - 11 - ; : . ·
4· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 .his 3,-dadurch gekennzeichnet,
daß die Reinigung"..-de a Reaktionsraumes hei einer
Behandlungstemperatur von etwa 800— 1000° G mit einem
Gasgemisch vorgenommen wird, welches zu einem Teil aus
Bromdampf und zu einem bis zehn Teilen aus Wasserstoff und/oder Inertgas zusammengesetzt^ ist.
. BADOBiGlNAL
003813/148 0
L e e r s e 11 e
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES0109065 | 1967-03-29 |
Publications (1)
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---|---|
DE1619997A1 true DE1619997A1 (de) | 1970-03-26 |
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---|---|---|---|
DE19671619997 Pending DE1619997A1 (de) | 1967-03-29 | 1967-03-29 | Verfahren zum serienmaessigen Herstellen von epitaktischen Schichten aus der Gasphase |
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Families Citing this family (1)
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1967
- 1967-03-29 DE DE19671619997 patent/DE1619997A1/de active Pending
- 1967-11-28 NL NL6716187A patent/NL6716187A/xx unknown
-
1968
- 1968-03-25 FR FR1558170D patent/FR1558170A/fr not_active Expired
- 1968-03-27 CH CH454968A patent/CH469507A/de unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR1558170A (de) | 1969-02-21 |
CH469507A (de) | 1969-03-15 |
NL6716187A (de) | 1968-09-30 |
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