DE1771305C3 - Verfahren zum Reinigen eines für die Halbleiterherstellung dienenden Behandlungsgefäßes aus Quarz - Google Patents

Verfahren zum Reinigen eines für die Halbleiterherstellung dienenden Behandlungsgefäßes aus Quarz

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Description

lungskoeffizienten. Diese Verunreinigungen werden also aus den oberflächennahen Schichten der Quarzapparatur gewissermaßen ausgelaugt und infolge der Entfernung der Siliciumschicht ebenfalls beseitigt. Die Oberfläche der Apparatur ist somit an Verunreinigungen verarmt, und es dauert erfahrungsgemäß lange Zeit, bis aus dem Innern der Quarzwände genügend Verunreinigungen in die oberflächennahen Schichten nachdiffundiert sind, um eine Wiederholung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch bei ständigem Gebrauch der Apparatur wiederum notwendig /u machen.

Claims (4)

1 2 lektiv gelöst und schließlich das Behandlungsgefäß in „ ... voreesehener Weise in Gebrauch genommen wird. Patentansprüche: νorgesehenerWeis ^ ^ ^ aus der Qas
1. Verfahren zum Reinigen eines für die Halb- phase niedergeschlagenen S'1·«"™*"·^" d,f, leiterherstellung dienenden Behandlungsgefäßes 5 Reaktionsgeräß undurchsichtig machen, hatman bei aus Quarz, insbesondere eines Reaktionsgefaßes dem erfindungsgemäßen Verfahren·einen 1^queme" für die Epitaxie aus der Gasphase, dadurch Indikator bei der Ablösung der Siliciumschcht. Angekennzeichnet, daß die gesamte Innen- dererseits ist aber gerade diese Undurchsichtig^,! fläche des Behandlungsgefäßes mit einer ther- der Grund hierfür, daß man bei der ublicnenepitakmisch aus der Gasphase abgeschiedenen hochrei- io tischen Abscheidung den Niederschlag von Silicium nen Siliciumschicht versehen wird, daß diese SUi- bzw. sonstigen Halbleitermatena s an der innenciumschicht und ihre Unterlage bei mindestens fläche des Reaktionsgefäßes mit allen Mitteln zu ver-1000° C nachgetempert wird, daß dann die SiIi- hindern trachtet, weil hierdurch das oetab unourcnciumschicht von ihrer Unterlage selektiv gelöst sichtig wird und eine Abscheidung an der wandung und das Behandlungsgefäß in vorgesehener Weise 15 des Reaktionsgefäßes durch Bildung von Morkeimert in Gebrauch genommen wird. zu einer Beeinträchtigung der Gute der abgeschiede-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- nen Siliciumschichten fuhrt.
kennzeichnet, daß die Stärke der aus der Gas- Es ist nun üblich, die ReaktionsbedinguriBen so zu
phase abgeschiedenen Siliciumschicht auf minde- wählen, daß an der Wandung des Reaktionsge: aUci
stens 10 am, vorzugsweise auf 10 bis 100 μπι, be- so eine Abscheidung erfolgt. Dies ist möglich, weil der
messen wird. aus dem gleichen Material bestehende Tragerkorper
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch für die epitaktische Abscheidung gegenüber allen an ■ gekennzeichnet, daß die Siliciumschicht minde- deren Materialien eine bevorzugte, d.h. bei besonstens eine Stunde, vorzugsweise 3 bis 10 Stunden, ders niedrigen Temperaturen wirksame Abscheinachgetempert wird. *5 dungsgrundlage liefert. Zudem würde bei einer unbe-
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 absichtigten Abscheidung von Sihaurn auf kernen bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Silicium- Fall die gesamte Innenwand des Reaktionsgefabes schicht nach erfolgter Temperung durch eine Ät- mit einer Siliciumschicht überzogen werden; es zung in der Gasphase, vorzugsweise unter Ver- würde dann auch keine im Sinne der Erfindung auswendung von HCl, bei einer Temperatur von 30 reichende Temperung gewährleistet sein
1200° C entfernt wird. Wie bereits vorgeschlagen, empfiehlt sich als
Grundlage für Apparaturen, welche für Halbleiterzwecke, insbesondere für die Siliciumdarstellung,
Verwendung finden, eine Quarzsorte zu verwenden,
35 welche im Bereich von 2,1 bis 3μΐη Wellenlänge keine Absorptionen aufweist. Das Verlangte wird
Im Interesse der Reinhaltung ist es üblich, Ar- beispielsweise von Infrasilquarz geleistet, beitsvorgänge an Halbleitern in aus Quarz bestehen- Das zu reinigende Gefäß wird in einem zur Durch-
den Gefäßen vorzunehmen. Insbesondere ist hierbei führung von Siliciumepitaxie an sich bekannten an die epitaktische Abscheidung von Halbleiter- 4° Reaktionsgas, z. B. einem Gemisch von 0,5 Molpro-Schichten aus der Gasphase an der Oberfläche einkri- zent SiHCl3 und 99,5 Molprozent Wasserstoff bestc- »talliner Halbleiterscheiben zu denken. Dabei bleibt henden Reaktionsgas, auf eine Temperatur von beies jedoch nicht aus, daß trotz sorgfältiger Auswahl spielsweise 1000 bis 1300° C erhitzt. Hinsichtlich des zur Herstellung solcher Gefäße dienenden Quar- der Reinheit des Reaktionsgases empfiehlt es sich, Jces Spuren von Verunreinigungen in das für die Ab- 45 auf die für die unmittelbare Halbleiterherstellung Bcheidung dienende Reaktionsgas gelangen können. gültigen Reinheitsgrade zu achter. Die einzustellende Insbesondere ist dies der Fall, wenn, wie üblich, ein Schichtstärke wird zweckmäßig nicht unter 10 μπι, lialogenhaltiges Reaktionsgas verwendet und die Ab- vorzugsweise im Bereich von 10 bis 100 μπι, gewählt, scheidung bei sehr hohen Temperaturen vorgenom- Im allgemeinen wird hier eine Zeit von 3 bis 10 Stun- »nen werden muß. 50 den erforderlich sein. Nach erfolgter Abscheidung
Es ist dabei üblich, die Apparatur nach einmali- wird die Anordnung zweckmäßig in der gleichen Ap- $cm oder mehrmaligem Benutzen zu reinigen, indem paratur unter Schutzgas oder Vakuum mehrere Stunman entweder die Wandung mit einem Ätzmittel he- den, z.B. 5bis 10Stunden, getempert, Dann wird handelt oder im Vakuum oder in Wasserstoff aus- man mit einem zum Ätzen von Silicium geeigneten glüht. Dabei zeigt sich jedoch, daß keine befriedi- 55 Ätzmittel, insbesondere einem Gemisch von Flußgende Reinigung auf diese Art möglich ist. säure und Salpetersäure oder Flußsäure und Wasser-
Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren stoffperoxid, die Siliciumschicht vollkommen ablözutti Reinigen eines für die Halbleiterherstellung die- sen. Die Zusammensetzung des Ätzmittels wird nenden Behandlungsgefäßes aus Quarz, insbesondere zweckmäßig so eingestellt, daß sich das Silicium der eines Reaktionsgefäßes für die Epitaxie aus der Gas- 60 Schicht wesentlich rascher als das Quarz der Apparaphase. tür lösen kann. Insbesondere ist es günstig, wenn
Dieses Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch ge- man die Siliciumschicht durch ein gasförmiges Ätzkennzeichnet, daß die gesamte Innenfläche des Be- mittel löst. Beispielsweise wird das Verlangte von handlunf igefäßes mit einer thermisch aus der Gas- HCl bei einer Temperatur von 1200° C geleistet, phase abgeschiedenen hochreinen Siliciumschicht «5 Die aus hochreinem Silicium bestehende Schicht versehen wird, daß die Siliciumschicht und ihre Un- stellt eine ausgesprochene Senke für Verunreinigunterlage bei mindestens 1000° C nachgetempert wird, gen dar, und zwar nicht nur aus Diffusionsgründen, daß dann die Siliciumschicht von ihrer Unterlage se- sondern auch wegen der unterschiedlichen Vertei-
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