DE1644026A1 - Method for producing a homogeneous epitaxial layer on a basic body - Google Patents

Method for producing a homogeneous epitaxial layer on a basic body

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DE1644026A1
DE1644026A1 DE19671644026 DE1644026A DE1644026A1 DE 1644026 A1 DE1644026 A1 DE 1644026A1 DE 19671644026 DE19671644026 DE 19671644026 DE 1644026 A DE1644026 A DE 1644026A DE 1644026 A1 DE1644026 A1 DE 1644026A1
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base body
epitaxial layer
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Jaeger Hans Dipl-Phys Dr
Heinz Pieper
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Telefunken Patentverwertungs GmbH
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Telefunken Patentverwertungs GmbH
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    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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Description

Telefunken PatentverwertungsgesellschaftTelefunken patent collecting company

m.b.H.
Ulm / Donau, Elisabethenstr. 3mbH
Ulm / Danube, Elisabethenstr. 3

Heilbronn, den 26.4.1967 FE/PT-Ma/Na HN 69/66Heilbronn, April 26th, 1967 FE / PT-Ma / Na HN 69/66

"Verfahren zum Herstellen einer homogenen epi— taktischen Schicht auf einem Grundkörper""Method for producing a homogeneous epitaxial layer on a base body"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer homogenen epitaktischen Schicht auf einem Grundkörper und besteht darin, daß auf den Grundkörper zunächst eine Schicht epitaktisch gebildet und auf diese Schicht eine weitere, gegenüber der ersten Epitaxieschicht hochohmigere epitaktische Schicht aufgewachsen wird.The invention relates to a method for producing a homogeneous epitaxial layer on a base body and consists in that first a layer is epitaxially formed on the base body and another, compared to the first epitaxial layer, higher resistance epitaxial Layer is grown up.

Bei der Herstellung epitaktischer Schichten wird in der Regel ein kristalliner Halbleitergrundkörρer verwendet, der sehr stark mit Störstellen dotiert ist und daher eine große Leitfähigkeit aufweist. Die gute Leitfähigkeit des Grundkörpers ist erwünscht, weil dadurch der Zuleitungswiderstand zu der auf den Grundkörper aufzubringenden Epitaxieschicht sehr klein gehalten werden kann. Dagegen wünscht ■an im allgemeinen für die Epitaxieschicht eine Dotierung, die UBi einige Größenordnungen niedriger als die des Grundkörpers ist*When producing epitaxial layers, a crystalline semiconductor base body is usually used, which is very heavily doped with impurities and therefore has a high conductivity. The good conductivity of the base body is desirable because it reduces the lead resistance to the epitaxial layer to be applied to the base body can be kept very small. On the other hand, ■ generally wants a doping for the epitaxial layer, the UBi several orders of magnitude lower than that of the basic body is*

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Es hat eich nun gezeigt, daß bei der Herstellung gering dotierter epitaktischer Schichten auf einem hochdotierten Grundkörper die Homogenität des Epitaxiematerials nicht gewährleistet ist. Offenbar bilden eiv'i in der Grenzzone zwischen den Grundkörper und der neu gebildeten epitaktischen Schicht Fehlstellen in großer Zahl, aus denen Störstellen in die Epitaxieschicht eindringen und inhomogene Dotierungebereiche und Wachstumsstörungen in der Epitaxieschicht verursachen. Für den Aufbau*von Dioden, Transistoren, integrierten Schaltungen oder anderen Halbleiterbauelementen ist Jedoch eine homogene Epitaxieschicht Voraussetzung·It has now been shown that the manufacturing process is low doped epitaxial layers on a highly doped base body ensure the homogeneity of the epitaxial material is not guaranteed. Apparently form eiv'i in the Boundary zone between the basic body and the newly formed epitaxial layer defects in large numbers from which defects penetrate into the epitaxial layer and Cause inhomogeneous doping areas and growth disorders in the epitaxial layer. For the construction * of diodes, However, transistors, integrated circuits or other semiconductor components are a homogeneous epitaxial layer Pre-condition·

Diese Erkenntnisse bilden dl· Grundlag· für da* erfindungsgemäße neue Verfahren, bei deei zwischen dem nieder ohmigen kristallinen Grundkörper und der relativ hochohmigen, epitaktiach erzeugten Schiebt eine niederohmige, gleichfalls epitaktisch erzeugte Schient gebildet wird. Es hat sich herausgestellt, daß eine derartig niederohmige Epitaxie-Zwischenschicht in der nachfolgenden relativ hochohmigen Epitaxieschicht Dotierungeunterschiede, Inhomogenitäten und Wachsturnsstörungen ausschließt.These findings form the basis for the invention new procedures, with deei between the low resistance crystalline base body and the relatively high-resistance, epitaxially generated pushes a low-resistance, likewise epitaxially generated rail is formed. It has been found that such a low-resistance epitaxial intermediate layer in the subsequent, relatively high-resistance epitaxial layer, doping differences, inhomogeneities and excludes growth disorders.

Die Erfindung soll im weiteren noch anhand eines Ausführungs· beispiels n&her erläutert werden.The invention is further based on an embodiment for example are explained in more detail.

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In der Figur ist «in kristalliner Grundkörper 1 dargestellt der beispielsweise aus Silizium beeteht und mit Antimon oder eines anderen Störstellenmaterial bis zur Löslichkeitsgrenze oder nahezu bis zur Löslichkeitsgrenz« desIn the figure, “is shown in a crystalline base body 1 which, for example, beeteth made of silicon and with antimony or another impurity material up to the solubility limit or almost up to the solubility limit «des

Störstellenmaterials im Halbleiterkörper dotiert ist.Impurity material is doped in the semiconductor body.

19 3 Die Dotierung beträgt denn etwa 5»to Atome/cm . Di:19 3 The doping is then about 5 »to atoms / cm. Tue:

Oberfläche des so dotierten Grundkörpers wird sorgfaliig gereinigt und die mechanischen Zerrüttungszonen an der Oberfläche werden entfernt. Anschließend wird mit Hilfe des bekannten Verfahrens auf dem Grundkörper eine Siliziumschicht 2 «pitaktisch aufgewachsen, die gleichfalls stark dotiert ist und gegenüber dem Grundkörper keine oder nur eine unwesentlich geringere Dotierung aufweist. Eine Dotierung dieser Epitaxieschicht über die Löslichkeitsgren-r ze der Störstellen im Halbleitermaterial ist dabei zu vermeiden. Diese epitaktisch gebildete Zwischenschicht weist eine Dicke von einigen ,üb, beispielsweise eine Dicke zwischen 3 bis Io ,um auf.The surface of the base body doped in this way is carefully made cleaned and the mechanical breakdown zones on the surface are removed. Then with help In the known process, a silicon layer 2 'is grown pitactically on the base body, which is also strong is doped and compared to the base body has no or only an insignificantly lower doping. One endowment this epitaxial layer via the solubility level The number of imperfections in the semiconductor material is to be avoided. This epitaxially formed intermediate layer has a thickness of a few, um, for example one thickness between 3 to io to get on.

Auf die Epitaxie-Zwischenschicht 2 wird anschließend eine weitere epitaktische Schicht 3 beliebiger Dicke und niedriger Störstellenkonzentration aufgewachsen. Die Dotierung dieser Schicht beträgt beispielsweise lo15 Atome/cm3. DieA further epitaxial layer 3 of any thickness and low concentration of impurities is then grown on the epitaxial intermediate layer 2. The doping of this layer is, for example, 10 15 atoms / cm 3 . the

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zuletzt hergestellte Epitaxieschicht weist ein gezielt orientiertes, einkristallines, ungestörtes Wachstum auf und besitzt über seinen ganzen Querschnitt an allen Stellen völlig gleichbleibende Dotierungsverhältnisse. Diese Schicht findet in der Halbleitertechnik eine vielfach vorteilhafte Anwendung zu* Aufbau von Dioden, Transistoren, integrierten Schaltungen, Metall-Halbleiterbauelementen und dergleichen·The epitaxial layer produced last has a specifically oriented, monocrystalline, undisturbed growth and has completely constant doping ratios at all points over its entire cross-section. These There is a multiple layer in semiconductor technology advantageous application to * construction of diodes, transistors, integrated circuits, metal-semiconductor components and like that

Das angegebene erfindungsgemäße Verfahren beschränkt sich selbstverständlich nicht auf Silizium-Halbleiterbauelemente, sondern findet bei allen Halbleiteretoffen vorteilhafte Anwendung, sofern zumindest eine Schicht des verwendeten Halbleiterkörpers epitaktisch gebildet wird.The specified method according to the invention is limited of course not on silicon semiconductor components, but finds advantageous application in all semiconductor materials, provided that at least one layer of the semiconductor body used is formed epitaxially.

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Claims (1)

16U02616U026 PatentansprücheClaims 1) Verfahren zum Herstellen einer homogenen epitaktischen Schicht auf einen Grundkörper, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Grundkörper zunächst eine Schicht epitaktisch gebildet und auf diese Schicht eine weitere, gegenüber der ersten Epitaxieschicht hochohsiigere epitaktische Schicht aufgewachsen wird.1) Method of making a homogeneous epitaxial Layer on a base body, characterized in that a layer is initially formed epitaxially on the base body and on top of this layer another epitaxial layer with a higher resistance than the first epitaxial layer is grown up. 2) Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines kristallinen Grundkörpers und einer epitaktisch gebildeten Schicht aus Silizium.2) Method according to claim 1, characterized by the use of a crystalline base body and an epitaxial formed layer of silicon. 3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierung des Grundkörpers und der zuerst aufgebrachten epitaktiechen Schicht derart gewühlt wird, daß zwischen den beiden Teilen kein oder nur ein geringfügiger Dotierungsunterschied besteht· 3) Method according to claim 1, characterized in that the doping of the base body and the first applied epitaxial layer is dug so that between there is no or only a slight difference in doping between the two parts k) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3i dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper und die erste epitaktisch gebildete Sohicht bis zur Löslichkeltsgrenze oder nahezu bis zur LBsllchkeitsgrenze des Störstellenaaterials ie Halbleitermaterial dotiert ist. k) The method according to claim 1 to 3i, characterized in that the base body and the first epitaxially formed layer is doped up to the solubility limit or almost up to the limit of the impurity material ie semiconductor material. 109813/1650109813/1650 16U02616U026 5) Verfahren nach einea der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierung dee Grundkörpers lo19 - Io2o Atone/ce3 beträgt.5) Method according to one of the preceding claims, characterized in that the doping of the base body is lo 19 - Io 2o atoms / ce 3 . 6) Verfahren nach einea der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste epitaktisch gebildete Schicht einige ,um stark ausgebildet wird.6) Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first is epitaxially formed Layer some to get heavily trained. 7) Verfahren nach .einea der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste epitaktisch gebildete Schicht 3 bis lo/u« dick ist.7) Method according to .einea of the preceding claims, characterized in that the first epitaxially formed layer is 3 to 10 / u "thick. 109813/1650109813/1650
DE19671644026 1967-04-28 1967-04-28 Method for producing a homogeneous epitaxial layer on a basic body Pending DE1644026A1 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0009910A1 (en) * 1978-09-20 1980-04-16 Fujitsu Limited Semiconductor memory device and process for fabricating the device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0009910A1 (en) * 1978-09-20 1980-04-16 Fujitsu Limited Semiconductor memory device and process for fabricating the device

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