DE2000096A1 - Verfahren und Vorrichtung zum epitaktischen Anbringen einer Halbleitermaterialschicht auf einer flachen Seite eines einkristallinen Substrats und Produkt,insbesondere Halbleiterbauelement,das durch dieses Verfahren hergestellt ist - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum epitaktischen Anbringen einer Halbleitermaterialschicht auf einer flachen Seite eines einkristallinen Substrats und Produkt,insbesondere Halbleiterbauelement,das durch dieses Verfahren hergestellt ist

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Description

FPHN. k119 Ing. (grafl.) ΠΓΝΤ1IKR M, DA\T» LZJSLi L-Z
Va/WG
"Verfahren und Vorrichtung zum epitaktischen Anbringen einer Halbleitermaterialschicht auf einer flachen Seite eines einkrxstallinen Substrats und Produkt, insbesondere Halbleiterbauelement, das durch dieses Verfahren hergestellt ist".
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum
epitaktischen Anbringen einer Schicht aus einem Halbleiter-
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material, insbesondere einer A B -Verbindung, aus einer das Halbleitermaterial enthaltenden Schmelze, insbesondere einer Lösung einer A B -Verbindung in einer Schmelze des A Elements, auf einer flachen Seite eines einkrxstallinen Substrats, insbesondere zur Herstellung von Halbleiterbauelementen, wobei während der Bildung der Schmelze in einem Tiegel das Material der Schmelze ausser Kontakt mit dem Substrat gehalten wird, wonach durch eine mechanische Bewegung die Schmelze und das Substrat miteinander in Kontakt
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gebracht werden, und durch Abkühlung die epitaktische Schicht abgelagert wird. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens und auf ein einkristallines Substrat mit einer epitaktischen Halbleitermaterialschicht, insbesondere in Form eines Halbleiterbauelements, das durch dieses Verfahren hergestellt ist.
Epitaktisch auf einem einkristallinen Substrat angebrachte Halbleitermaterialschichten werden in der Halbleitertechnik für den Aufbau von Halbleiterbauelementen, und zwar diskreten Halbleiterbauelementen sowie integrierten Schaltungen, verwendet. Das Substrat kann selber aus Halbleitermaterial, z.B. aus dem gleichen Ausgangsmaterial wie die epitaktische Schicht, bestehen. Insbesondere im letzteren Falle setzt sich das Kristallgitter des Substrats in der epitaktischen Schicht fort. Im allgemeinen ist das Kristallgitter der epitaktischen Schicht auf besondere Weise in bezug auf das Kristallgitter des Substrats orientiert. Das Substrat kann auch aus einem einkristallinen Isoliermaterial, z.B. einkristallinem Aluminiumoxyd, bestehen, insbesondere zur Herstellung von Halbleiterbauelementen vom Öünnfilmtyp oder vom sogenannten Flachlandtyp und von integrierten Schaltungen mit gegeneinander isolierten Halbleitermaterialinseln.
Neben einem Verfahren zur epitaktischen Ablagerung des Halbleitermaterials aus der Gasphase, z.B. aus gas-
förmigen Verbindungen durch Pyrolyse, welches Verfahren auch Reaktion mit anderen Gasen, z.B. Wasserstoff, umfassen kann, kann bekanntlich auf einer flachen Seite eines Substrats eine
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epitaktische Schicht aus einer das Halbleitermaterial enthaltenden Schmelze abgelagert werden. Im allgemeinen sind dabei weniger hohe Temperaturen als bei epitaktischer Ablagerung aus der Gasphase erforderlich. Insbesondere bei Halbleitermaterialien, die aus Verbindungen mit einem flüchtigen Bestandteil bestehen, z.B. Halbleitermaterialien
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vom Typ A B , ist diese niedrige Temperatur günstig, während die Anwendung eines geschmolzenen Lösungsmittels eines Halbleiters die Dampfspannung des flüchtigen Bestandteiles weiter herabsetzt. Dies ist insbesondere der Fall, wenn z.B. bei Verwendung einer A B -Verbindung das A Element als Lösungsmittel für die A B -Verbindung verwendet wird. So ist es bekannt, mittels dieser Technik der sogenannten Flüssigkeitsepitaxio eine Oberflächenschicht aus Galliumarsenid hoher Reinheit und grosser Elektronenbeweglichkeit aus einer Lösung von Galliumarsenid in Gallium abzulagern. Beim Durchführen dieses Vorgangs wurde ein kastenförmiger Tiegel verwendet, wobei das Substrat in der Nähe einer Seitenwand auf dem Boden de.^ Tiegels befestigt und das Material zur Bildung dor Schmelze in der Xähe der gegenüberliegenden Wandteile angebracht wurde. Der Tiegel war in einer rohrförmigen Kammer angeordnet, in die eine Schutzgasatmosphäre eingeführt werden konnte. Diese Kammer war in einem Ofen angeordnet, mit dessen Hilfe der Tiegel erhitzt werden konnte. Der Ofen mit der rohrförmigen Kammer und dem Tiegel wurde in eine derart schräge Lage gesetzt, dass der Bodenteil des Tiegels, auf dem das Substrat ange-
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ordnet war, höher zu liegen kann als der Bodenteil, auf dem das zu schmelzende Material sich befand. Diese schräge Lage war derart, dass beim Schmelzen des Galliums das Substrat ausser Kontakt mit der gebildeten Schmelze blieb. Wenn sich eine homogene Schmelze gebildet hatte, die aus einer praktisch gesättigten Lösung von Galliumarsenid in Gallium bestand, wurde der Ofen mit seinem Inhalt derart gekippt, dass die Schmelze auf das Substrat floss, wonach durch gleichmässige Abkühlung die epitaktische Galliumarsenids'chicht sich auf dem Substrat ablagerte. Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, dass zum Durchführen der Kippbewegung eine verhältnismässig schwere Ausführung der Vorrichtung und verhältnismässig grosse Kräfte erforderlich sind. -
Die Erfindung stützt auf die Idee ein bewegbarer Teil im Tiegel zu verwenden, mit dessen Hilfe die unterschiedlichen Materialien und voneinander getrennt werden oder am richtigen Zeitpunkt miteinander in Kontakt gebracht werden und gegebenenfalls während einer beschränkten Zeitdauer miteinander in Kontakt bleiben. Ein Verfahren der eingangs erwähnten Art ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass ein Tiegel mit einem Schieber verwendet wird, wobei durch Verstellung des Schiebers der Kontakt zwischen der Schmelze und dem Substrat hergestellt wird. Für die Verstellung eines derartigen Schiebers werden keine schweren mechanischen Mittel benötigt. Die Verstellung kann mit eiiier einfachen geradlinigen Bewegung erzielt werden, die leicht mit Hilfe von durch die Wand einer gegebenenfalls
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verwendeten Kammer hindurchgeführten Mittel bewirkt werden kann. Bei Verwendung einer rohrförmigen Kammer.und eines Rohrofens können diese Mittel durch ein Ende der rohrför-~ migen Kammer hindurchgeführt sein.
Dabei sei bemerkt, dass bekanntlich zum Anbringen von Legierungskontakten auf Halbleitern mit bewegbaren Teilen versehene Legierungslehren verwendet werden. So ist es bekannt, das aufzulegierende Kontaktmaterial in der Lehre zu schmelzen an einer Stelle, die von dem Halbleiterkörper getrennt ist, wonach man durch das Osffnen eines mit einem Hebel versehenen Hahnes die geschmolzenen Tropfen auf die Halbleiterfläche fallen lässt. Ferner ist es bekannt, zum Ausfüllen von Legierungslehren mit einer grossen Anzahl von Kanälen zum Einführen aufzulegierender Kügelchen eine Füllvorrichtung zu verwenden, die aus einer mit Oeffnungen versehenen Scheibe besteht, deren Dicke derart gering ist, dass jede Oeffnung nur ein einziges Kügelchen enthalten kann. Zum Ausfüllen der Legierungslehre wird die Füllvorrichtung derart angeordnet, dass die Oeffnungen in der Füllvorrichtung nicht über den Kanälen der Lehre liegen, wonach diese Oeffnungen mit je einer Kugel ausgefüllt werden und anschliessend die Füllvorrichtung in bezug auf die Lehre derart verschoben wird, dass die Oeffnungen über den Kanälen zu liegen kommen und die Kügelchen in die betreffenden Kanäle fallen. Auf dieses Weise wird erreicht, dass die Legierungslehre mit nicht mehr als einem einzigen Kügelchen pro Kanal ausgefüllt wird. Die auf diese Weise ausgefüllten Lehren werden dann von der
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Füllvorrichtung getrennt und zum Durchführen des Legierungsvorgangs in einem Ofen angeordnet. Abgesehen von den Tatsachen, dass die Lehre im letzteren Falle keine bewegbaren Teile enthält, die während des Legierungsvorganges verwendet werden, und dass im ersteren Falle kein Schieber, sondern ein drehbarer Hahn verwendet wird, werden bei dem Legierungsverfahren andere Zwecke als beim Anbringen einer aus Halbleitermaterial bestehenden epitaktischen Schicht auf einer flachen Seite eines Substrats angestrebt. Mit dem Legierungsverfahren kann eine örtliche, gleichrichtende oder ohmsche, mit einem Kontaktmetall versehene Elektrode hergestellt werden,wobei eine Legierung mit dem Halbleitermaterial des Körpers gebildet wird und die Legierung in das Halbleitermaterial eindringt. Obgleich bei der Abkühlung das Halbleitermaterial wieder abgelagert wird, und zwar gemäss dem Kristallgitter des Substrats, wird eine vorgeschriebene Dicke dieser Ablagerung nicht angestrebt; diese Ablagerung wird nur einen Teil einer einzigen Elektrode bilden. Für eine derartige örtliche Elektrode wird im allgemeinen eine Menge an aufzulegierendem Material verwendet, die.in bezug auf die Masse des verwendeten Halbleiterkörpers gering ist. Ein Verfahren zum Anbringen einer epitaktischen Schicht auf einer flachen Seite eines Halbleiters bezweckt dagegen, eine Schicht mit verhältnismässig geringer Dicke auf einer verhältnismässig grossen Oberfläche anzubringen, wobei der nach der Bildung der epitaktischen Schicht zurückbleibende Teil der Schmelze entfernt werden soll. Es soll nicht nur eine Schicht mit verhältnismässig geringer
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Dicke, sondern auch ein befriedigender flacher Uebergang mit dem Substrat erhalten werden. Zu diesem Zweck soll der Lösungsgrad des Substratmaterials im allgemeinen niedrig gehalten werden, z.B. derart, dass eine leichte Aetzung der Substratoberfläche erzielt wird. Daher sind die Zusammensetzung der Schmelze und die verwendete Temperatur beim Kontaktieren derart gewählt, dass die Schmelze eine nahezu gesättigte Lösung des abzulagernden Halbleitermaterials ist. Um eine gleichmässige Dicke und eine, in bezug auf Verunreinigungen, homogene.Zusammensetzung in der Dickenrichtung zu erzielen, ist es erforderlich, dass während der Ablagerung bis zu der verlangten Dicke die Temperaturabnahme und die Aenderung in der Zusammensetzung der Schmelze nicht zu gross sind. Im allgemeinen wird eine Menge an Schmelzmaterial verwendet, die in bezug auf das Volumen der abzulagernden Schicht gross ist. Häufig ist daher auch die Menge der verwendeten Schmelze gross in bezug auf das Volumen des Substrats, auf dem die epitaktische Schicht abgelagert werden soll.
Bei dem bekannten Flüssigkeitsepitaxieverfahren wird während der Abkühlung beim Erreichen einer geeigneten Dicke die Schmelze durch Zurückkippen von der Substratoberfläche entfernt. Dabei kann jedoch ein Teil der Schmelze auf der Oberfläche zurückbleiben, der infolge seiner Oberflächenspannung eine runde Oberflächenform erhält oder sogar in Form einiger getrennter Tropfen kontrahieren kann. Daraus kann sich wieder eine weitere ungleichmassige Ablagerung von Halbleitermaterial ergeben, wobei die
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VTiedergewinnung einer gleichmässigen Dicke sich schwer erzielen lässt. Für die später in der epitaktischen Schicht herzustellenden Halbleiterbauelemente ist eine solche gleichmassige Dicke aber erforderlich. Auch in dieser Hinsicht könnte mit einer an sich bekannten Lehre zum Legieren von Kontakten auf Halbleitern, bei der die Kontaktmaterialtropfen bei der erforderlichen Temperatur mit Hilfe eines Hahnes mit der Halbleiteroberfläche in Kontakt gebracht werden, keine Verbesserung erzielt werden. Eine solche Verbesserung lässt sich durch die Verwendung eines Schiebers nach der Erfindung aber wohl erzielen. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird dann nach der Ablagerung der epitaktischen Schicht der Schieber in die Ausgangslage gebracht, wobei das Substrat mit der gebildeten epitaktischen Schicht von wenigstens dem grössten Teil des geschmolzenen Materials getrennt wird.
Die Erfindung ergibt den Vorteil, dass sie
wegen der Einfachheit der Mittel, mit deren Hilfe das erfindungsgemässe Verfahren durchgeführt wird, besonders einfach ist. Da der bewegbare Teil des Tiegels in Form eines Schiebers ein geringes Gewicht und geringe Abmessungen aufweist, ist die Betätigung nicht schwierig und lässt sie sich erforderlichenfalls automatisch regeln. Insbesondere eine geradlinige Bewegung in Richtung auf die Achse einer gegebenenfalls verwendeten rohrförmigen Kammer und eines Rohrofens erleichtert die Betätigung von aussen her, während sowohl das Substrat wie auch das zu schmelzende Material
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axial in einen Rohrofen eingeführt werden kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform enthält
der Tiegel einen Raum zur Aufnahme der Schmelze und einen Raum zur Aufnahme des Substrats, welche Räume beim Anheizen in einer ersten Lage des Schiebers voneinander getrennt sind, wonach diese Räume bei Verstellung des Schiebers miteinander verbunden werden und die Schmelze mit dem Substrat in Kontakt gebracht wird. Der Schieber kann dabei die Form einer dünnen Platte aufweisen, deren seitliche Bemessungen der Innenbemessungen des Tiegels angepasst sind und die durch einen Spalt t| in der Wand des Tiegels hindurchgeführt ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Schieber mit einer Aussparung zur Aufnahme des Substrats versehen, wobei,bei Anheizen, der Schieber in bezug auf den Raum zur Aufnahme des Schmelzmaterials eine Lage einnimmt, in der das Substrat ausser Kontakt mit der Schmelze ist, wonach bei Verstellung des Schiebers der Kontakt zwischen der Schmelze und dem Substrat hergestellt wird. Bei dieser Ausführungsform können sogar im Tiegel zwei Räume für ver- μ
schiedene Schmelzzusammensetzungen vorgesehen sein, wobei diese beiden Räume durch eine Zwischenwand voneinander getrennt sind, welche Zwischenwand,einen Spalt zum Durchlassen des Schiebers enthält.
Wenn das Substrat in eine Aussparung des
Schiebers aufgenommen wird, wird der zusätzliche Vorteil erhalten, dass das Substrat nicht nur ausserhalb des Tiegels, sondern sogar auch ausserhalb des Ofens gehalten werden kann,
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was z.B. wichtig sein kann, wenn das Substrat selber aus einer Verbindung mit einem flüchtigen Bestandteil, z.B.
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einer A B -Verbindung, besteht. Dadurch, dass der Schieber mit einfachen Bewegungen betätigt werden kann, lassen sich die Bewegungen dieses Schiebers automatisch regeln, insbesondere durch eine Programmierung, mit deren Hilfe gleichfalls die Temperatur des verwendeten Ofens geregelt wird.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine
Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung. Diese Vorrichtung ist vorzugsweise mit einem Ofen zur Erhitzung des Materials der Schmelze und mit einer Kammer versehen, in der sich ein Tiegel befindet, der einen bewegbaren Schieber enthält, der mindestens zwei Lagen einnehmen kann, wobei in einer Lage der Raum, in dem das Material geschmolzen wird, von dem das Substrat enthaltenden Raum getrennt ist, und in einer anderen Lage diese Räume miteinander verbunden sind, während ein Betätigungsglied vorgesehen ist, mit dessen Hilfe die Lage des Schiebers in der Kammer geändert werden kann. Nach einer bevorzugten Ausführungsform dieser Vorrichtung wird der das Substrat enthaltende Raum durch eine Aussparung im Schieber gebildet.
Auch bezieht sich die Erfindung auf ein einkristallines Tubstrat mit einer aus Halbleitermaterial bestehenden epitaktischen Schicht, insbesondere in Form eines Halbleiterbauelements, das durch das Verfahren nach der Erfindung hergestellt ist.
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Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Figuren 1 und 2 einen Tiegel mit einem Schieber zur Verwendung bei einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens in zwei Stufen dieses Verfahrens;
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform eines Tiegels
mit einem Schieber zur Verwendung bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens;
Fig. k eine weitere Abart eines Tiegels mit
einem Schieber zur Verwendung bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens.
Der Tiegel nach den Figuren t und 2 hat die Form eines rechteckigen Parallelepipedons.
Dieser Tiegel 1 besteht aus einem geeigneten
feuerfesten Material, das erhebliche Temperaturänderungensoder Temperaturerhöhungen ohne Strukturänderung aushalten kann, z.B. Bornitrid oder Quarz. Auf dem Boden ist ein einkristallines Substrat 2 angebracht, von dem eine Seite mit einer epitaktischen Schicht überzogen werden soll. Ein Schieber 3 aus demselben feuerfesten Material ist bewegbar durch einen Spalt mit entsprechendem Querschnitt geführt und kann im Inneren des Tiegpla über mindestens zwei Riffeln 5 gleiten. Der Schieber liegt in einem Abstand von weniger als 1 mm oberhalb des Substrates 2. Am Ende 6 des bewegbaren Schiebers 3 sind Mittel vorgesehen, mit deren Hilfe der Schieber verstellt werden kann. Im vorliegenden Falle ist eine Oese 7 vorgesehen, in der ein
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Haken 8 angebracht werden kann, der sich am Ende eines Stabes befindet. Bei Verwendung einer nicht dargestellten rohrförmigen Kammer kann dieser Stab durch ein Ende des Rohres hindurchgeführt werden, mit dessen Hilfe der Schieber von aussen her betätigt werden kann.
In der in Fig. 1 dargestellten Stufe des Verfahrens ist der bewegbare Schieber in den Tiegel 1 eingeschoben und dient als Träger der Schmelze 10,die z.B. aus einer Lösung von Galliumarsenid in Gallium besteht. Das Material der Schmelze kann vorher dadurch gebildet sein, dass geschmolzenes Gallium bei 900 C mit Arsen oder Galliumarsenid gesättigt und dann durch Abkühlung erstarrt wird. Der Tiegel 1 wird nun auf die gewünschte Temperatur erhitzt, wobei der Kontakt zwischen dem Substrat und der Schmelze hergestellt wird. Bei Verwendung einer bei 900 C gesättigten Lösung von Arsen (Galliumarsenid) in Gallium wird zu diesem Zweck eine Temperatur von 900 C oder eine um einige C höhere Temperatur gewählt. Beim Erreichen dieser Temperatur wird der Schieber 3 derart weit herausgezogen, dass die Lösung 10 auf das Substrat 2 fällt (siehe Fig. 2). Dann wird die Lösung 10 abgekühlt, damit die epitaktische Schicht sich ablagert.
Die ganze Lösung kann auskristallisiert werden, wobei eine epitaktische Schicht grosser Dicke, z.B. mit einer Dicke von etwa 100 /um, erhalten wird. Im allgemeinen, und zwar insbesondere wenn geringere Dicken der epitaktischen Schicht angestrebt werden, ist es erforderlich, dass,· nach einer gewissen Abkühlung, der zurückbleib, de Teil der Schmelze
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völlig oder wenigstens grösstenteils von der Substratoberfläche entfernt wird. Bei der Vorrichtung nach den Figuren 1 und 2 kann zu diesem Zweck beim Erreichen einer bestimmten niedrigeren Temperatur, bei Verwendung der vorerwähnten Galliumars eni dl ö sung z.B. eine Temperatur von 500 C, der Schieber aus der in Fig. 2 dargestellten Lage wieder in den Tiegel eingeschoben und in die in Fig. 1 dargestellte Lage gebracht werden.
Der grösste Teil der Schmelze kann dann wieder über dem Schieber 3 zu liegen kommen. Zur Erleichterung der HinaufStauung der Schmelze 10 kann an dem in den Tiegel eingeschobenen Ende die Oberseite des Schiebers 3 abgeschrägt sein, so dass dieses Ende keilförmig ist. Im allgemeinen werden Schmelzen eines metallischen Charakters verwendet, die in der Regel eine hohe Oberflächenspannung aufweisen. Dadurch wird das Wegdrücken der Schmelze von der Substratoberfläche zu der Oberseite des Schiebers gefördert.
Der Deutlichkeithalber sind in den Figuren 1
und 2 der Abstand und somit der Raum zwischen dem Schieber und der Substratoberfläche derart gross gewählt, dass es aussieht, als ob der Inhalt dieses Raumes grosser ist als das Volumen der Schmelze. In der Praxis, z.B. hei dem obenerwähnten Abstand zwischen dem Schieber und dem Substrat, ist das Schmelzvolumen aber gross in bezug auf den erwähnten Zwischenraum.
Bei der Vorrichtung nach Fig. 3 entspricht
die Form des Tiegels 11 der des Tiegels nach den Figuren 1 und 2. Der Tiegel 11 enthält das Material der Schmelze 12
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und in erster Linie wird der bewegbare Schieber 13 in der ausgezogenen Lage verwendet, so dass bei der Erhitzung zur Bildung der Schmelze die gebildete Schmelze auf dem Boden des Tiegels 11 zur Anlage kommt. Der bewegbare Schieber ist mit einer Aussparung ^h zur Aufnahme des Substrats 15 versehen. Während der Anheizperiode ist der Schieber 13 in der ausgezogenen Lage, derart, dass das Substrat 15 sich ausserhalb des Tiegels 11 befindet. Die während der Anheizperiode gebildete Schmelze 12, die z.B. aus einer Lösung von Galliumarsenid in Gallium besteht, ruht auf dem Boden des Tiegels, während der Meniskus der Schmelze über den Schieber 13 hinausragt. Wenn die Schmelze die erforderliche Temperatur erreicht hat, wird der Schieber derart weit nach innen geschoben, dass das Substrat 15 in der Aussparung 1^ in die Schmelze zur Anlage kommt, wonach abgekühlt wird. Auch in diesem Falle kann die epitaktisehe Ablagerung beschränkt. werden, und zwar dadurch, dass bei einer gewünschten niedrigen Temperatur der Schieber mit dem Substrat herausgeschoben wird.
Fig. k zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel
eines Tiegels zur Bildung einer epitaktischen Ablagerung aus einer Schmelze auf einem Substrat. Der Tiegel 21 hat wieder die gleiche Form wie der Tiegel in den vorhergehenden Figuren, aber in diesem Falle enthält der Tiegel eine senkrechte Zwischenwand 22, durch die er in zwei Räume geteilt wird. Diese Zwischenwand ist mit einem Spalt 23 versehen, durch den der bewegbare Schieber 2k geschoben werden kann. Die beiden
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Räume im Tiegel zu beiden Seiten der Zwischenwand 22 werden mit Lösungen 25 und 26 ausgefüllt, die verschiedentlich dotiert sind. Durch ihre hohe Oberflächenspannung können die beiden Flüssigkeiten den Spalt 23 nicht passieren, auch nicht, wenn der Schieber Zh derart weit aus dem Tiegel 21 herausgezogen ist, dass er ausserhalb des Spaltes 23 liegt. Der Schieber 2k ist mit einer Aussparung 28 zur Aufnahme des Substrats versehen. Während der Anheizperiode ist der Schieber Zh derart wei't ausgezogen, dass das Substrat 27 ausserhalb des Tiegels liegt. Beim Erreichen einer bestimmten Temperatur kann der Schieber derart hineingeschoben werden, dass das Substrat mit der Schmelze 25 in Kontakt gebracht wird. Nachdem dadurch während der ersten Abkühlung eine epitaktische Schicht von einem bestimmten Leitungstyp gebildet worden ist, kann der Schieber 2h weiter hineingeschoben werden, derart, dass das Substrat 27 nun durch den fpa.lt in die Schmelze 26 gelangt, aus der eine epitaktische Schicht vom entgegengesetzten Leitungstyp während einer nächsten Abkühlungsperiode abgelagert werden kann. Durch wiedeiholilte Verstellung des Schiebers
24 können nacheinander Schichten von verschiedenen Leitungstypen auf dem Substrat 27 abgelagert werden, wonach beim Erreichen einer bestimmten Temperatur der Schieber 2h derart ■weit herausgeschoben wird, dass das Substrat 27 ausserhalb des Tiegels 21 gelangt, wonach das Ganze abgekühlt wird. Es ist einleuchtend, dass die Zusammensetzungen der Schmelzen
25 und 26, insbesondere in bezug auf den Zusatz von Donatoren und/oder Akzeptoren oder sogar in bezug auf das Lösungsmittel
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und das darin gelöste Halbleitermaterial, auf andere Weise verschiedentlich gewählt werden können. Z.B. können grundsätzlich Schichten vom gleichen Leitungstyp, aber mit verschiedener Leitfähigkeit, abgelagert werden, z.B. dadurch, dass eine gleiche Verunreinigung in verschiedenen Konzentrationen den Schmelzen 25 und 26 zugesetzt wird.
Es dürfte einleuchten, dass sich die Erfindung
nicht auf die obenbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung noch viele Abarten möglich sind.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1. Verfahren zum epitaktischen Anbringen einer
    III V Schicht aus einem Halbleitermaterial, insbesondere eine A B-Verbindung,-aus einer Schmelze, die das Halbleitermaterial
    III V enthält, insbesondere einer Lösung einer A B -Verbindung in einer Schmelze des A -Elements, auf einer flachen Seite eines einkristallinen Substrats, insbesondere zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und integrierten Schaltungen, wobei während der Bildung der Schmelze in einem Tiegel das Material der Schmelze ausser Kontakt mit dem Substrat gehalten wird, wonach durch eine mechanische Bewegung die Schmelze und das Substrat miteinander in Kontakt gebracht werden und durch Abkühlung die epitaktische Schicht abgelagert wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tiegel mit einem Schieber verwendet wird, wobei durch Verstellung des Schiebers der Kontakt zwischen der Schmelze und dem Substrat hergestellt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Ablagerung der epitaktischen Schicht der Schieber in die Ausgangslage gebracht wird, wobei das Substrat mit der gebildeten epitaktischen Schicht von wenigstens dem grössten Teil des geschmolzenen Materials getrennt wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tiegel einen Raum für die Schmelze und einen Raum für das Substrat enthält, welche Räume während der Anheizperiode bei einer ersten Lage des Schiebers voneinander getrennt sind, wonach bei der Verstellung des Schiebers diese Räume miteinander verbunden werden und die Schmelze mit dem Substrat in Kontakt gebracht wird.
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    k. Verfahren nach Ansprucn 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber mit einer Aussparung zur Aufnahme des Substrats versehen ist, wobei während der Anheizperiode der Schieber in bezug auf den das Schmelzmaterial enthaltenden Raum eine Lage einnimmt, in der das Substrat ausser Kontakt mit der Schmelze ist, wonach bei Verstellung des Schiebers der Kontakt zwischen der Schmelze und dem Substrat hergestellt wird.
    5· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Tiegel zwei Räume für verschiedene Schmelzzusammensetzungen enthält, die durch eine Zwischenwand voneinander getrennt sind, welche Zwischenwand einen Spalt zum Durchlassen des Schiebers enthält.
    6. Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Ofen zur Erhitzung des Materials der Schmelze und eine Kammer enthält, in der sich ein Tiegel befindet, der mit einem bewegbaren Schieber versehen ist, der mindestens zwei Lagen einnehmen kann, wobei in einer Lage der Raum, in dem das Material geschmolzen wird, von dem Raum für das Substrat getrennt ist, und in einer anderen Lage diese Räume miteinander verbunden sind, während ein Betätigungsglied vorgesehen ist, mit dessen Hilfe die Lage des Schiebers, wenn in der Kammer, geändert werden kann.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn-
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    zeichnet, dass der Raum für das Substrat durch eine Aussparung im Schieber gebildet wird.
    9. Einkristallines Substrat mit einer aus Halbleitermaterial bestehenden epitaktischen Schicht, das durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellt ist.
    10. Halbleiterbauelement nach Anspruch 9·
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    Auszug:
    Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum epitak-
    tischen Anbringen einer Schlicht aus Halbleitermaterial auf der flachen Seite eines einkristallinen Substrats aus einer Schmelze, die das Halbleitermaterial enthält, wobei ein Tiegel mit einem Schieber verwendet und der Kontakt zwischen der Schmelze und dem Substrat durch Verstellung dieses Schiebers hergestellt wird. Der Schieber kann einen Raum, in dem die Schmelze gebildet wird, und einen Raum, in dem sich das Substrat befindet, voneinander trennen. Auch kann der Schieber mit einer Aussparung zur Aufnahme des Substrats vorgesehen sein·
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    L e β r S e ί t e
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