DE19943064A1

DE19943064A1 - Verfahren und Vorrichtung zur epitaktischen Abscheidung von Atomen oder Molekülen aus einem Reaktivgas auf einer Abscheidungsoberfläche eines Substrats

Info

Publication number: DE19943064A1
Application number: DE19943064A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Frey; Franz Laermer; Klaus Heyers
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2001-03-15
Anticipated expiration: 2019-09-10
Also published as: US6592664B1; JP2001122691A; JP4741060B2; DE19943064B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur epitaktischen Abscheidung von Atomen oder Molekülen aus einem Reaktivgas (3) auf einer Abscheidungsoberfläche eines Substrats. DOLLAR A Hierbei ist folgendes vorgesehen: DOLLAR A Zuführen einer ersten Energiemenge durch Aufheizen wenigstens der Abscheidungsoberfläche (5), wobei die erste Energiemenge geringer ist als die zur epitaktischen Abscheidung von Atomen oder Molekülen des Reaktivgases (9) auf der Abscheidungsoberfläche (5) notwendige Energiemenge; DOLLAR A Leiten eines ionisierten Inertgases (11) zumindest zeitweise auf die Abscheidungsoberfläche (5) zur zumindest zeitweisen Zuführung einer zweiten Energiemenge durch Einwirken von Ionen des ionisierten Inertgases (11) auf die Abscheidungsoberfläche (5), wobei die erste Energiemenge und die zweite Energiemenge sich zumindest zeitweise zu einer Gesamtenergiemenge addieren, die zur epitaktischen Abscheidung von Atomen oder Molekülen des Reaktivgases (9) auf die Abscheidungsoberfläche (5) ausreicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur epitakti schen Abscheidung von Atomen oder Molekülen aus ei nem Reaktivgas auf einer Abscheidungsoberfläche ei nes Substrats.

Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine entspre chende Vorrichtung mit:
einer Heizvorrichtung zur Zuführung einer Energie menge in das Substrat durch Aufheizen wenigstens der Abscheidungsoberfläche;
einer Reaktivgas-Zuführvorrichtung zur Leitung des Reaktivgases auf die aufgeheizte Oberfläche des Substrats;
entsprechend dem Oberbegriff des Anspruch 15.

Stand der Technik

Verfahren zur Abscheidung, insbesondere zur epitak tischen Abscheidung von Atomen aus einem Reaktivgas auf einer Abscheidungsoberfläche eines Substrats sind bekannt. Insbesondere werden derartige Verfah ren zur Abscheidung von Silicium oder Siliciumkar bid aus der Gasphase auf einem Substrat vorgesehen. Hierzu wird ein geeignetes Reaktivgas auf eine er wärmte Abscheidungsoberfläche eines vorzugsweise in einer Vakuumkammer angeordneten Substrats geleitet. Bei einem derartigen, auch als "Chemical Vapor De position" (CVD) bezeichneten Abscheidungsverfahren beträgt die Mindesttemperatur der Abscheidungsober fläche des Substrats bei technisch üblichen Anlagen hinsichtlich der Siliciumabscheidung etwa 1000°C und hinsichtlich der Siliciumkarbidabscheidung ca. 1600°C. Derartig hohe Temperaturen auf der Abschei dungsoberfläche des Substrats sind notwendig, um die nach dem Auftreffen des Reaktivgases auf der Abscheidungsoberfläche aus der Gasphase zu adsor bierenden Atome des Reaktivgases thermisch zu akti vieren. Derart aktivierte Atome sind durch eine er höhte Eigenbeweglichkeit gekennzeichnet, wobei sie bei ausreichender Eigenbeweglichkeit in die Lage versetzt werden, sich den Gitterplätzen eines Wirtssubstrats anzupassen. In dieser Weise wird ein erwünschtes, einkristallines Schichtwachstum auf der Abscheidungsoberfläche des Substrats erhalten.

Die verhältnismäßig hohen Betriebstemperaturen bei derartigen Abscheidungsverfahren haben den Nach teil, daß lediglich Substrate aus thermisch hoch stabilem Material für eine Abscheidung eingesetzt werden können. Ferner können insbesondere bei Silciumkarbid-Abscheidungen die Abscheidungsanlagen nicht aus einem vorteilhafterweise in bezug auf den Abscheidungsprozeß neutralen Quarzmaterial herge stellt werden, da dieses Material bei derartig ho hen Betriebstemperaturen eine nicht genügend hohe Festigkeit aufweist. Ein Einsatz von hochtempera turfestem Graphit als Konstruktionsmaterial für Ab scheidungsanlagen dieser Art ist nicht optimal, da Graphit den Innenraum der Abscheidungsanlagen ver schmutzt, was bei derartig störungsanfälligen Ab scheidungsprozessen bis hin zu einem nicht akzepta blen Abscheidungsergebnis führen würde.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren ist gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Zuführen einer ersten Energiemenge durch Aufheizen wenigstens der Abscheidungsoberfläche, wobei die erste Energiemenge geringer ist als die zur epitak tischen Abscheidung von Atomen oder Molekülen des Reaktivgases auf der Abscheidungsoberfläche notwen dige Energiemenge;
- Leiten eines ionisierten Inertgases zumindest zeitweise auf die Abscheidungsoberfläche zur zumin dest zeitweisen Zuführung einer zweiten Energiemen ge durch Einwirken von Ionen des ionisierten Inert gases auf die Abscheidungsoberfläche, wobei die er ste Energiemenge und die zweite Energiemenge sich zumindest zeitweise zu einer Gesamtenergiemenge ad dieren, die zur epitaktischen Abscheidung von Ato men oder Molekülen des Reaktivgases auf die Ab scheidungsoberfläche ausreicht.

Hierdurch wird der Vorteil erzielt, daß durch die Zuführung der zweiten Energiemenge und das Einwir ken der Inertgas-Ionen auf die Abscheidungsoberflä che die zur epitaktischen Schichtabscheidung not wendige thermische Energiezuführung durch Aufheizen der Abscheidungsoberfläche des Substrats niedriger sein kann als bei bisher bekannten Abscheidungsver fahren, bei welchen ausschließlich eine thermische Energiezuführung zur Erzielung der erforderlichen Abscheidungstemperatur auf der Abscheidungsoberflä che des Substrats vorgesehen ist. Dies ist darauf zurückzuführen, daß durch das Einwirken der Ionen des ionisierten Inertgases auf die Substratoberflä che den dort aus der Gasphase zu adsorbierenden Atomen des Reaktivgases eine epitaktische Abschei dung begünstigende, zusätzliche Aktivierungsenergie bereitgestellt wird, welche sich mit der ersten, thermisch zugeführten Energiemenge zu einer Gesam tenergiemenge addiert. Durch diese auf die Abschei dungsoberfläche zugeführte Gesamtenergiemenge, die aus zwei sich einander addierenden und voneinander getrennt auf die Abscheidungsoberfläche zuführbaren Energiemengen gebildet wird, wird die Beweglichkeit der auf der Abscheidungsoberfläche abzuscheidenden Atome des Reaktivgases derart erhöht, daß diese Atome sich den Gitterplätzen des als Wirt dienenden Substrats anpassen können, so daß Epitaxie, d. h. einkristallines Schichtwachstum entsteht. Die der Abscheidungsoberfläche zugeführte Gesamtenergiemen ge ist somit ausreichend, um als Aktivierungsener gie eine epitaktische Abscheidung der Atome des Re aktivgases auf der Abscheidungsoberfläche des Substrats zu gewährleisten, wobei vorteilhafterwei se die durch Aufheizen der Abscheidungsoberfläche des Substrats zu erzielende Temperatur im Vergleich zu derjenigen bekannter Abscheidungsverfahren nied riger sein kann. Dies ermöglicht den Einsatz von thermisch instabilen Substraten zur Schichtabschei dung, wie zum Beispiel Substrate aus porösem Sili cium oder aus porösem Siliciumkarbid, wobei gleich zeitig Abscheidungsanlagen aus Quarz einsetzbar sind, die bei den nun verhältnismäßig niedrigen, nach der Aufheizung der Abscheidungsoberfläche des Substrats sich einstellenden Abscheidungstemperatu ren eine ausreichend hohe Eigenstabilität aufweisen und den Abscheidungsprozeß nicht durch Verschmut zungen, welche zum Beispiel bei Einsatz von hochtemperaturfestem Graphit als Anlagenmaterial auftreten würden, negativ beeinflußt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die erste Energiemenge und die zweite Energiemenge von einander zeitlich getrennt der Abscheidungsoberflä che zugeführt. Durch eine derartige zeitliche Tren nung der Zuführung der beiden Energiemengen läßt sich verfahrenstechnisch in einfacher und zuverläs siger Weise eine kontrollierte und präzise Energie zuführung auf die Abscheidungsoberfläche zur Be reitstellung einer für die Abscheidung von Atomen des Reaktivgases auf der Abscheidungsoberfläche ausreichenden Aktivierungsenergie erzielen. Vor zugsweise wird der Abscheidungsoberfläche zunächst thermische Energie (erste Energiemenge) zugeführt. Erst nach Erreichen der gewünschten Temperatur an der Abscheidungsoberfläche wird das ionisierte Inertgas auf Selbige geleitet zur Zuführung der zweiten Energiemenge.

Vorteilhafterweise wird das ionisierte Inertgas in bezug auf das Reaktivgas getrennt in Richtung Ab scheidungsoberfläche geleitet. Durch die in bezug auf das Reaktivgas separate Zuführung des ionisier ten Inertgases in Richtung Abscheidungsoberfläche wird zum einen verhindert, daß sich das ionisierte Inertgas mit dem Reaktivgas in einem hinreichend großen Zeitraum derart vermischt, daß es zu uner wünschten Gasphasenreaktionen zwischen den beiden Gasen vor deren Auftreffen auf die Abscheidungs oberfläche kommt. Ferner ermöglicht die separate Zuführung der beiden Gase in Richtung Abscheidungs oberfläche, daß sowohl das Reaktivgas als auch das ionisierte Inertgas in einstellbarer und optimaler Weise auf die gesamte Abscheidungsoberfläche mög lichst gleichmäßig verteilt geleitet werden.

Vorzugsweise wird das ionisierte Inertgas gleich zeitig mit dem Reaktivgas auf die Abscheidungsober fläche geleitet. Durch ein gleichzeitiges Zuführen der beiden Gase auf die Abscheidungsoberfläche fällt die Gesamtzeit des Abscheidungsprozesses vor teilhafterweise gering aus.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform werden das ionisierte Inertgas und das Reaktivgas voneinander zeitlich getrennt auf die Abscheidungsoberfläche geleitet, wobei jeweils pro Abscheidungszyklus zu erst das ionisierte Inertgas und anschließend das Reaktivgas, oder zuerst das Reaktivgas und an schließend das ionisierte Inertgas, der Abschei dungsoberfläche zugeführt werden. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Bauweise der zur Beschich tung eingesetzten Anlage, da lediglich eine einzige und gemeinsame Gaszuführvorrichtung für das Inert gas, beziehungsweise für das ionisierte Inertgas, und das Reaktivgas vorgesehen werden muß, wobei in dieser gemeinsamen Zuführvorrichtung eine Ioni siereinheit vorgesehen sein kann, welche bei Zufüh rung von Inertgas in Betrieb ist, um ionisiertes Inertgas zu erzeugen, und bei Zuführung von Reak tivgas außer Betrieb geschaltet ist. Weiterhin wird durch eine zeitlich getrennte Zuführung von ioni siertem Inertgas und (nicht-ionisiertem) Reaktivgas die Bildung von nicht erwünschten Gasphasenreaktio nen zwischen den beiden Gasen oder innerhalb des Reaktivgases auf einfache und zuverlässige Weise verhindert.

Vorteilhafterweise werden das ionisierte Inertgas und das Reaktivgas voneinander zeitlich getrennt in alternierender Abfolge auf die Abscheidungsoberflä che geleitet. Hierbei ist es möglich, daß ionisier te Inertgase und das Reaktivgas in kurzen Einzel schritten einander abwechselnd in verhältnismäßig rascher Abfolge auf die Abscheidungsoberfläche zu leiten. Dabei erfolgt das An- und Abschalten der Ionisiereinheit alternierend in bezug auf die Reak tivgas Zufuhr und synchron in bezug auf die Inert gaszufuhr. Dies bedeutet, daß die Ionisiereinheit ausgeschaltet ist, wenn Reaktivgas auf die Abschei dungsoberfläche zugeführt wird, bzw. die Reaktiv gaszufuhr auf die Abscheidungsoberfläche unterbro chen ist, wenn bei eingeschalteter Ionisiereinheit ionisiertes Inertgas auf die Abscheidungsoberfläche zugeführt wird. In dieser Weise können das ioni sierte Inertgas und das Reaktivgas voneinander zeitlich getrennt und alternierend auf die Abschei dungsoberfläche geleitet werden, wobei die Abfolge der Zuführung der beiden Gase auf die Abscheidungs oberfläche verhältnismäßig einfach zu steuern und zu kontrollieren ist. Es ist ferner möglich, das Inertgas kontinuierlich und somit nicht alternie rend auf die Abscheidungsoberfläche zu leiten, wo bei lediglich die An- und Ausschaltung der Ioni siereinheit und die Zufuhr des Reaktivgases auf die Abscheidungsoberfläche in geeigneter Weise zueinan der alternierend geschaltet werden. Auch bei dieser Alternative wird eine zeitlich getrennte und alter nierende Zuführung des ionisierten Inertgases und des Reaktivgases auf die Abscheidungsoberfläche er halten.

Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform werden das ionisierte Inertgas und das Reaktivgas voneinander räumlich getrennt in Richtung Abschei dungsoberfläche geleitet. Durch die räumlich ge trennte Zuführung der beiden Gase in Richtung Ab scheidungsoberfläche können das ionisierte Inertgas und das Reaktivgas gleichzeitig in Richtung Ab scheidungsoberfläche geleitet werden, ohne daß es vorher zu unerwünschten Gasphasenreaktionen zwi schen dem Inertgas beziehungsweise dem ionisierten Inertgas, einerseits, und dem Reaktivgas anderer seits kommen kann. Durch geeignete Ausbildung der jeweiligen Gaszuführvorrichtung können das ioni sierte Inertgas und das Reaktivgas derart getrennt voneinander auf die Abscheidungsoberfläche geleitet werden, daß eine überaus starke und/oder während eines verhältnismäßig längeren Zeitraums erfolgende Vermischung der beiden Gase vor deren Auftreffen auf die Abscheidungsoberfläche unter Ausbildung nicht erwünschter Gasphasenreaktionen vermieden oder wenigstens reduziert werden.

Vorteilhafterweise erfolgt die Ionisierung des Inertgases in bezug auf das Reaktivgas separat. Bei einer separaten Ionisierung des Inertgases werden unter Ausschluß des Reaktivgases unerwünschte Gas phasenreaktionen zwischen diesen beiden Gasen aus geschlossen. Bei derartigen Abscheidungsverfahren sind Oberflächenreaktionen zwischen dem ionisierten Inertgas beziehungsweise zwischen dem Reaktivgas und der Abscheidungsoberfläche erwünscht. Jedoch sind Gasphasenreaktionen zwischen dem Inertgas be ziehungsweise dem ionisierten Inertgas, einerseits, und dem Reaktivgas andererseits, vor, während und nach der Ionisierung des Inertgases zu vermeiden, da solche Gasphasenreaktionen eine derartige Schichtabscheidung negativ beeinträchtigen würden. Auch eine Gasphasenreaktion, die nur das Reaktivgas betrifft, würde ein korrektes Schichtwachstum un möglich machen. Die Ionisierung des Inertgases, und dementsprechend auch die Zuführung desselben in Richtung Abscheidungsoberfläche, erfolgt somit in bezug auf das Reaktivgas vorzugsweise separat, wo bei eine Vermischung der beiden Gase, das heißt zwischen dem ionisierten Inertgas und dem Reaktiv gas, vorteilhafterweise erst kurz und vorzugsweise unmittelbar vor Auftreffen der beiden Gase auf die Abscheidungsoberfläche erfolgen soll. Unterstützt werden kann die räumliche Trennung durch eine zu sätzliche zeitliche Trennung von Reaktivgaszufuhr und Ionisierung des Inertgases, wobei die Reaktiv gaszufuhr und die Ionisierung des Inertgases bei spielsweise zueinander alternierend erfolgen kann.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform wird das Inertgas mittels einer Mikrowellen-Plasmaquelle ionisiert. Mittels einer Mikrowellen-Plasmaquelle wird das Inertgas zu einem hochdichten Plasma mit Ionen und Elektronen niedriger Energie generiert. Auf diese Weise wird eine Schädigung der Abschei dungsoberfläche aufgrund einer zu großen Energiezu führung durch das ionisierte Inertgas vermieden. Eine derartige Schädigung der Abscheidungsoberflä che des Substrats wird als "Iondamage" bezeichnet. Durch die Anwendung einer Mikrowellen-Plasmaquelle wird die thermisch induzierte Defektdichte im Substratmaterial an der Abscheidungsoberfläche mög lichst klein gehalten. Weiterhin weist ein als Mikrowellenplasma ausgebildetes ionisiertes Inert gas grundsätzlich den Vorteil auf, daß zur Plas maerzeugung in der Nähe des Plasmas keine hohen Spannungen benötigt werden, welche wiederum zu schädlichen Nebeneffekten in bezug auf den Abschei dungsprozeß aufgrund einer kapazitiven Kopplung in das Plasma führen. Da hohe Spannungen in der Nähe des Plasmas eine entsprechende Beschleunigung von Elektronen und Ionen des ionisierten Inertgases be wirken, kann es zu Beschädigungen des Substrats an der Abscheidungsoberfläche und/oder zu einer nega tiven Beeinträchtigung des Schichtwachstums und der Schichtqualität kommen. Derartige nachteilhafte Einflüsse auf den Abscheidungsprozeß werden durch die Verwendung einer Mikrowellen-Plasmaquelle zur Ionisierung des Inertgases vermieden. Vorteilhaf terweise läßt sich mit einer Mikrowellen- Plasmaquelle ein großvolumiges, homogenes Mikrowel lenplasma erzeugen mit niedriger Ionen/Elektronen energie, hoher Dichte und niedrigem Plasmapotenti al. Vorteilhafterweise werden zur Erzeugung eines Mikrowellenplasmas keine Elektroden eingesetzt, so daß auch keine unerwünschten Verunreinigungen durch abgetragenes Elektrodenmaterial auftreten können.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird das Inertgas mittels einer Surfatronquelle ionisiert. Bei einer Surfatronquelle wird ein ein Plasma er zeugendes Mikrowellenfeld entlang eines Quarzsurfa trons in einer Grenzschicht zwischen Plasma und Quarzwandmaterial geführt, so daß verhältnismäßig stark ausgedehnte, einen Plasmastrahl bildende Plasmen erzeugt werden können. Auch mittels der Surfatronquelle läßt sich ein großvolumiges, homo genes Mikrowellenplasma erzeugen mit niedriger Io nen-/Elektronenenergie, hoher Dichte und niedrigem Plasmapotential. Auch das Surfatron ist eine Plas maquelle, welche keine Elektroden aufweist, so daß unerwünschte Verunreinigungen durch abgetragenes Elektrodenmaterial während der Abscheidung nicht auftreten können.

In einer weiteren, alternativen Ausführungsform wird das Inertgas mittels einer Hochfrequenzanre gung, insbesondere einer induktiven Plasmaquelle ionisiert. Die bei der Hochfrequenzanregung auftre tenden hohen Spannungen am Plasma erfordern eine entsprechende Abschirmung des derartig elektrisch beeinflußten Plasmas, um zufriedenstellende Ab scheidungsergebnisse zu erzielen.

Vorzugsweise wird als Substrat poröses Silicium, als epitaktisch abzuscheidendes Material Silicium, als Reaktivgas Silan oder ein Silangemisch und als Inertgas Helium und/oder Argon verwendet, wobei vorteilhafterweise die durch Aufheizen erzielte Temperatur der Abscheidungsoberfläche des Substrats etwa 600°C beträgt. Hierbei ist es möglich, in be sonders vorteilhafter Weise Silicium ionenunter stützt bei der relativ niedrigen Temperatur von 600°C auf der Abscheidungsoberfläche auf porösem Silicium abzuscheiden, ohne daß es nachteilhafter weise zu einer Schädigung des Substrats (poröses Silicium) kommt.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird als Substrat poröses Siliciumkarbid, als epitaktisch abzuscheidendes Material Siliciumkarbid, als Reak tivgas ein Gemisch aus einem Si-Trägergas, insbe sondere Silan, und einem Kohlenwasserstoffträger gas, insbesondere Methan, und als Inertgas Helium und/oder Argon verwendet, wobei die durch Aufheizen erzielte Temperatur der Abscheidungsoberfläche des Substrats etwa 800°C bis 900°C beträgt. Auf diese Weise kann Siliciumkarbid ionenunterstützt bei ei ner relativ niedrigen Temperatur der Substratober fläche unterhalb der über 900°C liegenden Kollabie rungstemperatur des porösen Siliciumkarbid- Substrats abgeschieden werden. Ferner bietet ein epitaktisches Aufwachsen von Siliciumkarbid auf po rösem Silicium (statt porösem Siliciumkarbid) den Vorteil, daß eine verhältnismäßig kostengünstige Siliciumkarbid-Dünnschichtabscheidung möglich wird. Durch die Anordnung einer porösen Siliciumzwischen schicht wird ein Ausgleich der unterschiedlichen Gitterabstände zwischen dem Silicium-Wirtsgitter (Substrat) und dem Siliciumkarbid-Gitter (abzuscheidendes Material) ausgeglichen, so daß ein qualitativ hochwertiges Siliciumkarbid- Schichtwachstum mit guter Kristallinität und gerin ger Defektdichte auf einem verhältnismäßig kosten günstigen Substrat aus Silicium möglich wird. Fer ner erweist sich als vorteilhaft, daß es bei der Abscheidung von Siliciumkarbid auf einem Substrat aus porösem Siliciumkarbid möglich wird, mittels eines Dünnschicht-Kopierprozesses ("Smart-Dicing") Siliciumkarbid-Dünnschichten auf weitere, verhält nismäßig kostengünstige Substrate zu übertragen und das relativ teuere Siliciumkarbid-Ausgangssubstrat zur Beschichtung von Siliciumkarbid-Dünnschichten mehrfach zu verwenden, so daß das als Wafer dienen de Ausgangssubstrat aus Siliciumkarbid nach jedem Abscheidungsprozeß wiedergewonnen und somit mehrere Abscheidungsprozesse mit demselben Ausgangssubstrat durchlaufen werden können. Eine Abscheidung von Si licium oder Siliciumkarbid auf einer porösen Sili ciumsubstratoberfläche oder Siliciumkarbidsub stratoberfläche läßt sich somit auf verhältnismäßig kostengünstige Weise realisieren. Dabei kann entwe der ein Verfahren der nachträglichen Oxidation des unter einer abgeschiedenen Siliciumschicht befind lichen porösen Siliciums zur Anwendung kommen oder ein Dünnschicht-Kopierprozeß ("Smart-Dicing") auf einen thermisch oxidierten Gegenwafer vorgesehen sein, um ein sogenanntes SOI-Substrat oder SiCOI- Substrat auf kostengünstige Weise zu erhalten.

Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform wird als Substrat poröses Silicium, als epitaktisch abzuscheidendes Material Si-Ge (Silicium- Germanium), als Reaktivgas ein Gemisch aus einem Si-Trägergas, insbesondere Silan, und einem Ge- Trägergas, und als Inertgas Helium und/oder Argon verwendet, wobei die durch Aufheizen erzielte Tem peratur der Abscheidungsoberfläche des Substrats etwa 800°C bis 900°C beträgt. Das epitaktisch abzu scheidende Material ist somit nicht auf Silicium beziehungsweise Siliciumkarbid beschränkt, sondern kann beispielsweise auf Silicium-Germanium erwei tert werden.

Bezugnehmend auf die erfindungsgemäße Vorrichtung ist Selbige gekennzeichnet durch:
Eine Ionisiereinheit zur in bezug auf das Reaktiv gas separaten Ionisierung eines Inertgases;
eine Inertgas-Zuführvorrichtung zur Leitung des io nisierten Inertgases auf die Abscheidungsoberfläche des Substrats.

Eine derartig aufgebaute Vorrichtung ermöglicht ei ne effiziente und zuverlässige epitaktische Ab scheidung von Atomen oder Molekülen aus einem Reak tivgas auf einer Abscheidungsoberfläche eines Substrats.

Vorzugsweise ist die Ionisiereinheit des Inertgases als eine nach dem Prinzip der Elektronen- Zyklotronresonanz (ECR) arbeitende Mikrowellen- Plasmaquelle ausgebildet. Hierdurch wird die Erzeu gung eines hochdichten Plasmas aus Ionen und Elek tronen niedriger Energie ermöglicht, wodurch eine Schädigung der Abscheidungsoberfläche durch Ionen beschuß gering bleibt und die erzeugten Schichten nach dem Abscheiden geringe Defektdichten aufwei sen. Insbesondere vorteilhaft ist dabei, daß das Mikrowellenplasma in seiner Umgebung keine hohen Spannungen benötigt, die wiederum zu schädlichen Nebeneffekten durch kapazitive Kopplung ins Plasma führen würden.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die Ionisiereinheit des Inertgases als eine Surfatron quelle ausgebildet, welche ein ein plasmaerzeugen des Mikrowellenfeld führendes Quarzsurfatron auf weist. Hierbei ist besonders vorteilhaft, daß sich sehr ausgedehnte Plasmen in Form eines breiten Plasmastrahls erzeugen lassen. Wie mit der Mikro wellen-Plasmaquelle läßt sich auch mit einer Surfa tronquelle ein großvolumiges, homogenes Mikrowel lenplasma erzeugen mit niedriger Ionen-/Elektronen energie, hoher Dichte und niedrigem Plasmapotenti al.

Gemäß einer weiteren, alternativen Ausführungform ist die Ionisiereinheit des Inertgases als indukti ve Plasmaquelle ausgebildet. Die hierbei erfolgende Hochfrequenzanregung des Inertgases unter Auftreten hoher Spannungen am Plasma erfordern eine entspre chende Abschirmung eines derartig elektrisch beein flußten Plasmas, um zufriedenstellende epitaktische Abscheidungsergebnisse mit geringer Defektdichte erzielen zu können.

Mit Vorteil weist die Reaktivgas-Zuführvorrichtung einen Gasdiffuserring auf, der zwischen einem zur aufgeheizten Abscheidungsoberfläche des Substrats gerichteten Austritt der Inertgas-Zuführvorrichtung und dem Substrat angeordnet ist. Hierdurch wird in besonders vorteilhafter Weise eine gesonderte Zu führung des noch nicht ionisierten Inertgases und des Reaktivgases und eine gemeinsame Zuführung des ionisierten Inertgases mit dem Reaktivgas unmittel bar oberhalb der aufgeheizten Abscheidungsoberflä che des Substrats ermöglicht. Es ist wesentlich, daß das Reaktivgas nicht zusammen mit dem Inertgas durch die als Plasmaquelle wirkende Ionisiereinheit geleitet werden, da dort in erheblichem Umfang Gas phasenreaktionen zwischen den beiden Gasen statt finden würden und diese die Schichtabscheidung be einträchtigen würden. Für das Schichtwachstum auf der Abscheidungsoberfläche ist keine Gasphasenreak tion, sondern vielmehr eine Oberflächenreaktion notwendig, weshalb eine Trennung der Zuführung des Inertgases und des Reaktivgases auf die Abschei dungsoberfläche erfolgen muß, bei welcher die Inertgaszufuhr durch die Plasmaquelle und die Reak tivgaszufuhr vorteilhafterweise unterhalb der Plas maquelle erfolgt, so daß keine oder lediglich in stark reduziertem Maße eine gegenseitige Anregung der beiden Gase stattfinden kann.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Gasdiffuser ring in einer in bezug auf die aufgeheizte Abschei dungsoberfläche des Substrats beabstandeten und pa rallelen Ebene angeordnet ist und das aus dem Aus tritt der Inertgas-Zuführvorrichtung austretende und in Richtung Abscheidungsoberfläche strömende, ionisierte Inertgas umfangsförmig umgibt. Durch ei ne derartige Position und Ausbildung des Gasdiffu serrings wird eine in bezug auf den Abscheidungs prozeß optimale, zunächst getrennte Zuführung des ionisierten Inertgases und des Reaktivgases in Richtung auf die aufgeheizte Abscheidungsoberfläche des Substrats erhalten, wobei sich die beiden Gase kurz vor Auftreffen auf die Abscheidungsoberfläche miteinander frei vermischen können.

Vorzugsweise ist das Substrat auf einer Substrat elektrode liegend angeordnet, in deren Innern die Heizvorrichtung angeordnet ist, mittels welcher die von der Substratelektrode abgewandte Abscheidungs oberfläche des Substrats aufheizbar ist. Eine der artige Anordnung des Substrats und Ausbildung der Substratelektrode ermöglicht eine kompakte Bauweise der Vorrichtung und ein zuverlässiges und verhält nismäßig einfaches Aufheizen der Abscheidungsober fläche des Substrats auf eine gewünschte Tempera tur.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann die Heizvorrichtung eine in der Nähe der Substratelek trode angeordnete, Wärme abgebende Strahlungsein richtung aufweisen. Eine von der Substratelektrode unabhängig ausgebildete und angeordnete Strahlungs einrichtung ermöglicht eine den Aufheizvorgang der Abscheidungsoberfläche des Substrats optimierende Anpassung der Heizvorrichtung an die jeweilige Aus gestaltung des Innenraums der Abscheidungsanlage. Vorzugsweise ist die Strahlungseinrichtung unter halb der Substratelektrode angeordnet.

Mit Vorteil weist die Vorrichtung eine Vakuumpumpe mit Druckregelung auf, mit der in einer Vakuumkam mer, in welcher die Abscheidung stattfindet, ein Druck insbesondere im Bereich von 0,1 µbar bis 100 µbar erzeugbar ist. Hierdurch sind die für die ver schiedenen Abscheidungsverfahren benötigten, vor zugsweise sehr niedrigen Prozeßdrücke frei ein stellbar, wobei vorteilhafterweise ein Druck von 1 µbar einstellbar sein sollte.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Felds über der aufgeheizten Ab scheidungsoberfläche des Substrats auf. Dieses elektrische Feld ermöglicht es, die thermisch ange regten Ionen des ionisierten Inertgases bei Bedarf noch etwas mehr zu beschleunigen, wodurch der Ab scheidungsprozeß durch einen gut kontrollierbaren, zusätzlichen Enrgieeintrag durch Wahl der Io nenenergie weiterhin optimiert werden kann. Diese Vorspannung, welche die auf die Abscheidungsober fläche des Substrats einfallenden Ionen des Inert gases auf einen vorbestimmten Wert beschleunigen soll, kann aus einer Gleichspannungsquelle oder ei ner hochfrequenten Wechselspannungsquelle stammen. Im letztgenannten Fall wird diese Vorspannung ("Biasspannung") durch "Self-Biasing" an der Substratelektrode erzeugt. Das elektrische Feld dient somit zur Ionenbeschleunigung, und damit zur Beeinflussung der entsprechenden Energiezuführung, in Richtung Substrat. Durch die Ionenbeschleunigung kann die gewünschte Energiezuführung in das Substrat gesteuert werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglich keiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschrei bung.

Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausfüh rungsbeispiel anhand zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine vorteilhafte Ausführungsform der er findungsgemäßen Vorrichtung in schemati scher Darstellung und

Fig. 2 eine durch die Erfindung ermöglichte vor teilhafte Anwendung einer epitaktischen Abscheidung.

Beschreibung der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine allgemein mit 1 bezeichnete Vor richtung zu einer epitaktischen Abscheidung von Atomen oder Molekülen aus einem Reaktivgas 9 auf einer Abscheidungsoberfläche 5 eines Substrats 4. Die Vorrichtung 1 weist eine Vakuumkammer 2 auf, in welcher das Substrat 4 auf einer Substratelektrode 6 liegend angeordnet ist. Das Substrat 4 besteht zumindest an seiner Abscheidungsoberfläche 5 aus porösen Silicium oder porösem Siliciumkarbid. Ein Gasdiffuserring 7 ist oberhalb des Substrats 4 in nerhalb der Vakuumkammer 2 angeordnet. Der Gasdif fuserring 7 weist einen in bezug auf die Vakuumkam mer 2 außenliegende Gaseinlaßöffnung 8 und eine Mehrzahl von in die Vakuumkammer 2 führende, gleichmäßig über den Umfang des Gasdiffuserrings 7 verteilte und auf die Abscheidungsoberfläche 5 des Substrats 4 gerichtete Gasaustrittsöffnungen 17 auf. Der Gasdiffuserring 7 dient dazu, Reaktivgas 9 durch die Gaseinlaßöffnung 8 und die Gasaustritts öffnungen 17 von außen in kontrollierter Weise in die Vakuumkammer 2 in Richtung auf die Abschei dungsoberfläche 5 des Substrats 4 zu leiten, wobei das Reaktivgas 9 möglichst gleichmäßig mit der Ab scheidungsoberfläche 5 des Substrats 4 in Kontakt kommen soll. Das Reaktivgas 9 kann zum Beispiel aus Silan (SiH₄) für eine Silicium-Epitaxie oder aus einem Gemisch aus Silan (SiH₄) und Methan (CH₄) für eine Siliciumkarbid-Epitaxie bestehen.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform können je doch als epitaktisch abzuscheidendes Material auch Si-Ge (Silicium-Germanium), als Reaktivgas 9 ein Gemisch aus einem Si-Trägergas, insbesondere Silan, und einem Ge-Trägergas, und als Inertgas 10 Helium und/oder Argon verwendet werden, mit einem Substrat 4 aus porösem Silicium.

Die Vakuumkammer 2 steht mit einer in bezug auf den Gasdiffuserring 7 oberhalb angeordneten Inertgas- Zuführvorrichtung 18 in Verbindung, welche dazu dient, ein Inertgas in das Innere der Vakuumkammer 2 auf die Abscheidungsoberfläche 5 des Substrats 4 zu leiten. Das mit 10 gekennzeichnete, unbehandelte Inertgas tritt durch einen Gaseinlaß 15 in die Inertgas-Zuführvorrichtung 18 ein und wird in einen sich in Strömungsrichtung radial ausweitenden Quarzdom 12 der Inertgas-Zuführvorrichtung 18 ge leitet. Im Quarzdom 12 wird das bislang unbehandel te Inertgas 10 mittels einer allgemein mit 3 be zeichneten Ionisiereinheit in ein ionisiertes Inertgas 11 umgewandelt. Die Ionisiereinheit 3 ent hält einen als Hohlleiter ausgebildeten Mikrowel lenresonator 16, der durch ein Magnetron 13 mit Mikrowellenenergie gespeist wird. Mittels eines Ab stimmelements 14 kann die Hohlraumfrequenz des Mikrowellenresonators 16 auf Resonanz und zur opti malen Anpassung des als Plasma wirkenden ionisier ten Inertgases 11 in bezug auf den Abscheidungspro zeß abgestimmt werden. Der Quarzdom 12 befindet sich im Bereich des Mikrowellenresonators 16 zwi schen dem Magnetron 13 und dem Abstimmelement 14, so daß das sich im Quarzdom 12 befindende und noch unbehandelte Inertgas 10 einem elektromagnetischen Feld des Mikrowellenresonators 16 ausgesetzt ist. Das in den Quarzdom 12 eingeleitete Inertgas 10 nimmt somit von dem elektromagnetischen Feld des Mikrowellenresonators 16 Energie auf und wird in ein ionisiertes Inertgas 11 umgewandelt.

Als Inertgas 10 kann atomar vorliegendes Helium und/oder Argon verwendet werden. Die gebildeten Io nen und Elektronen, insbesondere Heliumionen und/oder Argonionen zusammen mit entsprechenden Elektronen, des ionisierten Inertgases 11 werden in Form eines ausgedehnten Plasmastrahls auf die Ab scheidungsoberfläche 5 des Substrats 4 geleitet. Der zentral auf die Abscheidungsoberfläche 5 des Substrats 4 gerichtete Plasmastrahl wird von dem als Torus ausgebildeten Gasdiffuserring 7 radial umschlossen. Der torusförmige Gasdiffuserring 7 weist eine Wand auf, die mit den feinporigen Gas austrittsöffnungen 17 versehen ist, welche in einem oder zueinander unterschiedlichen Winkeln auf die Abscheidungsoberfläche 5 gerichtet sind. Das durch die Gasaustrittsöffnungen 17 strömende Reaktivgas 9, insbesondere Silan für die Silicium-Epitaxie und Silan in Kombination mit Methan für die Silicium karbid-Epitaxie, kommt gleichzeitig mit dem zentral durch den Gasdiffuserring 7 geleiteten ionisierten Inertgas 11 mit der Abscheidungsoberfläche 5 des Substrats 4 in Kontakt.

Durch die in bezug auf das Reaktivgas 9 separate Ionisierung des Inertgases 10 mittels der Ioni siereinheit 3 wird sichergestellt, daß unerwünschte Gasphasenreaktionen der beiden Gase 9, 10 vermieden werden. Derartige, die epitaktische Schichtabschei dung negativ beeinträchtigende Gasphasenreaktionen würden stattfinden, wenn auch das Reaktivgas 9 gleichzeitig mit dem Inertgas 10 durch die Ioni siereinheit 3 geleitet werden würde. Durch die räumliche und konstruktive Trennung der Gaszufuhr des Reaktivgases 9 und des Inertgases 10, bezie hungsweise des ionisierten Inertgases 11, werden derartige unerwünschte Gasphasenreaktionen vermie den. Diese Trennung kann unterstützt werden durch eine geeignete zeitliche Separation der Zufuhr der beiden Gase 9, 11 in Form einer zueinander abwech selnden und alternierenden Zufuhr des Reaktivgases 9, einerseits, und einer Aktivierung der Ioni siereinheit 3 beziehungsweise Zufuhr des ionisier ten Inertgases 11, andererseits.

Die Abscheidungsoberfläche 5 des Substrats 4 wird vor Zufuhr des Reaktivgases 9 und des ionisierten Inertgases 11 auf eine gewünschte Temperatur, die bis zu maximal 1000°C betragen kann, erhitzt. Dies erfolgt durch eine Heizvorrichtung 20, welche im dargestellten Fall als direkte Heizung im Innern der Substratelektrode 6 ausgebildet ist. Es kann jedoch zum Aufheizen der Abscheidungsoberfläche 5 des Substrats 4 auch eine nicht gezeigte, vorzugs weise in bezug auf das Substrat 4 von unten wirken de, Wärme abgebende Strahlungsheizung eingesetzt werden.

Wenn die Atome oder Moleküle des Reaktivgases 9 und die Ionen des ionisierten Inertgases 11 auf die Ab scheidungsoberfläche 5 des Substrats 4 treffen, wird durch die Einwirkung der durch Stoßionisation angeregten, jedoch chemisch trägen Ionen auf die Abscheidungsoberfläche 5 des Substrats 4 den dort aus der Gasphase adsorbierten Atomen und Molekülen des Reaktivgases 9 Aktivierungsenergie bereitge stellt, welche somit nicht durch die thermische Ak tivierung des erwärmten Substrats 4 geliefert wer den muß. Dabei ist es wichtig, daß durch eine hohe Teilchendichte an Ionen und Elektronen insgesamt genügend Anregungsenergie für die an der Abschei dungsoberfläche 5 adsorbierten und abzuscheidenden Atome/Moleküle bereitgestellt wird, wobei gleich zeitig die Energie individueller Ionen und Elektro nen nicht so groß sein darf, daß eine Beschädigung der Abscheidungsoberfläche 5 des Substrats 4 durch Ionenbombardierung oder die Erzeugung von Kristall defekten in der aufwachsenden Schicht eintritt.

Die Vorrichtung 1 erlaubt somit die Zuführung einer ersten Energiemenge durch Aufheizen des Substrats 4 und somit auch der Abscheidungsoberfläche 5, wobei die erste Energiemenge geringer ist als die zur Ab scheidung der Atome oder Moleküle des Reaktivgases 9 notwendige Energiemenge auf der Abscheidungsober fläche 5. Die zur Abscheidung der Atome oder Mole küle des Reaktivgases 9 fehlende - und eventuell auch eine größere - Energiemenge wird durch zumin dest zeitweise Zuführung eines ionisierten Inertga ses 11 auf die Abscheidungsoberfläche 5 erhalten. Hierbei wird zumindest zeitweise eine zweite Ener giemenge zugeführt, welche durch Einwirken von Io nen des ionisierten Inertgases 11 auf die Abschei dungsoberfläche 5 erhalten wird. Die erste Energie menge und die zweite Energiemenge addieren sich so mit zu einer Gesamtenergiemenge, die zur Abschei dung und Reorganisation von Atomen oder Molekülen aus dem Reaktivgas 9 auf die Abscheidungsoberfläche 5 und zu deren Neuorganisation entsprechend der vorgegebenen Kristallstruktur ausreicht.

Bei der soeben beschriebenen Vorrichtung 1 wird als Mikrowellen-Plasmaquelle vorzugsweise eine nach dem Prinzip der Elektronen-Zyklotronresonanz (ECR) ar beitende Mikrowellen-Plasmaquelle verwendet, bei der im externen Magnetfeld eine Elektronenresonanz mit Mikrowellenfrequenz bewirkt wird, was zu einer besonders effizienten Ionisierung auch bei sehr niedrigen Drücken von weniger als 1 µbar führt. Al ternativ läßt sich als Mikrowellen-Plasmaquelle auch eine Surfatronquelle verwenden, bei der das plasmaerzeugende Mikrowellenfeld in der Grenz schicht zwischen Plasma und Quarzwand geführt wird, so daß sehr ausgedehnte Plasmen in Form eines Plas mastrahls erzeugt werden können. Auf jeden Fall er möglichen es beide Plasmaquellenarten, ein großvo lumiges homogenes Mikrowellenplasma zu erzeugen, dessen Ionen und Elektronen eine nicht zu hohe Energie besitzen, wobei jedoch eine hohe Elektro nen- und Ionendichte bei niedrigem Plasmapotential vorliegt. Wie schon erwähnt, wird auf diese Weise insgesamt genügend Aktivierungsenergie für die auf der Abscheidungsoberfläche 5 zu adsorbierenden Mo leküle beziehungsweise Atome bereitgestellt, ohne daß es zu einer Beschädigung der Abscheidungsober fläche 5 des Substrats 4 durch Ionenbombardierung kommt.

Gemäß einer nicht dargestellten, weiteren alterna tiven Ausführungsform kann eine induktiv gekoppelte Plasmaquelle eingesetzt werden, die im Gegensatz zu den oben beschriebenen Ausführungsformen nicht mit Mikrowellenanregung sondern mit einer Hochfrequenz anregung mittels einer gewickelten Spule, welche ringartig ausgebildet ist und entlang deren Spu lenachse das Inertgas hindurchströmt, arbeitet. Da hohe Spannungen zu einer entsprechenden Beschleuni gung der im ionisierten Inertgas 11 enthaltenen Elektronen und Ionen führt, die eine massive Schä digung der Abscheidungsoberfläche 5 und eine Beein trächtigung der Qualität der dort abgeschiedenen Schicht bewirken können, muß bei Einsatz derartiger Plasmaquellen für eine entsprechende Abschirmung der entstehenden elektrischen Felder gesorgt wer den. Die Vorsehung einer entsprechenden Abschirmung erlaubt somit den Einsatz einer induktiven Plas maquelle zur Erzeugung von Ionen für eine ionenun terstützte chemische Dampfabscheidung (CVD).

Fig. 2 zeigt eine mögliche Anwendung des erfin dungsgemäßen Verfahrens für einen Dünnschicht- Kopierprozeß, bei dem nach epitaktischer Abschei dung einer Dünnschicht 23 auf einem verhältnismäßig teueren Ausgangssubstrat 4 diese epitaktisch abge schiedene Dünnschicht 23 auf ein Billigsubstrat übertragen wird, wodurch das teuere Ausgangs substrat 4 für erneutes epitaktisches Aufwachsen einer Dünnschicht zur Verfügung steht. Das teuere Ausgangssubstrat 4 läßt sich somit für mehrere Pro zeßdurchläufe wiederverwenden.

In Schritt 1 wird das als Ausgangswafer dienende, insgesamt verhältnismäßig teuere Substrat 4 herge stellt, das im wesentlichen aus an sich relativ preiswertem Silicium 21 oder verhältnismäßig teue rem Siliciumkarbid 21 besteht und zumindest an sei ner Oberfläche eine Schicht 22 aus porösem Silicium oder porösem Siliciumkarbid aufweist, bei der es sich um eine nicht-kristalline Oberflächenschicht handelt. In Schritt 2 wird unter Verwendung des er findungsgemäßen Verfahrens zur Niedertemperatur- Epitaxie eine epitaktische Schicht 23 aus Silicium oder Siliciumkarbid auf der Schicht 22 aus porösem Silicium beziehungsweise aus porösem Siliciumkarbid abgeschieden, wobei es sich bei dieser epitakti schen Schicht 23 um eine kristalline Silicium- oder Siliciumkarbid-Schicht handelt. In Schritt 3 wird die in Schritt 2 abgeschiedene epitaktische Schicht 23 (Dünnschicht) nach Bonden auf einem thermisch oxidierten Gegenwafer 24 (oder Glaswafer) von dem als Ausgangswafer dienenden Substrat 4 abgelöst. Auch der Gegenwafer 24 ist aus einem verhältnismä ßig preiswerten Substratmaterial hergestellt. Der aus dem Substrat 4 bestehende Ausgangswafer wird nach jedem Ablösen beziehungsweise Kopieren der epitaktischen Schicht 23 (Dünnschicht) wieder frei. In Schritt 4 wird schließlich das an der epitakti schen Dünnschicht 23 haftende poröse Silicium be ziehungsweise poröse Siliciumkarbid der Schicht 22 entfernt, wodurch ein hochwertiger, kostengünstiger SOI-/SiCOI-Wafer 25 gewonnen wird. Er besteht aus dem Gegenwafer 24 aus relativ preiswertem Substrat material und der an ihm haftenden, hochwertigen, kristallinen, epitaktischen Schicht 23 (Dünnschicht), die vom verhältnismäßig teueren Substrat 4 (Ausgangswafer) durch den oben beschrie benen Kopiervorgang auf das Substrat 24 übertragen wurde. Durch Vorgabe von Sollbruchstellen 26 in der porösen Schicht 22 können dabei gezielte Strukturen vorgegeben werden. Insbesondere lassen sich durch zweidimensional verlaufende Sollbruchlinien (nicht gezeigt) entsprechende zweidimensionale Strukturen auf der angestrebten epitaktischen Schicht 23 er zielen.

Claims

1. Verfahren zur epitaktischen Abscheidung von Ato men oder Molekülen aus einem Reaktivgas auf einer Abscheidungsoberfläche eines Substrats, gekenn zeichnet durch folgende Schritte:
Zuführen einer ersten Energiemenge durch Aufheizen wenigstens der Abscheidungsoberfläche (5), wobei die erste Energiemenge geringer ist als die zur epitaktischen Abscheidung von Atomen oder Molekülen des Reaktivgases (9) auf der Abscheidungsoberfläche (5) notwendige Energiemenge;
Leiten eines ionisierten Inertgases (11) zumindest zeitweise auf die Abscheidungsoberfläche (5) zur zumindest zeitweisen Zuführung einer zweiten Ener giemenge durch Einwirken von Ionen des ionisierten Inertgases (11) auf die Abscheidungsoberfläche (5), wobei die erste Energiemenge und die zweite Ener giemenge sich zumindest zeitweise zu einer Gesamte nergiemenge addieren, die zur epitaktischen Ab scheidung von Atomen oder Molekülen des Reaktivga ses (9) auf die Abscheidungsoberfläche (5) aus reicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die erste Energiemenge und die zweite Energiemenge voneinander zeitlich getrennt der Ab scheidungsoberfläche (5) zugeführt werden.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das ionisierte Inertgas (11) in bezug auf das Reaktivgas (9) ge trennt in Richtung Abscheidungsoberfläche (5) ge leitet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das ionisierte Inertgas (11) gleichzeitig mit dem Reaktivgas (9) auf die Abscheidungsoberfläche (5) geleitet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das ionisierte Inertgas (11) und das Reaktivgas (9) voneinander zeitlich getrennt auf die Abscheidungsoberfläche (5) geleitet werden, wobei jeweils pro Abschei dungszyklus zuerst das ionisierte Inertgas (11) und anschließend das Reaktivgas (9), oder zuerst das Reaktivgas (9) und anschließend das ionisierte Inertgas (11), der Abscheidungsoberfläche (5) zuge führt werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das ionisierte Inertgas (11) und das Reaktivgas (9) voneinander zeitlich getrennt in alternierender Abfolge auf die Abscheidungsoberfläche (5) geleitet werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das ionisierte Inertgas (11) und das Reaktivgas (9) voneinander räumlich getrennt in Richtung Abscheidungsoberflä che (5) geleitet werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionisierung des Inertgases (10) in bezug auf das Reaktivgas (9) separat erfolgt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas (10) mittels einer Mikrowellen-Plasmaquelle (3) ioni siert wird.

10. Verfahren nach eine der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas (10) mittels einr Surfatronquelle ionisiert wird.

11. Verfahren einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas (10) mit tels einer Hochfrequenzanregung, insbesondere einer induktiven Plasmaquelle ionisiert wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat (4) poröses Silicium, als epitaktisch abzuscheidendes Material Silicium, als Reaktivgas (9) Silan oder ein Silangemisch und als Inertgas (10) Helium und/oder Argon verwendet wird, und daß die durch Aufheizen erzielte Temperatur der Abscheidungsober fläche des Substrats etwa 600°C beträgt.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat (4) poröses Siliciumkarbid, als epitaktisch abzuschei dendes Material Siliciumkarbid, als Reaktivgas (9) ein Gemisch aus einem Si-Trägergas, insbesondere Silan, und einem Kohlenwasserstoffträgergas, insbe sondere Methan, und als Inertgas (10) Helium und/oder Argon verwendet wird, und daß die durch Aufheizen erzielte Temperatur der Abscheidungsober fläche des Substrats etwa 800°C bis 900°C beträgt.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat (4) poröses Silicium, als epitaktisch abzuscheidendes Material Si-Ge, als Reaktivgas (9) ein Gemisch aus einem Si-Trägergas, insbesondere Silan, und einem Ge-Trägergas, und als Inertgas (10) Helium und/oder Argon verwendet wird, und daß die durch Aufheizen erzielte Temperatur der Abscheidungsoberfläche des Substrats etwa 800°C bis 900°C beträgt.

15. Vorrichtung zur Abscheidung von Atomen oder Mo lekülen aus einem Reaktivgas auf einer Abschei dungsoberfläche eines Substrats, mit:
einer Heizvorrichtung zur Zuführung einer Ener giemenge in das Substrat durch Aufheizen wenig stens der Abscheidungsoberfläche;
einer Reaktivgas-Zuführvorrichtung zur Leitung des Reaktivgases auf die aufgeheizte Abschei dungsoberfläche des Substrats;
gekennzeichnet durch
eine Ionisiereinheit (3) zur in bezug auf das Reaktivgas (9) separaten Ionisierung eines Inertgases (10);
eine Inertgas-Zuführvorrichtung (18) zur Leitung des ionisierten Inertgases (11) auf die Abschei dungsoberfläche (5) des Substrats (4).

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ionisiereinheit (3) des Inertga ses (10) als eine nach dem Prinzip der Elektronen- Zyklotronresonanz arbeitende Mikrowellen-Plasma quelle ausgebildet ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionisiereinheit (3) des Inertgases (10) als eine Surfatronquelle ausge bildet ist, welche ein ein plasmaerzeugendes Mikro wellenfeld führendes Quarzsurfatron aufweist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionisiereinheit (3) des Inertgases (10) als induktive Plasmaquelle aus gebildet ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktivgas- Zuführvorrichtung (27) einen Gasdiffuserring (7) aufweist, der zwischen einem zur aufgeheizten Ab scheidungsoberfläche (5) des Substrats (4) gerich teten Austritt der Inertgas-Zuführvorrichtung (18) und dem Substrat (4) angeordnet ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdiffuserring (7) in einer in bezug auf die aufgeheizte Abscheidungs oberfläche (5) des Substrats (4) beabstandeten und parallelen Ebene angeordnet ist und das aus dem Austritt der Inertgas-Zuführvorrichtung (18) aus tretende und in Richtung Abscheidungsoberfläche (5) strömende, ionisierte Inertgas (11) umfangsförmig umgibt.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (4) auf einer Substratelektrode (6) liegend angeordnet ist, in deren Innern die Heizvorrichtung (20) angeordnet ist, mittels welcher die von der Substratelektrode (6) abgewandte Abscheidungsoberfläche (5) des Substrats (4) aufheizbar ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (20) eine in der Nähe der Substratelektrode (6) an geordnete, Wärme abgebende Strahlungseinrichtung aufweist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vakuumpumpe (19) mit Druckregelung aufweist, mit der in einer Vakuumkammer (2), in welcher die Abscheidung statt findet, ein Druck insbesondere im Bereich von 0,1 µbar bis 100 µbar erzeugbar ist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Felds über der auf geheizten Abscheidungsoberfläche (5) des Substrats (4) aufweist.