DE1639545B1 - Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung mit Zonen unterschiedlichen Leitungstyp - Google Patents

Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung mit Zonen unterschiedlichen Leitungstyp

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DE1639545B1
DE1639545B1 DE19621639545 DE1639545A DE1639545B1 DE 1639545 B1 DE1639545 B1 DE 1639545B1 DE 19621639545 DE19621639545 DE 19621639545 DE 1639545 A DE1639545 A DE 1639545A DE 1639545 B1 DE1639545 B1 DE 1639545B1
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    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD

Description

1 2
In einer älteren deutschen Patentanmeldung ist ein einem mit einem,Reaktionsgas erfülltem Raum an-
Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung geordnet und derart unterschiedlich erhitzt werden,
durch Aufbringen einer Halbleiterschicht auf eine als daß durch die Wirkung des Reaktionsgases HaIb-
Substrat dienende Halbleiterunterlage durch pyro- leitermaterial von dem zweiten Halbleiterkörper auf
lytische Zersetzung einer gasförmigen Halogenverbin- 5 den ersten Halbleiterkörper unter Entstehung minde-
dung des aufzubringenden Halbleitermaterials vor- stens eines pn-Übergangs übergeht. Erfindungsgemäß
geschlagen. Dabei werden die Halbleiterunterlage und ist dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß
ein weiterer, als Halbleitermaterial abgebende Quelle zwischen den beiden Halbleiterkörpern eine mit Öff-
dienender Halbleiterkörper in einem Abstand ihrer nungen versehene Quarzplatte angeordnet wird.
Oberflächen von höchstens 10 Mikron angeordnet io In Fig. 1 ist eine zur Durchführung der Erfindung
und derart erhitzt, daß die Temperatur der Unterlage geeignete Apparatur und in Fig. 2 ein gemäß der
um 10 bis 1000C niedriger ist als die des Quellen- Erfindung behandeltes Substrat aus Halbleitermaterial,
körpers. Gleichzeitig kommt halogenhaltiges Gas zur z. B. aus Silicium, dargestellt.
Einwirkung, durch welches Material von der Quelle Die Reaktionsapparatur gemäß F i g. 1 besteht aus
aufgelöst und wieder an der Oberfläche des Substrats 15 einer Glocke 10 und einer mit ihr dicht verbundenen
abgeschieden wird. Diesen Prozeß bezeichnet man als Grundplatte 11. In dieser ist ein Träger 12 von hohem
eine Transportreaktion. spezifischem Widerstand eingesetzt, der durch eine
Wenn nun die an das Substrat grenzende Ober- (nicht dargestellte) elektrische Stromquelle erhitzt fläche der Quelle eine Vertiefung mit gewünschter werden kann. Mittels eines Einlasses 14 und eines geometrischer Form hat, deren Boden im Gegensatz 20 Auslasses 15 kann die Strömung eines Reaktionsgases zur Umgebung der Vertiefung vom Substrat weiter 13 erzeugt werden. Auf dem Träger 12 befindet sich als 10 Mikron entfernt ist, so erhält man eine Ab- die Quelle in Form eines plattenförmigen Halbleiterscheidung auf dem Substrat, die ein von Ab- körpers 16 mit glatten ebenen Oberflächen 17 und 18. scheidung praktisch freies Gebiet umgibt, welches Diesen gegenüber befinden sich entsprechend glatte genau die Gestalt der Vertiefung hat. 25 Oberflächenteile 19 und 20 eines als Substrat dienen-
Diese Art der Epitaxie durch Transportreaktion den plattenförmigen Halbleiterkörpers 21. Zwischen läßt sich mit geringem Aufwand an Material und den Oberflächenteilen 17 und 19 einerseits bzw. 18 Apparatur durchführen. Außerdem wird die Reinheit und 20 andererseits sind Abstände 22 bzw. 23 in der der auf dem Substrat abgeschiedenen Halbleiter- Größenordnung von 25 μπι eingestellt. Zwischen schichten praktisch ausschließlich durch den Fremd- 30 Quelle und Substrat befindet sich eine mit Öffnungen stoffgehalt der Quelle bestimmt. Nachteilig ist aller- versehene Quarzplatte 24, welche die Oberflächendings die Tatsache, daß sich die Abscheidung an un- teile 17,18,19 und 20 unbedeckt läßt,
erwünschten Stellen des Substrats auch bei großen Beim Erhitzen des Trägers 12 entsteht durch Abständen dieser Stellen von der Oberfläche der Wärmeleitung ein Temperaturgefälle zwischen der Quelle nicht völlig ausschalten läßt, was jedoch im 35 Quelle 16 und dem Substrat 21, wodurch die geInteresse der definierten und guten elektrischen wünschte Transportreaktion in Gang kommt. Wegen Eigenschaften der aus diesen Halbleiterkörpern her- der Anwesenheit der Maske 24 findet eine Übertrazustellenden Bauelemente von Bedeutung wäre. gung von Halbleitermaterial nur zwischen den un-
Im Gegensatz hierzu ist bei der üblichen Epitaxie bedeckten Oberflächenteilen statt, so daß auf das aus der Gasphase, also einem Verfahren, welches 40 Substrat nur die mit pn-Übergängen versehenen Teilkeine dem Substrat unmittelbar benachbart angeord- schichten 25,26 (F i g. 2) aufwachsen,
nete, der Regeneration des Reaktionsgases dienende Mit Hilfe des Verfahrens können Halbleiterschich-Quelle verwendet, die Gefahr der Verunreinigung ten beliebiger Halbleiterstoffe, ζ. Β. Germanium, relativ groß, weil im Gegensatz zu der Transport- Silicium, Germanium-Silicium-Legierung, Siliciumreaktion das gesamte in das Reaktionsgefäß eingelas- 45 carbid, Verbindung von Elementen der Gruppen III sene Reaktionsgas sowohl mit der Substratoberfläche und V des Periodischen Systems wie Galliumarsenid, als auch mit den Gefäßwänden in Kontakt kommen Indiumphosphid, Aluminiumantimonid und Indiumkann. Außerdem ist bei einem solchen epitaktischen antimonid, miteinander kombiniert werden.
Verfahren es ebenfalls schwierig, eine exakte Begren- Bei dem Verfahren verwendet man z. B. eine Quelle zung der Abscheidung auf der Substratoberfläche zu 50 in Form einer monokristallinen halbleitenden Siliciumerzielen. Die zu diesem Zweck bekannten, aus einem platte 16 mit einem Durchmesser von etwa 19 mm, Material wie Glas bestehenden perforierten Glas- einer picke von etwa 127 μπι, η-Leitfähigkeit und platten können, auf die Substratoberfläche aufgesetzt, einem spezifischen Widerstand von etwa 0,02 Ohm-cm. nicht verhindern, daß zwischen dem Substrat und der Eine monokristallinie Siliciumplatte 21 von ähnlichen Maske Material, insbesondere Ionen, übertragen wer- 55 Abmessungen dient als Substrat und besitzt einen den und es hierdurch zu einer Verschlechterung der spezifischen Widerstand von 0,01 Ohm · cm. Beide Eigenschaften der darunterliegenden Halbleiterober- Platten 16 und 21 werden auf einem Träger 12 aus fläche kommt. Silicium angeordnet, der auf eine Temperatur zwi-
Es ist Aufgabe der Erfindung, die beschriebenen sehen etwa 1150 und 1400° C, insbesondere auf etwa
Nachteile zu vermeiden. 60 1200° C, erhitzt wird. Während dieses Arbeitsganges
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum wird die Reaktionskammer von Wasserstoffgas durch-
Herstellen einer Halbleiteranordnung mit Zonen strömt, das Silicochloroform enthält. Ein Mengenver-
unterschiedlichen Leitungstyps, bei dem ein aus ein- hältnis von 4 g Silicochloroform und 5 1 Wasserstoff
kristallinem Halbleitermaterial bestehender erster ist für die Zusammensetzung des Reaktionsgases
Halbleiterkörper (Substratkörper) und ein Halbleiter- 65 zweckmäßig, obwohl das Konzentrationsverhältnis
material abgebender zweiter Halbleiterkörper (Quelle) innerhalb weiter Grenzen schwanken darf. Das Er-
mit je einem ebenen Oberflächenteil in einem etwa hitzen wird etwa 10 Minuten fortgesetzt, wodurch
25 [im betragenden Abstand einander gegenüber in man eine etwa 50 μπα dicke monokristalline Silicium-
schicht mit p-Leitung und einem spezifischen Widerstand von 0,01 Ohm · cm an der Oberfläche des Substrats 21 erhält.
Der als Substrat verwendete Siliciumkörper wird zweckmäßig so aus einem monokristallinen Siliciumkörper geschnitten, daß die glatten Abscheideflächen mit einer (Hl)- oder (HO)- oder (211)-Ebene zusammenfallen. Die Quelle braucht hingegen nicht unbedingt einkristallin und orientiert zu sein.
Substratkörper 21 und Quellenkörper 16 sind unterschiedlich dotiert, so daß bei der Abscheidung pn-Übergänge entstehen.
Das Reaktionsgas kann z. B. aus Wasserstoff bestehen. Falls es sich um die Abscheidung von Siliciumschichten handelt, empfiehlt es sich, ein Siliciumatome bei thermischer Zersetzung lieferndes Gas wie SiHCl3, SiCl4, SiBr4, SiJ4 zu verwenden. Hierdurch wird die Transportgeschwindigkeit erhöht. Außerdem kann dann auch an der Oberseite 28 des Substrats 21 abgeschieden werden. Die Abscheidung ist sowohl im so ruhenden als auch im strömenden Reaktionsgas möglich.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung mit Zonen unterschiedlichen Leitungstyps, bei dem ein aus einkristallinem Halbleitermaterial bestehender erster Halbleiterkörper und ein Halbleitermaterial abgebender zweiter Halbleiterkörper mit je einem ebenen Oberflächenteil in einem etwa 25 μΐη betragenden Abstand einander gegenüber in einem mit einem Reaktionsgas erfüllten Raum angeordnet und derart unterschiedlich erhitzt werden, daß durch die Wirkung des Reaktionsgases Halbleitermaterial von dem zweiten Halbleiterkörper auf den ersten Halbleiterkörper unter Entstehung mindestens eines pn-Übergangs übergeht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Halbleiterkörpern (16, 21) eine mit Öffnungen versehene Quarzplatte angeordnet wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Oberfläche des ersten Halbleiterkörpers (21) eine (Hl)- oder (HO)- oder (211)-Ebene gewählt wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen cof»Y
DE19621639545 1961-08-21 1962-08-08 Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung mit Zonen unterschiedlichen Leitungstyp Pending DE1639545B1 (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB682105A (en) * 1949-04-06 1952-11-05 Suddeutsche App Fabrik G M B H Method of making surface-type and point-type rectifiers and crystal-amplifier layers from semiconductor material

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB682105A (en) * 1949-04-06 1952-11-05 Suddeutsche App Fabrik G M B H Method of making surface-type and point-type rectifiers and crystal-amplifier layers from semiconductor material

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