DE2148119A1 - Verfahren zum Herstellen epitaktischer Schichten auf Halbleitersubstraten - Google Patents

Verfahren zum Herstellen epitaktischer Schichten auf Halbleitersubstraten

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Description

25. September 1971 Dr.Schie/E
Docket FI 970 024
Anmelderin: IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen Gesellschaft m.b.H., 7032 Sindelfingen/Württ.
Vertreter: Patentanwalt Dr.-Ing. Rudolf Schiering, 7030 Böblingen/Württ., Westerwaldweg 4
Verfahren zum Herstellen epitaktischer Schichten auf Halbleitersubstraten
Die Erfindung bezieht sich auf das Züchten epitaktischer Schichten auf Halbleitersubstraten. Sie bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren mit dem eine Kontrolle über den Pegel der Störstoffkonzentration in der epitaktischen Schicht oder in einer anderen abgelagerten Schicht gewonnen wird.
Der Ausdruck Epitaxie besagt bekanntlich, daß eine Fortsetzung der Gitterstruktur des kristallinen Substrates zum niedergeschlagenem Material besteht. In der Halbleiterpraxis wird eine Schicht aus Halbleitermaterial konventionell auf ein monokristallines Halbleiterplättchen niedergeschlagen, wobei das Kristallgitter der Schicht in dem Basisplättchen eine Fortsetzung findet. Die aktiven Bereiche der Vorrichtungen werden im allgemeinen in der epitaktischen Schicht gebildet. Das Basisplättchen dient normalerweise mit als Unterlage .
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Beim Herstellen integrierter Schaltungsvorrichtungen ist es üblich, Störstoffe in das Basisplättchen zu diffundieren, um in der epitaktischen Schicht Subko11ektorbereiehe für die Fabrikation von Transistoren zu bilden. Es sei bemerkt, daß während der Anfangsphasen des epitaktischen Niederschlagszyklus aus diesen Bereichen Störstoffe ausdiffundiert werden und sich seitlich über der Oberfläche des Plättchens ausbreiten·
Diese Störstoffe werden der epitaktischen Schicht während des Anwachsens einverleibt. Bei gewissen Bauelementtypen, bei denen das Basisplättchen und die epitaktische Schicht mit derselben Störstofftype dotiert werden, kann der entgegengesetzte, aus der diffundierten Zone ausdiffundierte Störstoff bis zu einem Grade vorhanden sein, der ausreicht, die Dotierung der Zwischenzone abseits der diffundierten Zone zu ändern·
Bei anderen Vorrichtungen, wo der diffundierte Bereich und die epitaktische Schicht vom entgegengesetzten Typ als das Basisplättchen ist, treten Variationen in den spezifischen Widerständen in der epitaktischen Schicht bei niederen spezifischen Widerständen in der Nähe der Übergangszone auf. Dies kann nachteilige Wirkungen bei besonderen AusfühEungsformen der Vorrichtung haben.
Mit der Entwicklung der Halbleitertechnologie wurden die Bauelemente zunehmend miniaturisiert, und die dort einverleibten aktiven als auch passiven waren immer dichter zueinander positioniert. Die durch die Selbstdotierungsphänomene aufgeworfenen Probleme wurden immer ernster·
Dies steht insbesondere im Einklang mit Anmeldungsgegenständen, wo ein Selbstisolationsschema benutzt wird, vgl.
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2U8119
hierzu die amerikanische Patentanmeldung Serial No 875 012 · vom 10. November 1969· In dieser Patentanmeldung ist ein Verfahren beschrieben, bei dem Vorrichtungen in bestimmten Bereichen durch Ausdiffusion eines stark dotierten Gebietes, das im Basisplättchen liegt, gebildet werden. Das Ausdiffundieren geschieht in die epitaktische Schicht hinein.
In solchen Fällen werden die Plättchenbasis und die darüberliegende epitaktische Schicht mit Störstoffen gleichartigen Typs dotiert. Die Selbstdotierung liefert an der Grenzfläche von Plättchen und epitaktischer Schicht dünne ausgedehnte Störstellenbereiche, die sich überlappen können, wenn die Vorrichtungen dicht beieinander sind und dadurch interne unangenehme Kurzschlüsse verursachen.
Das Selbstdotieren verursacht auch Probleme durch Wechsel der Störstellenprofile in der epitaktischen Schicht. Ein spezifisches Beispiel ist die Bildung eines Widerstandes in solch einer epitaktischen Schicht. Eine ungleichförmige Dotierung dieser Schicht bewirkt eine höhere Leitfähigkeit in den Widerständen, was die Verfahrenskontrolle kompliziert .
Es sind zwei Haupttypen für das Verfahren des epitaktischen Niederschiagens aus dem Dampf bekanntgeworden: die Disproportionierungsprozesse und die pyrolythischen Zersetzungsprozesse.
Im Grunde wird bei dem epitaktischen Niederschlag aus der Dampfphase mit Disproportion!erungsreaktion ein Material, welches ein Halbleiter-Bestandteil ist, zu einer Verbindung mit einem Trägerelement oder Material bei einer Temperatur im Niederschlagssystem entwickelt und aus dem Trägermaterial bei einer anderen Tenperatur an dem typisch monokristallinen Substrat ausgelöst oder disproporioniert.
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Bei den pyrolythischen Prozessen wird eine Verbindung, welche den Halbleiter als einen Bestandteil enthält, durch Erwärmung in der Nachbarschicht des Substrates zersetzt, und der Halbleiter-Verbindungsbestandteil des Gitters wächst am Substrat.
Das epitaktische Anwachsen beider Zersetzungen findet typisch bei erhöhten Temperaturen statt. Der epitaktische Niederschlag von Silicium auf einem Siliciumsubstrat tritt normalerweise im Temperaturbereich von 90O0C bis 12000C auf.
Bei der Fabrikation einer integrierten Schaltungsvorrichtung ist es geeignet, eine epitaktische Schicht oder Film auf ein Halbleitersubstrat oder auf diffundierte Gebiete im Substrat niederzuschlagen. Bei der Temperatur, bei der das epitaktische Wachsen auftritt, hat der Störstoff in einem diffundiertem Gebiet einen ausreichenden Dampfdruck, um aus dem diffundierten Gebiet auszudiffundieren.
Wegen aerodynamischer Bedingungen schafft der Hauptgasfluß im Reaktor eine dünne Schicht aus relativ statischem Gas in der unmittelbaren Nachbarschaft der Substratoberfläche. P Einige der ausdiffundierenden Störstoffatome werden eine ausreichende Energie haben, dem Hauptgasstrom beizutreten obgleich es den meisten der Störstoffatome aus dem diffundierten Bereich an ausreichender Energie mangelt, um in diese dünne Grenzschicht einzudringen.
Die Folge ist dann, daß diese Atome in der generell statischen Gasschicht seitlich verteilt werden, da es keine thermischen oder aerodynamischen Beschränkungen für die Seitenbewegung der Atome in dieser Schicht gibt. Dies führt wiederum zu der Möglichkeit, daß sich Störstoffatome auf
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die Oberfläche des Substrates ablagern können und zwar nicht nur über dem diffundiertem Gebiet, sondern auch in den nichtdiffundierten Gebieten oder Substratgebieten.
Dieser Seitentransport der Störstoffatome ist der Tendenz zur Schaffung eines Gleichgewichts der Störstoffkonzentratlon in der Gasphase der Grenzschicht zuzuschreiben, was die epitaktische Schicht oder eine andere niedergeschlagene Schicht zur Selbstdiffusion in wesentlichen Abständen von dem diffundierten Gebiet im Substrat bringt. Die Störstoffkonzentration nimmt natürlich mit der Entfernung vom diffundierten Gebiet ab, sie ist jedoch in wesentlichen Abständen von der diffundierten Zone bedeutsam.
Die Erfindung liefert ein Verfahren zur Bildung einer epitaktischen Schicht derart, daß sie keine unkontrollierte Störstoffkonzentrat!on infolge der Selbstdotierung hat. Die Erfindung kontrolliert oder reduziert bedeutsam das Selbstdotieren aus dem diffundierten Gebiet eines Substrates durch Kappen des diffundierten Bereiches mit einem anfänglichen Wachsen, so daß die Störstoffatome im diffundierten Gebiet nicht aus der diffundierten Zone in Teile der epitaktischen Schicht oder in die nichtdiffundierten Gebiete des Substrates entwdchen können.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Schaffung einer Methode zur Kontrolle des Selbstdiffundierens.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, mit dem das Selbstdiffundieren durch kontrollierte Variationen in den Verbindungen der gasförmigen zur Produktion der epitaktischen Schicht benutzten Reaktionsmischung auf ein Mindestmaß verringert wird. Es wird eine "Kappe" unter Bedingungen gebildet, welche das Einverleiben
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der ausdiffundierten Verunreinigung in der niedergeschlagenen Schicht auf ein Mindestmaß herabsetzt.
Gemäß der Erfindung wird das Selbstdiffundieren "beim epitaktischen Niederschlagen von Halbleitermaterial auf ein Basisplättchen, das eine diffundierte Zone enthält durch Herstellen des anfänglichen Niederschlages bei relativ langsamer Wachstumsgeschwindigkeit auf ein Minimum reduziert. Diese Langsamgeschwindigkeit erreicht man durch Schaffung eines gasförmigen Reaktionsgemisches, das einen b relativ niedrigen Teil der Verbindung eines zur Bildung des Niederschlages auf dem geheizten Substrat verwendeten Halbleitermaterials enthält. Nachdem die kappende Schicht niedergeschlagen worden ist, kann die restliche Schicht bei einer relativ höheren Geschwindigkeit durch Vergrößern der Konzentration der Verbindung des halbleitenden Materials im gasförmigen Reaktionsgemisch niedergeschlagen werden. Die Erhöhung der Wachstumsgeschwindigkeit ist wünschenswert, aber nicht notwendig, um den Gesamt-Hochtemperatur-Verfahrenszyklus zu reduzieren.
Um zusammenzufassen: Das Selbstdotieren wird erfindungsgemäß während des Wachsens einer epitaktischen Schicht auf W einem Halbleitersubstrat durch Verwendung eines gasförmigen Eeaktionsgemisches, das eine anfänglich kappende Schicht mit einer relativ langsamen Niederschlagsgeschwindigkeit absetzt, auf ein Mindestmaß reduziert. Das Reaktionsgemisch enthält einen relativ geringfügigen Teil einer Halbleiterverbindung samt dem Trägergas. Danach wird ein zweites gasförmiges Reaktionsgemisch verwendet, das einen größeren Teil einer Verbindung eines Halbleitermaterials enthält, um den Fiederschlag der epitaktischen Schicht zu Ende zu führen. Dies wird bloß getan, um den Gesamt-Wachstumszyklus zu reduzieren.
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Durch die amerikanische Patentschrift 3 $4-5 222 ist bei einem Halbleiterherstellungsverfahren bekanntgeworden, in einer Verfahrensstufe das molare Verhältnis der Halbleiterverbindung und des Trägergases während des epitaktischen Niederschiagens zu variieren. Diese Variation bringt eine Abnahme des molaren Verhältnisses statt eine Zunahme wie bei der Erfindung. Auch wird mit der Variation ein anderes Ziel verfolgt.
Die Erfindung sei nachstehend an Hand der schematischen Zeichnungen für bevorzugte Ausführungsformen im einzelnen näher erläutert. Aus der folgenden Beschreibung sind weitere Merkmale für Weiterbildungen des Erfindungsgedankens und weitere Aufgabenziele und technische Vorteile zu entnehmen :
Die Figuren 1, 2 und 3 sind eine Folge von Aufriß-Schnittdarstellungen aus einem Halbleiterplättchen-Bruckstück. Es werden hier in dieser Folge die Strukturen in den verschiedenen Verfahrensstufen gezeigt.
Fig. 4 ist eine Aufrißdarstellung im Querschnitt eines Halbleiterbauelements. Sie zeigt die durch das Selbstdiffundieren während des Niederschiagens einer epitaktischen N-Typ-Schicht auf ein Substrat vom P-Typ mit nach bekannten Methoden lokalisierter N+ Diffusion produziertem Profil.
Fig. 5 ist ein Diagramm für die Störstoffkonzentration in Abhängigkeit von der Tiefe. Sie zeigt die Störstellen-profile, welche von der unkontrollierten Belbstdotierung eines eigenleitenden Niederschlages herrühren. Sie gibt einen Vergleich derselben mit dem Profil, das bei dem Verfahren nach der Erfindung gebildet wird.
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Die Fig. 6 ist eine Aufriß-Querschnittsdarstellung eines Halbleiterbauelements, das eine epitaktische Schicht vom P-Typ enthält, die auf ein Substrat vom P--Typ nieder- . geschlagen ist, wobei dieses Substrat lokalisierte diffundierte N+ Gebiete aufweist.
Fig. 7 ist ein Diagramm der StörStellenkonzentration in Abhängigkeit von der Tiefe für Vergleichsprofile für die Subjektmethode und für die bekannten Verfahren des Niederschlagens epitaktischer Schichten.
Fig. 4 zeigt die Konfiguration eines ausdiffundierten Störstoffgebietes in der durch konventionelle bekannte Methoden niederzuschlagenden epitaktischen Schicht vom N-Typ. Wie dort gezeigt, bildet die diffundierte Zone 10, deren Leitfähigkeitstyp zu dem des Basisplättchens 12 entgegengesetzt ist, in der epitaktischen Schicht 14 einen Bereich 15, der lange dünne seitlich sich erstreckende Gebiete 16 über dem Bereich 10 enthält, die an der Grenzfläche 17 zwischen dem Plättchen 12 und der Schicht 14 lokalisiert sind.
Das Gebiet 16 kann bei gewissen Vorrichtungstypen Kurzschlüs-' se zwischen aktiven Elementen verursachen und kann auch die Charakteristiken der Widerstände ändern, wenn man in der Schicht 14 integrierte Schaltungen bildet. In Fig. 5 zeigt die Kurve A das Profil längs der Geraden 5A. Sie zeigt eine relativ starke Störstellenkonzentration in der Nachbarschaft zur Grenzfläche.
Die Fig. 1 zeigt ein monokristallines Plättchen 18, das mit einem Störstoff vom P-Typ dotiert ist. Die diffundierte Zone 20 hat eine relativ hohe Konzentration an Störstoffen vom N-Typ. Auf dem Basisplättchen 18 wird eine dünne epitaktische Anfangsschicht 22 aufgewachsen. Das Plättchen 18
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wird zu diesem Zwecke in einen Epitaxialreaktor gebracht, wo es "bei einer Temperatur in der Größenordnung von 9000O bis 13000O erhitzt wird und wo ein gasförmiges Reaktionsgemisch eingeführt wird, das zum Zersetzen des Halbleitermaterials geeignet ist.
Das gasförmige Gemisch enthält eine Verbindung aus dem Halbleitermaterial und einem Trägergas. Wenn es zum Kontakt mit dem erhitzten Plättchen kommt, wird das Halbleitermaterial sich auf das Plättchen niederschlagen, so daß eine Fortsetzung des Originalkristallgitters des Plättchens entsteht.
Um den Selbstdotierungseffekt während des Niederschiagens der Schicht 22 auf ein Mindestmaß zu reduzieren, wird die Konzentration der Verbindung des Halbleitermaterials im gasförmigen Gemisch auf einen relativ niedrigen Wert von 0,01 bis 0,1 Volumenprozent gehalten. Das Verhältnis des Trägergases zur Verbindung des Halbleitermaterials liegt vorzugsweise im Bereiche von 1000 bis 10 000.
Die resultierende, relativ langsame Wachstumsgeschwindigkeit wird durch den Gebrauch des oben erwähnten, reaktiven, Gemisches erreicht, welches das seitliche Selbstdotieren wesentlich reduziert. Die Niederschlagsgeschwindigkeit liegt im Bereiche von 10 bis 5000 Angström pro Minute.
Die Verbindung des Halbleitermaterials kann aus ^ SiGl^, SiHCl,, GeH^, GeI^ oder einem anderen Halbleiter-Quellenmaterial, z. B. den III-V« oder II-VI«Verbindungen bestehen.
Das Trägergas ist das typische Wasserstoffgas. Man könnte aber auch ein anderes inertes Gas, zum Beispiel Stickstoff, Argon oder dergleichen oder Mischungen von Gasen als Trägergas benutzen· _ 10 -
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Beim Niederschlagen einer Siliciumschicht hat das Plättchen eine Auflage auf einem Susceptor. Dieser kann durch Induktion oder mit anderen Mitteln bei einer Temperatur im Bereiche von 800 bis 1300°C vorzugsweise im Bereiche von 1000 bis 12000G erhitzt werden. Nachdem in der Schicht 22 die wünschenswerte Dicke, vorzugsweise von 2000 bis 5000 Angström, erreicht worden ist, wird das gasförmige Reaktionsgemisch geändert, um die Proportion der Verbindung des Halbleitermaterials auf zwischen 1 und 4 Prozent zu erhöhen. Das Verhältnis des Trägergases zur Verbindung des Halbleitermaterials liegt vorzugsweise im Bereich von 25 bis 100 Volumen des Trägergases zu einem Volumen des Halbleitermaterials.
Diese Mischung führt zu einer bedeutend schnelleren Niederschlagsgeschwindigkeit, die typisch im Bereiche von 1000 bis 10 000 Angström pro Minute liegt. Das Niederschlagen wird fortgesetzt bis die gewünschte Dicke der epitaktischen Gesamtschicht erreicht ist. Diese Dicke hat einen typischen Wert von 1,0 bis 20,0 Mikron. Die Kurve B in Fig. 5 zeigt das Störstellen-Eonzentrati onsprofil längs der Geraden 5B in Fig. 3.
Vergleicht man das Profil B mit A, so ersieht man, daß die abnorm hohe Selbstdotierung über dem Störstellengebiet 20 in der Nähe der Grenzfläche 17 reduziert ist.
Die Fig. 6 zeigt eine epitaktische Schicht 30 vom P-Typ, die auf einem Plättchen 16 vom P-Typ, das mit einer N+ Zone 20 versehen ist, aufgetragen ist. Die Kurve 7A veranschaulicht das im benachbarten Bereich 29 im Schnitt 7A aufgenommene Profil, wenn die Schicht 30 durch das Verfahren nach der Erfindung niedergeschlagen ist. Im Gegensatz hierzu zeigt die Kurve 32 das Profil an, das an derselben Stelle aufgenommen ist, welche vernünftigerweise erwartet werden
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könnte, wenn die alten, bekannten Niedersclilagsmethoden benutzt werden, um die Schicht 30 niederzuschlagen. Es ist festzustellen, daß eine bedeutende Störstellenkonzentration an der Grenzfläche 17 vorhanden ist, wenn von den liormalmethoden Gebrauch gemacht wird.
Die nachstehend aufgeführten Beispiele sollen bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens nach der Erfindung sein. Die Erfindung ist jedoch auf diese Ausführungsformen nicht beschränkt.
Beispiel I
Ein Siliciumplättchen hat einen diffundierten Bereich mit einer Arsen-Störstellenkonzentration an der Oberfläche
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von 2 χ 10 . Dieses Plättchen wurde in einen normalen, horizontalen, offenen Röhrenreaktor auf einem mit Hochfrequenz induktiv beheizbaren Suszeptor angeordnet. Der auf Zimmertemperatur gehaltene Reaktor wurde dann zehn Minuten lang mit Argon gereinigt. Die Durchflußgeschwindigkeit durch die Röhre betrug 10 Liter Argon pro Minute.
Der noch auf Zimmertemperatur gehaltene Reaktor wurde dann mit Wasserstoff zehn Minuten bei einer Durchflußgeschwindigkeit von 20 Litern pro Minute gereinigt.
Dann wurde das Plättchen zehn Minuten lang bei 1175 C in einer V/asser Stoffumgebung gebrannt.
Für das Niederschlagen der epitaktischen Anfangsschicht wurde dem Reaktor eine erste gasförmige Reaktionsmischung zugegeben. Diese Mischung wurde durch Einführen von 20 Liter Wasserstoff pro Minute und 3cm SiCl^, pro Minute erzeugt. Die ITiederschlagsgeschwindigkeit war in der Größenordnung von 0,01 Mikron pro Minute. Nach 7 Minuten und 15 Sekunden wurde die Zusammensetzung des gasförmigen
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Reaktionsgemisches durch Erhöhung der Flußgeschwindigkeit des SiCl^, auf 230 cnr pro Minute geändert.
Das Niederschlagen wurde sieben Minuten lang bei einer Geschwindigkeit in der Größenordnung von 0,5 Mikron pro Minute fortgesetzt. Mach dem Abkühlen wurde das Plättchen geprüft und die Epitaxialdicke gemessen. Es wurde ein Widerstandsprofil für das Gebiet erstellt, das von der diffundierten Zone 3,5 tausendstel Zoll entfernt ist. Dieses zeigte an, daß es an jenem Punkt in der epitaktischen Schicht keine bedeutsame Selbstdotierung gabo
Beispiel II
Der Einfluß der Niederschlagsgeschwindigkeit auf das Selbstdotieren wurde demonstriert durch Niederschlagen epitaktischer Schichten auf getrennte Plättchen, ähnlich dem im Beispiel I beschriebenen Plättchen, bei verschiedenen Geschwindigkeiten.
Ein erstes Plättchen (Wafer) wurde in dem oben beschriebenen Reaktor eingebracht, wobei auch die Anfangsreinigung und die ausgeübte Brennoperation wie im Falle des Beispiels I waren. Ein gasförmiges Ho-SiCl2,-Gemisch mit einer etwas höheren SiCl2, -Konzentration als im Falle des beschriebenen Beispiels I wurde 18 Minuten lang über das au:
führt.
das auf eine Temperatur von 1175 C erhitzte Plättchen ge-
Anschließend wurde das Plättchen gekühlt, die Dicke der niedergeschlagenen Schicht durch Pegeln und Färben gemessen und das Störstellenprofil in einer Distanz von 50 tausendstel eines Zolls vom diffundierten Bereich aufgenommen. Auf die identische Prozedur folgte das Niederschlagen einer Schicht auf das zweite Plättchen, außer daß die gas-
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förmigea Mischung ähnlich, der folgenden, im Beispiel I beschriebenen Mischung war.
Die Mischung wurde über das Plättchen mit einer Dauer von 7 1/2 Minuten geführt. Die Dickenmessungen ergaben eine Epitaxialdicke von 3»3 Mikron bei Jedem Plättchen. Die Niederschlagsgeschwindigkeitfür das erste Plättchen wurde mit 0,18 Mikron pro Minute berechnet. Die Wachstumsgeschwindigkeit für das zweite Plättchen betrug 0,14 Mikron pro Minute.
Ein Vergleich der Störstellenprofile zeigte, daß die " ausdiffundierte Verunreinigung am zweiten Plättchen an einer Stelle/die 50 tausendstel Zoll von der Kante des diffundierten Gebietes entfernt ist, mindestens doppelt' war gegenüber dem ersten Plättchen, wenn auch 50 tausendstel Zoll von der Kante des diffundierten Gebietes entfernt gemessen wurde. Dies zeigte klar, den vorteilhaften Effekt einer reduzierten Wachstumsgeschwindigkeit in Bezug auf eine Herabsetzung der Selbstdotierung auf das Mindestmaß·
Beispiel III
Bei diesem Beispiel wurde derselbe Apparat und dieselben Methoden benutzt, wie sie an Hand des Beispiels II be- Λ schrieben wurden, um den Effekt der Niederschlagsgeschwindigkeit auf das Selbstdotieren zu demonstrieren, wenn man Si H^ verwendet.
Das erste Plättchen wurde 18 Minuten lang einem Gasgemisch ausgesetzt, welches durch Eingabe von 20 Litern Wasserstoff pro Minute und 50 car Si H^ pro Minute in dem Reaktor erzeugt wurde. Das gab eine Wachstumsgeschwindigkeit von etwa 0,2 Mikron pro Minute*
Das zweite Plättchen wurde 7 1/2 Minuten lang einer Gas-
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209SU/1 53
21481Ί9
mischung ausgesetzt, die durch Eingabe von 20 Litern Wasserstoff pro Minute und von 120 cnr Si H^ pro Minute in dem Reaktor erzeugt wurde. Dies ergab eine Wachstumsgeschwindigkeit von 0,5 Mikron pro Minute· Das Plättchen wurde auf eine Temperatur von 1175°C gebracht. Die Niederschlagsgeschwindigkeit des Siliciums auf das erste Plättchen ist bei der Verwendung des vorerwähnten Gasgemisches etwa 2/5 jener Geschwindigkeit, die sich bei dem zweiten Plättchen ergibt, wenn das zweite Gasgemisch benutzt wird. Am zweiten Plättchen, wo der Niederschlag bei einer schnelleren Geschwindigkeit auftritt, ergab sich bedeutend mehr Selbstdotierung.
Patentansprüche
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2098U/153A

Claims (8)

2U8119 Patentansprüche
1.) Verfahren zum Herstellen epitaktischer Schichten auf Halbleitersubstraten durch Niederschlagen aus der Gasphase auf die erhitzte Basis aus monokristallinem Halbleitermaterial, welche Bereiche mit Haibleiterstörstellen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verwendung einer gasförmigen Reaktionsmischung, welche die anfängliche Schicht bei einer relativ niedrigen Niederschlagsgeschwindigkeit epitaktisch niederschlägt, das Selbstdotieren auf ein Mindestmaß reduziert wird, wobei das gasförmige Reaktionsgemisch einen relativ unbedeutenden Teil einer Halbleiterverbindung samt Trägergas enthält, und daß das anschließend benutzte zweite gasförmige Reaktionsgemisch einen größeren Teil einer Verbindung aus Halbleitermaterial enthält, mit dem das epitaktische Gesamt-Hiederschlagsverfahren zu Ende geführt wird.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste gasförmige Reaktionsgemisch ein Trägergas und eine Verbindung des Halbleitermaterials im Verhältnis von lOOC bis 10 000 Volumen des Trägergases zu einem Volumen der Verbindung des Halbleitermaterials enthält.
3·) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite gasförmige Reaktionsmischung ein Trägergas und eine Verbindung des Halbleitermaterials in einem Volumen der Verbindung des Halbleitermaterials enthält·
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2098U/1B3A
2H8119
4-.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des Halbleitermaterials aus einer Gruppe ausgewählt wird, in der Si IL·, Si Cl^,, Si H Cl,, Ge IL und Ge I^ enthalten sind.
5·) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergas aus Wasserstoff besteht.
6.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Basis aus monokristallinem Halbleitermaterial auf eine Temperatur im Bereich von 800 bis 13000C erhitzt wird.
7») Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch, gekennzeichnet, daß mit der ersten gasförmigen Reaktionsmischung eine Wachstumsgeschwindigkeit im Bereich von 0,01 Mikron bis 0,08 Mikron pro Minute erzielt wird.
8.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 71 dadurch gekennzeichnet, daß mit der ersten gasförmigen Reaktionsmischung ein Niederschlag einer epitaktischen Schicht hergestellt wird, dessen Dicke im Bereich von 2000 bis 5000 Angström liegt.
9·) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit der zweiten gasförmigen Reaktionsmischung eine Wachstumsgeschwindigkeit erzielt wird, die im Bereich von 0,1 bis 1 Mikron pro Minute liegt·
2098U/1B3A
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