DE2460211A1 - Verfahren und anordnung zur aufbringung von polykristallinem silicium im vakuum - Google Patents

Verfahren und anordnung zur aufbringung von polykristallinem silicium im vakuum

Info

Publication number
DE2460211A1
DE2460211A1 DE19742460211 DE2460211A DE2460211A1 DE 2460211 A1 DE2460211 A1 DE 2460211A1 DE 19742460211 DE19742460211 DE 19742460211 DE 2460211 A DE2460211 A DE 2460211A DE 2460211 A1 DE2460211 A1 DE 2460211A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
silicon
tube
furnace
flow
platelets
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19742460211
Other languages
English (en)
Other versions
DE2460211B2 (de
Inventor
Jerry Lee Chruma
Paul Garland Hilton
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Motorola Solutions Inc
Original Assignee
Motorola Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Motorola Inc filed Critical Motorola Inc
Publication of DE2460211A1 publication Critical patent/DE2460211A1/de
Publication of DE2460211B2 publication Critical patent/DE2460211B2/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/32055—Deposition of semiconductive layers, e.g. poly - or amorphous silicon layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/24—Deposition of silicon only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02532—Silicon, silicon germanium, germanium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00—Metal treatment
    • Y10S148/006—Apparatus
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00—Metal treatment
    • Y10S148/122—Polycrystalline

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Description

O.E.Weber D-8 München 71
Patentanwalt Hofbrunnstraße 47
Telefon: (089)7915050
Telegramm: monopolweber münchen
M 110
MOTOROLA, INC.
Verfahren und Anordnung zur Aufbringung von polykristallinem Silicium im Vakuum
Die Erfindung "betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Aufbringung von polykristallinem Silicium im Vakuum.
Es ist bekannty polykristallines Silicium auf Plättchen in einem Ofen mit einer Heißwand aufzubringen, wobei Stickstoff als Trägergas verwendet wird und Siliciumtetrahydrid als Quelle für Silicium dient. Der Ofen wird mit einem Wärmeprofil ausgestattet, welches die Form einer Rampe aufweist, wobei das Wärmeprofil auf der Quellenseite beginnt und zu der Austrittsseite der Röhre hin ansteigt. Das Profil jedes Ofens ist unabhängig gestaltet derart, daß ein
S09845/0667
Ausscheidungsprofil vorhanden ist, welches sich auch als Niederschlagsprofil bezeichnen läßt, so daß eine möglichst gleichförmige Mehrfachablagerung sowohl in bezug auf die jeweilige Vorder- und Rückseite als auch hinsichtlich der seitlichen Anordnung innerhalb des Systems erzeugt wird.
Es entspricht der herkömmlichen Praxis, ein Quarzschiffchen in dem Niederschlagsbereich des Ofens anzuordnen und Plättchen seitlich nebeneinander mit einer Hauptfläche derart auf das Schiffchen zu legen, daß die Beschichtung mit polykristallinem Silicium auf der gegenüberliegenden und nach oben gedrehten zweiten Hauptfläche erfolgt. Weil die Plättchen auf ihre flachen Flächen gelegt werden, passen etwa 12 bis 20 Plättchen gleichzeitig in die Niederschlagszone des Ofens. Normalerweise werden zwei Reihen von Plättchen auf das Schiffchen gelegt. Das Beschichtungsprofil des polykristallinen Materials auf dem Plättchen erscheint glockenförmig, wenn es entlang einer geraden Linie quer über das Plättchen ermittelt wird, und zwar senkrecht zu der Strömung des Gases. Dies bedeutet, daß in der Mitte des Plättchens das polykristalline Material am dicksten ist und an den Rändern des Plättchens am dünnsten. Normalerweise wird eine durchschnittliche Dicke von 4500 & gewählt, wobei die dickste Materialschicht in der Mitte etwa 6000 £ beträgt und die Dicke in den Randbereichen bei etwa 3000 S. liegt. In der Praxis kann der Mittelabschnitt mit 6000 2. für die Herstellung von bestimmten Einrichtungen auf dem Plättchen zu dick sein, während die polykristalline Siliciumschicht mit 3000 i für eine erfolgreiche Herstellung entsprechender Einrichtungen zu dünn sein kann. Demgemäß werden in dem Zwischenbereich, in welchem die Dicke der polykristallinen Schicht typischerweise etwa 4500 2. beträgt, einige Einrichtungen hergestellt, die weiterzuverarbeiten sind. Ein dritter Nachteil bei diesem System besteht darin, daß die Plättchen von der Austrittsseite her in den Ofen eingebracht werden, wobei das braune, pulvrige Silicium-
509845/0667
246021
material oftmals von den Wänden auf das Plättchen herunterfällt, wenn es aus dem Ofen herausgenommen wird oder in den Ofen hineingebracht wird. Der Aufbau von solchem pulverisiertem Siliciummaterial auf der Quarzröhre erfolgt derart rasch, so daß normalerweise maximal 10 bis 20 Durchgänge mit derselben Quarzröhre ausgeführt werden können. Wenn die Quarzröhre aus dem Ofen herausgenommen wird, um gereinigt zu werden, ist der Ausdehnungskoeffizient zwischen dem Quarz und dem Silicium so groß, daß die Quarzröhre zerbricht und ein neues Mittelstück mit den nicht zerbrochenen Teilen vereinigt werden muß, um diese beiden Endteile der Röhre weiter zu verwenden.
Kurz zusammengefaßt, bekannte Verfahren zur Beschichtung von Plättchen mit polykristallinem Material leiden unter dem Nachteil eines geringen Durchsatzes, d.h. 12 bis 20 Plättchen gleichzeitig, weiterhin besteht der Nachteil, daß die Ablagerung des Materials derart ungleichförmig erfolgt, daß die Dicke um + 1500 S über die Fläche der Plättchen schwankt, und es bestehtveiterhin der Nachteil, daß die Plättchen von der Austrittsseite der Röhre her eingebracht werden, wobei sie der Gefahr ausgesetzt werden, daß pulvriges Siliciummaterial auf die Plättchen fällt, welches von den Wänden herunterfällt, und zwar entweder vor der Beschichtung mit polykristallinem Silicium oder nach einer solchen Beschichtung. Durch eine derartige Ablagerung von körnigem Silicium wird der benachbarte Bereich für die Herstellung von Einrichtungen bzw. Bauelementen unbrauchbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anordnung zum Aufbringen einer Schicht aus polykristallinem Silicium zu schaffen, wobei die obigen Nachteile überwunden sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Patentbegehren niedergelegten Merkmale. Allgemein bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Anordnung zur Ablagerung von polykristallinem Silicium auf einem Substrat in einer geheizten Röhre, wobei eine gasförmige'Quelle und ein Vakuum verwendet
5098 AB/0667 . " -
werden, und insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einem Verfahren und einer Anordnung zur Aufbringung von polykristallinem Silicium auf ein Substrat in einer geheizten Röhre, wobei Siliciumtetrahydrid als Gasquelle verwendet wird und ein Vakuum eingesetzt wird.
Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil erreichbar, daß durch Verwendung einer Ofenröhre mit einer Heißwand, welche ein flaches Temperaturprofil in der heißen Zone der Röhre aufweist, eine gleichförmige Dicke von abgelagertem polykristallinem Silicium über den größten Teil der Oberfläche des Plättchens gewährleistet ist.
Weiterhin ist gemäß der Erfindung der Vorteil erreichbar, polykristallines Silicium aus Silan in einer Ofenröhre mit einer Heißwand mit wesentlich verbesserter Gleichförmigkeit gegenüber bekannten Anordnungen abzulagern.
Weiterhin wird es gemäß der Erfindung ermöglicht, polykristallines Silicium aus Silan mit einer gleichförmigen Rate über ein Plättchen verteilt abzulagern, wobei von einem Rand eines einzelnen Plättchens zu dem anderen Rand eine Toleranz von besser als 500 Ä erreichbar ist.
Weiterhin ist gemäß der Erfindung der Durchsatz durch eine Ofenröhre mit einer Heißwand besonders hoch.
Weiter kann gemäß der Erfindung polykristallines Silicium in einer Röhre mit einer Heißwand in der Weise auf Plättchen aufgebracht werden, daß die Plättchen eine gleichförmige Dicke von polykristallinem Silicium über einen besonders großen Bereich aufweisen.
Gemäß der Erfindung wird es weiterhin ermöglicht, die zu beschichtenden Plättchen auf einen Rand zu stellen und sie somit senkrecht zu der Strömung des Quellengases anzuordnen, so daß die Plättchen dadurch überraschend dicht gepackt
509845/0667
angeordnet werden können.
Weiterhin erweist es sich gemäß der Erfindung als vorteilhaft, polykristallines Silicium auf viele verschiedene Substrate aufbringen zu können, wie sie bei der Herstellung von Halbleitereinrichtungen verwendet werden, und zwar bei Temperaturen über 600 C, beispielsweise auf Silicium, Germanium, Saphir, Spinell, Keramik, Siliciumdioxid und feuerfeste Metalle wie Wolfram oder Molybdän.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, polykristallines Silicium in einer geheizten Röhre in der Weise aufzubringen, daß das Verfahren von der Heizeinrichtung der Röhre unabhängig ist, so daß eine Heizeinrichtung wie eine Hochfrequenzheizung, eine Widerstandsheizung oder eine Strahlungsheizung wahlweise verwendet werden kann.
Weiterhin können gemäß der Erfindung zur Ablagerung von polykristallinem Silicium auf einem Substrat verschiedene Gasquellen verwendet werden, beispielsweise Silan, SiCIpHp, SiClH, und SiCl...
D 4 ■ .
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, polykristallines Silicium gemäß der Erfindung in einer evakuierten geheizten Röhre auf ein Substrat aufzubringen und eine gasförmige Quelle zu verwenden, wobei der Abstand der Plättchen auf ein Minimum gebracht ist, um den Durchsatz zu erhöhen.
Gemäß der Erfindung werden somit ein Verfahren und eine Anordnung geschaffen, welche zur Ablagerung von polykristallinem Silicium aus Silan in einem Vakuum dienen. Bei diesem Verfahren wird eine gasförmige Quelle verwendet, und es wird eine Einrichtung eingesetzt, um eine gleichförmige Gasströmung in
509845/0687
die Beschichtungskammer zu gewährleisten. Die Beschichtungskammer besteht aus einem Ofen mit einer Heißwand. Die Beschichtungszone oder Niederschlagszone wird auf einer möglichst gleichförmigen Temperatur gehalten. Die bevorzugte Temperatur beträgt 6000C, wobei sich ein Arbeitsbereich zwischen 60O0C und 7000C erstreckt. Während die Niederschlagszone ein flaches Temperaturprofil aufweist, zeigt auch die Ablagerungsrate über die Länge der Röhre eine abgeflachte Kurve. Dies bedeutet, daß im Quellenbereich und im Austrittsbereich der Röhre die Ablagerungsraten von der Rate in dem mittleren abgeflachten Bereich verschieden sind. Das Schiffchen, auf welches die Plättchen gelegt werden, ist innerhalb des Mittelabschnittes der Kurve entlang ihrem flachsten Teil angeordnet. Plättchen werden senkrecht zu der Gasströmung angeordnet, wobei ein bevorzugter Abstand im Mittelpunkt etwa 1,27 mm (50 mils) beträgt und wobei Plättchen mit einer Dicke von etwa 0,50 mm (20 mils) verwendet werden. Die Plättchen werden von der Quelleneingangsseite her in die Röhre eingebracht. Auf der Gasaustrittsseite ist zwischen der Röhre und der Vakuumpumpe ein optischer Schirm angebracht. Die Aufgabe des optischen Schirms besteht darin, nicht abgelagertes Silanmaterial und Silicum-Nebenprodukte aufzunehmen, welche durch die Röhre hindurchgehen. Das nicht zur Beschichtung verwendete Silanmaterial erscheint in der Form eines braunen Staubes, der aus körnigem Silicium und Siliciummonoxid gebildet ist. Dieses körnige Material sammelt sich um die Austrittsseite der Röhre und auf dem Schirm an.
609845/0687
Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Standardeinrichtung zur Durchführung einer Beschichtung mit polykristallinem Silicium,
Pig. 2 das Temperaturprofil, welches in der Einrichtung gemäß Fig. 1 verwendet wird,
Fig. 3 eine Beschichtungskurve, wie sie normalerweise bei der in der Fig. 1 dargestellten Einrichtung auftritt,
Fig. 4 eine Draufsicht auf ein typisches Plättchen von etwa 5 cm.* wobei die Schattierungslinien die ungleichförmige Beschichtung mit polykristallinem Silicium in einem System gemäß Fig. 1 darstellen,
Fig. 5 ein Dickenprofil entlang der linie 5-5 des Plättchens gemäß Fig. 4, welches senkrecht zu dem Weg der Gasströmung angeordnet ist,
Fig. 6 eine Vielzahl von Dickenprofilen entlang der Linie 6-6 des Plättchens gemäß Fig. 4, wobei diese Profile entlang dem Weg der Gasströmung an verschiedenen Stellen in der Röhre angeordnet sind,
Fig. 7 eine schematische Darstellung der Einrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 8 das Temperaturprofil der in der Fig. 7 dargestellten Einrichtung,
Fig. 9 das Beschichtungsprofil bei einer ausgewählten Temperatur,
50984 5/0667
Fig. 10 eine Vielzahl von Stellen auf einem Plättchen, welches mit verschiedenen Dicken an polykristallinen! Silicium beschichtet ist, wenn die Plättchen eng benachbart zueinander auf dem Schiffchen angeordnet sind,
Fig. 11 das Querschnittsprofil der polykristallinen dünnen Schicht entlang den Linien R-E, S-S und T-T, welche in der Fig. 10 angegeben sind, und die dünnen Schichten, welche in der in der Fig. 7 dargestellten Einrichtung erzeugt werden, wobei die Plättchen etwa einen Abstand von 76 mm (3000 mils) voneinander hatten,
Fig. 12 eine Vielzahl von Stellen auf einem Plättchen, welches mit einer im wesentlichen gleichförmigen Dicke aus einem polykristallinen Siliciummaterial über im wesentlichen den gesamten Bereich des Plättchens beschichtet ist, wobei das Plättchen von dem nächsten benachbarten Plättchen etwa 1,27 mm (50 mils) -Ln den Mittelpunkten entfernt war, wobei Plättchen mit einer Dicke von etwa 0,25 mm (20 mils) verwendet wurden,
Fig. 13 das Querschnxttsprofil der Dicke der polykristallinen dünnen Schicht über die Linien X-X und Y-Y gemäß Fig. 12, und zwar eines Plättchens, welches in einen Ofen gemäß Fig. 7 gebracht wurde, wobei der Abstand zwischen den Mittelpunkten der Plättchen etwa 1,27 mm (50 mil) betrug und die Plättchen etwa 0,52 mm (20 mils) dick waren, und
Fig. 14 die maximalen Schwankungen des aufgebrachten polykristallinen Siliciums über die Plättchenoberfläche als Funktion des Abstandes der Plättchen.
509845/0667
Bei dem in der Fig. 1 dargestellten bekannten System zur Aufbringung von polykristallinen! Silicium ist eine Stickstof fgasquelle 1 dargestellt, welche als Quelle für das Trägergas Stickstoff des Systems dient, und eine Quelle 3 für Siliciumtetrahydrid, was als Quelle für Silicium dient. Die Ofenröhre 5 kann durch Widerstands-Heizspulen 7 aufgeheizt werden, welche derart eingestellt sind, daß sie ein Temperaturprofil gemäß Fig. 2 liefern. Dieses Temperaturprofil wurde in Kombination mit dem Beschichtungsprofil gemäß Fig. 3 derart gewählt, daß das höchste Maß an Gleichförmigkeit einer polykristallinen Beschichtung auf den Plättchen 9 erreicht wird, welche innerhalb des Niederschlagsbereiches der EÖhre angeordnet sind, wie es durch die Linie 11 in der Fig. 1 angegeben ist. Der Niederschlagsbereich ist derjenige Bereich der Röhre 5, bei welchem sich das polykristalline Silicium aus der durch die Röhre verlaufenden Gasströmung ausscheidet bzw. ablagert. Die Temperatur innerhalb des Ofens ist derart gewählt, daß Siliciumtetrachlorid zerfällt, wodurch eine Abscheidung von Silicium aus der Gasströmung auf die darunter angeordneten Plättchen hervorgerufen wird. Eine Draufsicht auf ein solches Plättchen mit darauf abgelagertem polykristallinem Silicium ist in. der Fig. 4 dargestellt, während ein Querschnitt durch das Plättchen entlang den Linien 5-5 senkrecht zu der Gasströmung in der Fig. 5 dargestellt ist und die Dickenschwankungen über ein einzelnes repräsentatives Plättchen darstellt. Die Beschichtung der Plättchen ist in der Mitte am stärksten und nimmt allmählich auf einen dünnsten Bereich an dem Rand der Plättchen ab. Die Fig. 6 zeigt die Schwankung in der Dicke des polykristallinen Siliciums, welche von der Anordnung des Plättchens innerhalb der Niederschlagszone 11 abhängt.
Die Fig. 2 zeigt das Temperaturprofil der bekannten Beschichtungsröhre. Der Temperaturverlauf weist die Form einer Rampe auf, welche bei 625°C an der Quellenseite der mit A bezeich-
509845/0667
neten Niederschlagszone beginnt. Der mittlere Teil B der Niederschlagszone ist auf 650 C eingestellt, während die Austrittsseite G der Niederschlagszone auf 675°C gehalten ist.
Die Fig. 3 zeigt das Beschichtungs-Dickenprofil als ein Maß der Stellung der Plattchenoberflache in der Niederschlagszone. Diese Figur zeigt eine Schwankung von zuerst plus 3000 α und dann minus 3000 α entlang der Niederschlagszone. Die Quellenseite der Niederschlagszone A zeigt eine Dicke von 3000 a, während der mittlere Punkt B eine Dicke von 6000 α aufweist und die Austrittsseite eine Dicke von 3000 Ä hat. Während es möglich ist, Einrichtungen zu bauen, bei welchen die Dicke des polykristallinen Siliciums über den gesamten Bereich gemäß Fig. 3 ausgebildet ist, ist es vom kommerziellen Standpunkt aus unpraktisch, die individuelle Form gemäß der Dicke zu identifizieren und zu sortieren. Es ist nicht ungewöhnlich, einige hundert Formen für ein Plättchen zu haben. Die tatsächliche Identifizierung und das entsprechende Sortieren dieser Formen ist zu kostspielig. Weiterhin ist das Profil ein typisches Profil für einen festen Lauf von 30 Minuten. Längere oder kürzere Läufe würden unterschiedliche Anzahlen ergeben. Weiterhin würden auch andere Faktoren wie Durchflüsse und Temperaturen von einem Lauf zum anderen verschiedene Anzahlen ergeben, wenn sich geringfügige Unterschiede bei den Parametern eines solchen Laufes zeigen.
Die Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf ein typisches Plättchen von etwa 5 cm. Plättchen mit größeren oder kleineren Abmessungen würden ähnlich geformte Profile in allen Darstellungen zeigen, und zwar sowohl bei bekannten Systemen als auch beim erfindungsgemäßen System. Das Quellengas strömt in der Fig.4 von links nach rechts.
09845/0687
Die J1Ig. 5 zeigt die Schwankung der polykristallinen Beschichtung quer über ein einzelnes Plättchen entlang einer Linie, welche senkrecht zu der Quellengasströmung verläuft. Diese Figur zeigt, daß die Schichtdicke mit X Angström bezeichnet ist. Diese Schichtdicke wird in der Mitte Q des Plättchens um etwa 500 S übertroffen, und die* tatsächliche Dicke fällt an beiden Rändern P und E des Plättchens um etwa 1000 S. ab.
Die Fig. 6 zeigt die Schwankung der Dicke des polykristallinen Siliciums quer über das Plättchen, und zwar entlang der Richtung der Gasströmung in der Mitte N eines Plättchens und an dem ersten Rand M sowie an dem hinteren Rand 0, was von der Anordnung des Plättchens in der Niederschlagszone 11 abhängt. Die Kurve C zeigt eine im allgemeinen abnehmende Dicke für ein Plättchen, welches an der Austrittsseite angeordnet ist. Die Kurve B zeigt eine konkave Veränderung für die Mitte der Niederschlagszone. Die Kurve A zeigt eine im allgemeinen ansteigende Dicke für Plättchen, welche auf der Quellenseite der Röhre angeordnet sind.
Im Betrieb wird eine mittlere Dicke von etwa 4500 S. ausgewählt, so daß der dickste Abschnitt des Plättchens entlang der Linie 6-6 gemäß Fig. 4 etwa 6000 & dick ist, wie es in der Fig. 3 dargestellt ist", während der dünnste Teil des Plättchens entlang der Linie 5-5 gemäß Fig. 3 etwa 3000 2. dick ist. Diese Veränderung in der Dicke garantiert, daß bestimmte Bereiche des Plättchens eine optimale Dicke des polykristallinen Materials bei 4500 & aufweisen. Bei der optimalen Dicke können bestimmte verwendbare Bereiche auf dem Plättchen erzeugt werden« Es hat sich jedoch gezeigt, daß 3Q00 ä zu dünn sein können und 6000 2. zu dick sein können, um eine nutzbare Leistung der Einridtung zu gewährleisten.
Demgemäß ist es wünschenswert, eine polykristalline Schicht mit einer optimaleren Dicke über einen größeren Teil des Plättchens
509845/06 6-7
zu erzeugen. Bei dem in der Fig. 1 dargestellten System können nur 12 bis 20 Plättchen gleichzeitig durch das System hindurchgeführt werden, weil die Größe der Röhre und die Größe
der Niederschlagszone keine größere Anzahl zulassen. Weil die Plättchen auf einer Hauptfläche liegen müssen, wenn das polykristalline Material aus der Gasströmung auf die obere oder
die gegenüberliegende Hauptfläche eines Substrats niedergeht, besteht die geometrische Begrenzung des Systems auf 12 bis 20 Plättchen.
Ein weiterer Nachteil des in der Fig. 1 dargestellten Systems ist die Tatsache, daß die Plättchen durch die Austrittsseite
13 der Röhre eingebracht werden. Wenn die Plättchen eingebracht werden ebenso wie dann, wenn die Plättchen herausgenommen werden, fällt etwas von dem pulvrigen Siliciummaterial von den Wänden der Röhre auf der Seite 13 ab und wird auf den Plättchen abgelagert. Dies bedeutet, daß irgendein polykristallines Material, welches über dieses pulvrige Siliciumteilchen hinweggewachsen ist, zur Ausbildung der Ha." "bleitereinrichtungen ungeeignet wäre. Außerdem würden irgendwelche Teilchen
von pulvrigem Silicium, welche auf eine neu gewachsene polykristalline Schicht auffallen, die Ausnutzung dieses Bereichs für eine aktive Einrichtung beeinträchtigen.
In der Fig. 7 ist eine graphische Darstellung- des erfindungsgemäßen Systems niedergelegt, bei welchem die bevorzugte Quelle 20 des Halbleitermaterials Silan in gasförmiger Form ist. Es
können jedoch auch andere Quellen verwendet werden, beispielsweise SiCIpH2, SiClH, oder SiCl^. Ein Strömungsmesser bzw.
Durchflußmesser 22 dient dazu, die richtige Menge an Silangas zu messen, welches in die Röhre und über die Plättchen strömt. Eine erste Quelle 24- für Stickstoff ist gemeinsam mit einem
Stickstoff-Strömungsmesser bzw. -Durchflußmesser 26 vorgesehen. Diese Strömung wird normalerweise bei einem geringen
Strömungspegel verwendet, um irgendwelche Rest-Silane zurückzuspulen, welche innerhalb der Rohrleitungen außerhalb des
Ofens vorhanden sein können, da Silane explosiv sind, wenn
509845/0687
sie oberhalb einer bestimmten Temperatur der Luft ausgesetzt werden. Eine zweite Quelle 28 für Stickstoff ist zusammen mit einem Strömungsmesser bzw. Durchflußmesser 30 vorgesehen, um die Stickstoffströmung von der Quelle 30 in die Röhre 32 zu messen. Diese Stickstoffquelle wird dazu verwendet, die evakuierte Röhre 32 rasch auf atmosphärischen Druck zu bringen, und weiterhin auch dazu, die anfängliche Heizung der Plättchen zu unterstützen. Während die Darstellung auf Stickstoff bezogen ist, sei darauf hingewiesen, d=iß ein beliebiges träges Gas verwendet werden kann, welches normalerweise bei der Verarbeitung von Halbleiterplättchen eingesetzt wird, beispielsweise Argon usw.. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn das Quellengas 20 während der Beschichtung des polykristallinen Materials alleine verwendet wird. Alle Gase strömen in der Richtung des Pfeils 34·· Eine Endscheibe 36 steht mit der Röhre im Eingriff, um eine Vakuumdichtung mit der Röhre zu bilden. Die Np- und die SiEL-Strömungen treten in die Rohre 32 an dem Punkt ein, an welchem die Leitung 38 durch eine geeignete Armatur in der Endscheibe 36 hindurchgeht. Ein Druckfühler und eine Vakuum-Meßeinrichtung 40 sind ebenfalls an die Eingangsleitung 38 angeschlossen, um an diesem Punkt den Druck und das Vakuum zu messen. Das Profil der Ofenröhre 32 ist derart gewählt, daß gemäß Fig. 8 ein flaches Temperaturprofil erreicht wird, während das Beschichtungsprofil in der Mg. 9 dargestellt ist. Dies bedeutet, daß die abgeflachte Kurve gemäß Fig. 9 die Schwankung in der Dicke des polykristallinen Siliciummaterials darstellt, welches auf ein Plättchen abgelagert wird, wenn es an einer beliebigen Stelle innerhalb der gesamten geheizten Zone des Ofens ist. Der nutzbare Bereich des Ofens liefert eine Dickenschwankung von nur 500 & von der Vorderseite zu der rückwärtigen Seite des Ofens. Nachfolgend wird kurz auf die Fig. I3 eingegangen. Diese Figur zeigt, daß für ein beliebiges Plättchen die Dicke im wesentlichen über die gesamte Plättchenfläche konstant ist, wenn die Plättchen auf einem Rand senkrecht zu der Gasströmung stehen. Die Ausführungsform gemäß Fig. 7 liefert diese verbesserte Dickensteuerung.
509845/0687
Die Profiltemperatur für den in der Fig. 7 dargestellten Ofen kann innerhalb eines Temperaturbereiches an einer beliebigen Stelle zwischen 600 und 700° liegen, um praktische Ergebnisse zu erreichen. Bei Temperaturen unterhalb von 600° nimmt die Beschichtungsrate auf einen Punkt ab, an welchem der Lauf zu lange dauert. In solchen Fällen jedoch, in welchen eine langsame Beschichtungsrate hingenommen werden kann, können die Temperaturen auf die Minimaltemperatur abgesenkt werden, bei welcher Silane zerfallen können. Am oberen Ende des Temperaturspektrums, d.h. oberhalb von 7000C, werden kristalline Unvollkommenheiten auf der Oberfläche der Plättchen gebildet. Solche Unvollkommenheiten oder Auswüchse werden in einer Beschichtungsatmosphäre in Abwesenheit von Wasserstoff gebildet. Die Fig. 8 zeigt das bevorzugte Temperaturprofil des Ofens 32, wobei die Temperatur von 600 G auf der Quellenseite A, in der Mitte B und auf der Austrittsseite C der in der Fig. 7 durch eine Linie 41 dargestellten Beschichtungszone erzeugt wird.
Die Fig. 9 zeigt das BeSchichtungsprofil des Systems in der Fig. 7» wenn die Röhre auf 6000C aufgeheizt wird und der Beschichtungslauf 30 Minuten dauert. Die Schwankung von der Quellenseite A bis zu der Austrittsseite B der Besehichfrungszone ist 500 Ä, wie es durch eine Linie 42 angegeben ist. Das Beschichtungsprofil innerhalb der bevorzugten Beschichtungszone der Röhre plus einem vorderen und einem rückwärtigen Rand ist durch die Kurve 43 dargestellt.-Es hat sich gezeigt, daß die besten Ergebnisse erreicht werden, wenn die maximale Beschichtungsdicke auf die Schichtdicke eingestellt wird und die Veränderungen gemäß Fig. 9 nach unten auftreten. Ähnliche BeSchichtungskurven werden erreicht, wenn eine andere Schichtdicke als 4500 & verwendet wird.
In einigen frühen Versuchen wurde eine Kühlfalle verwendet, welche durch flüssigen Stickstoff gekühlt war, um die Silane zu beseitigen, bevor eine Entlüftung in die Vakuumpumpe 44
0 9 8 4 5/0887
gemäß Pig. 7 erfolgte. Dies geschah dazu, eine Beschädigung der Vakuumeinrichtung zu vermeiden. Die Kühlfalle konnte sich jedoch erwärmen, nachdem der Beschichtungslauf abgeschlossen war. Sie wurde durch spontane Verbrennung der Silane beschädigt, wenn sie wärmer wurde und der Luft ausgesetzt wurde.
Demgemäß sind optische Schirme 45 auf der Austrittsseite 46 der Quarzröhre 32 angebracht, um das pulverisierte Silicium an diesem Punkt abzufangen. Plättchen 47 werden in einem Quarzschiffchen 49 angeordnet, und das beladene Schiffchen wird durch die Quellenseite 51 der Quarzröhre 32 in die Röhre eingebracht. Auf diese Weise wird eine Berührung mit dem abgelagerten pulvrigen Siliciummaterial an der Austritteseite 46 der Quarzröhre vermieden. Das Siliciumschiffchen, welches die Plättchen enthält, wird innerhalb des bevorzugten Bereiches der BeSchichtungskurve angeordnet, wie es oben anhand der Fig. 9 erörtert ist. Die Plättchen werden auf eine Seite gestellt und derart angeordnet, daß ihre breite Oberfläche senkrecht zu der Gasströmung steht.
Bei früheren Versuchen wurden Plättchen auf größeren Abständen angeordnet und derart hergestellt, daß ihre Draufsicht der Darstellung in der Fig. 10 entsprach. Auf dem oberen Teil des Plättchens, welcher durch die Linie S-S dargestellt ist, ist eine gleichförmige Menge an Material abgelagert, wie es durch eine Vergleichskurve S-S1 in der Fig. 11' dargestellt ist, auf dem unteren Teil jedoch, welcher durch die Linie R-R dargestellt ist, war die Beschichtung im wesentlichen nicht gleichförmig und damit unbrauchbar, wie es durch die Vergleichskurve R-R* in der Fig. 11 angegeben ist. Weiterhin trat eine Dickenschwankung von oben nach unten auf dem Plättchen auf, wie es durch die Kurve T-T in den Fig. 10 und 11 angegeben ist. Der Abstand, welcher die in der Fig. 11 dargestellten Ergebnisse lieferte, betrug etwa 7*6 cm (3000 mils). Es sollte berücksichtigt werden, daß die Länge des Abstandes zwischen einzelnen Plättchen den Abständen zwischen den Mittelpunkten der
509845/0667
Dicke benachbarter Plättchen entspricht. Wenn zwei Plättchen etwa 0,5 nun (20 mils) dick sind und der Abstand mit etwa 1,27 mm (50 mils) gegeben ist, so ist tatsächlich ein offener Bereich von etwa 0,76 mm (30 mil) zwischen der Rückseite des ersten Plättchens und der Vorderseite des nächsten Plättchens vorhanden. Wenn dickere Plättchen verwendet werden, würden sich somit auch die Abstände ändern. Diese Veränderung würde nur für die obere und die untere Grenze von Bedeutung sein, während sie dazwischen nicht von Bedeutung ist. Es wird empfohlen, daß der tatsächliche Abstand von etwa 0,76 mm (30 mils) von Oberfläche zu Oberfläche nicht unterschritten werden sollte. An der oberen Grenze werden minimale akzeptable Beschichtungen auf der oberen Hälfte der Plättchen noch erreicht, wenn der tatsächliche Abstand von der Rückseite des einen Plättchens zu der Vorderseite des anderen Plättchens etwa 75»5 mm (2990 mils) beträgt.
Demgemäß wurden viele Versuche durchgeführt, um den optimalen Abstand der seitlich nebeneinander angeordneten Plättchen zu bestimmen. Diese Information ist in der Fig. 14 durch die Linie 53 dargestellt. Diese Kurve zeigt die maximale Schwankung über das Plättchen als Funktion des Plättchenabstandes. Ein bevorzugter offener Zwischenraum von etwa 0,76 mm (30 mils) zwischen benachbarter Flächen benachbarter Plättchen hat sich als bevorzugter Abstand erwiesen. Eine polykristalline SiIiciumschicht wird auf einem in der Fig. 12 dargestellten Plättchen gebildet, welche ein Beschichtungsprofil gemäß Fig. I3 aufweist. Eine Linie 55 zeigt die Dickenschwankung sowohl in der Richtung X-X1 als auch in der Richtung Y-Y*, wie es in der Fig. 12 dargestellt ist. Es zeigt sich eine im wesentlichen gleichförmige Dicke des polykristallinen Siliciums, welches über den Hauptteil des Plättchens aufgebracht ist. Lediglich an den Randpunkten 61a und 61b der Kurve 55 gemäß Fig. 13 ist eine leichte Zunahme in der Dicke zu verzeichnen. Es sollte darauf hingewiesen werden, daß die Dicke des polykristallinen
509845/0667
Materials über den Hauptteil der Oberfläche zwischen den Linden im wesentlichen gleichförmig ist,, während der Unterschied in der Dicke von Plättchen zu Plättchen von der Quellenseite der Beschichtungszone zu der Austritts seit e der Beschichtungszone hin insgesamt etwa 500 Ά beträgt» wie es in der Mg. 9 dargestellt ist.
Bei dem erfindungsgemäßen System» wie es in der Fig. 7 dargestellt ist,, .können etwa 250 Plättchen in einem 30-cm-Schiffchen angeordnet werden- Eies bedeutet im Vergleich zu dem bekannten Verfahren zur Bildung von polykristallinem SiIicitnmnaterial einen Durchsatz von mehr als 10:1.
Die Arbeitsweise des in der lig. 7 dargestellten Systems weist folgende spezielle Schritte auf: Der bevorzugte Vakuumpegel liegt im Bereich von 600 bis 1600 Hillitorr. Stickstoff von der Quelle 24r wird stets dazu verwendet, das System von irgendwelchem restlichem SiBl zu reinigen,, welches in dem System zurückgeblieben sein kann, nachdem das SiEL1 abgeschaltet wurde. Stickstoff von der Quelle wird dazu verwendet, das Vakuum aufzuheben und atmosphärischen Brück innerhalb der Bohre 52 zu erzeugen.
- Patentansprüche -
509845/G66?

Claims (1)

  1. Patent aaspriiche
    1. Verfahren zur Ablagerung von polykristallinem Siliciummaterial auf einem Substrat von eimer gasförmigen Siliciumquelle, welche durch eine Ofenröhre hindurchströmt, wobei der Ofen mit einer Heizeinrichtung ausgestattet ist und weiterhin eine erste Seite aufweist, durch welche die gasförmige Siliciumquelle in die Röhre eingebracht wird, und weiterhin eine zweite Seite hat, durch welche restliches gasförmiges Silicium austritt, dadurch gekennzeichnet , daß eine Vielzahl von Substraten in &en Ofen durch die erste Seite eingeführt werden, daß die Vielzahl der Substrate derart in der Strömung aus gasförmigem Silicium angeordnet werden, daß die breite Oberfläche jedes Substrats, welche mit dem polykristallinen Material zu beschichten ist, senkrecht zu der Richtung der Gasströmung angeordnet ist, daß die Substrate auf einem minimalen Abstand von etwa 0,76 mm (30 mils) zwischen benachbarten Flächen angeordnet werden, daß die Substrate auf eine Temperatur unter 7000C für eine ausreichende Zeit aufgeheizt werden, daß die gewünschte Dicke an polykristallinem Siliciummaterial darauf wachsen kann, daß an die Austrittsseite der Röhre ein Vakuum angeigt wird, um das gasförmige Silicium über die Substrate zu saugen, daß die Strömung des gasförmigen Siliciums über eine vorgegebene Zeitperiode aufrechterhalten wird und dann die Strömung des gasförmigen Siliciums unterbrochen wird und daß die Substrate von der ersten Seite her aus dem Ofen herausgenommen werden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenröhre und die Substrate auf eine vorgegebene Betriebstemperatur aufgeheizt werden, bevor das gasförmige Silicium durch das Vakuum in den Ofen eingebracht wird.
    509845/06S?
    5. "Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Substrate zwischen etwa 1,27 bis 76 mm (50 bis 3000 mils) im Zentrum liegt.
    4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmige Siliciumquelle aus SiH^, SiCl^Hp, SiCl, und SiCl^ ausgewählt ist.
    5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-
    n e t , daß das mit polykristallinem Silicium zu beschichtende Substrat aus Silicium, Germanium, Saphir, Spinell, Keramik, Siliciumdioxid, Volfram und Molybdän ausgewählt ist.
    6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Austrittsseite der Ofenröhre ein optischer Schirm vorgesehen ist, welcher dazu dient, Eest-Silane zu entfernen, und zwar vor dem Eintreten iel die Vakuumpumpe.
    7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz eich-
    n e t , daß nach dem Schritt des Absperrens der Strömung von Silanen ein Spülen mit einem trägen Gas vorgesehen wird, um irgendwelches restliches gasförmiges Silicium abzuführen, welches zwischen der Siliciumquelle und der Vakuumquelle vorhanden sein kann.
    8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz eich-
    n e t , daß nach dem Schritt des Absperrens der Strömung des gasförmigen Siliciums dadurch innerhalb der Ofenröhre atmosphärischer Druck hergestellt wird, daß die Vakuumquelle abgesdi altet wird und ein träges Gas in die Röhre eingebracht wird.
    9. Verfahren zur Bildung einer polykristallinen Siliciumschicht auf einer Vielzahl von Siliciumplattchen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Siliciumplattchen in einem geschlossenen Behälter angeordnet werden, daß eine gleich-
    509845/0667
    förmige Temperatur über einen Bereich des geschlossenen Behälters erzeugt wird, daß diese Temperatur unterhalt) von 7000C liegt und die Plättchen innerhalb des Bereiches der gleichförmigen Temperatur im Behälter angeordnet werden, daß die Plättchen auf eine Seite gestellt werden, so daß sie senkrecht zu der Gasströmung stehen und voneinander auf einem Abstand angeordnet sind, der größer ist als etwa 0,76 mm (30 mils), und daß eine Gasströmung von Silanen über die geheizten Plättchen geführt wird, und zwar durch die Wirkung eines Vakuums, welches im Bereich von 600 bis 1600 Millitorr aufgebaut wird.
    10. Verfahren zur Ablagerung von polykristallinem Siliciummaterial auf einem Plättchen, welches eine Schicht aus Siliciumdioxid aufweist, welche auf einer ersten Hauptfläche des Plättchens angeordnet ist, wobei das Silicium aus einer gasförmigen SiIanquelle gewonnen wird, welche durch eine geheizte Ofenröhre hindurchströmt, und wobei die Röhre eine er.te Seite aufweist, von welcher her gasförmiges Silicium der Röhre zugeführt wird, und wobei die Röhre weiterhin eine zweite Seite hat, durch welche restliche gasförmige Silane austreten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Plättchen in den Ofen von der ersten Seite des Ofens her eingeführt werden, daß die Plättchen derart ausgerichtet werden, daß die erste Hauptfläche jedes Plättchens zu der ersten Seite der Ofenröhre hin weist und senkrecht zu der Richtung der Gasströmung durch die Ofenröhre angeordnet ist, daß die Plättchen derart angeordnet sind, daß zwischen ihren benachbarten Flächen ein Abstand von mehr als etwa 0,76 mm (30 mils) besteht, daß an die Austrittsseite der Röhre ein Vakuum mit einem Pegel innerhalb des Bereiches von 600 bis 1600 Millitorr angelegt wird, um Gase durch den Ofen zu saugen, daß eine Strömung eines tragen Gases in die Röhre eingeführt wird, während die Plättchen auf eine vorgegebene Temperatur unterhalb von 7000C aufgeheizt werden, daß beim Erreichen der vor-
    509845/0667
    gegebenen Temperatur die Strömung des Stickstoffs abgesperrt wird und die Silane der Wirkung des Vakuums ausgesetzt werden, daß die Strömung von Silanen über eine vorgegebene Periode fortgesetzt wird und dann abgesperrt wird und daß die Plättchen aus dem Ofen durch die erste Seite herausgenommen werden.
    11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Absperren der Strömung von Silanen irgendwelche Rest-Silane, welche zwischen der Silanquelle und der Vakuumquelle vorhanden sein können, mit einem trägen Gas weggespült werden.
    12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeich-, net , daß nach dem Absperren der Silanströmung innerhalb der Ofenröhre ein atmosphärischer Druck dadurch aufgebaut wird, daß die Vakuumquelle abgeschaltet wird und ein träges Gas in die Ofenröhre eingeführt wird.
    13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein optischer Schirm auf der Austrittsseite der Ofenröhre angeordnet ist, um vor dem Eintreten in die Vakuumpumpe Restsilane zu entfernen.
    50 9 84 5/0667
DE2460211A 1973-12-19 1974-12-19 Verfahren zum chemischen Abscheiden von polykristallinem Silicium aus der Gasphase Ceased DE2460211B2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US426396A US3900597A (en) 1973-12-19 1973-12-19 System and process for deposition of polycrystalline silicon with silane in vacuum

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2460211A1 true DE2460211A1 (de) 1975-11-06
DE2460211B2 DE2460211B2 (de) 1979-05-23

Family

ID=23690641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2460211A Ceased DE2460211B2 (de) 1973-12-19 1974-12-19 Verfahren zum chemischen Abscheiden von polykristallinem Silicium aus der Gasphase

Country Status (7)

Country Link
US (1) US3900597A (de)
JP (1) JPS5095185A (de)
CA (1) CA1047850A (de)
DE (1) DE2460211B2 (de)
FR (1) FR2255707B1 (de)
GB (1) GB1470614A (de)
HK (1) HK68380A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2652449A1 (de) * 1975-11-25 1977-05-26 Motorola Inc Verfahren zur ablagerung von siliziumnitrid im vakuum

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2539434A1 (de) * 1975-09-04 1977-03-17 Siemens Ag Vorrichtung zur rundumbeschichtung metallischer kleinteile
US4027053A (en) * 1975-12-19 1977-05-31 Motorola, Inc. Method of producing polycrystalline silicon ribbon
US4053335A (en) * 1976-04-02 1977-10-11 International Business Machines Corporation Method of gettering using backside polycrystalline silicon
US4098923A (en) * 1976-06-07 1978-07-04 Motorola, Inc. Pyrolytic deposition of silicon dioxide on semiconductors using a shrouded boat
US4062318A (en) * 1976-11-19 1977-12-13 Rca Corporation Apparatus for chemical vapor deposition
JPS5423386A (en) * 1977-07-22 1979-02-21 Hitachi Ltd Manufacture of semiconductor device
JPS584811B2 (ja) * 1978-10-31 1983-01-27 富士通株式会社 半導体装置の製造方法
US4203387A (en) * 1978-12-28 1980-05-20 General Signal Corporation Cage for low pressure silicon dioxide deposition reactors
JPS55110032A (en) * 1979-02-19 1980-08-25 Fujitsu Ltd Method for high-frequency heated epitaxial growth
DE2907371C2 (de) * 1979-02-24 1981-03-12 Heraeus Quarzschmelze Gmbh, 6450 Hanau Hochtemperaturfestes Schutzrohr für Wärmebehandlung von Halbleiterbauelementen
US4228004A (en) * 1979-04-12 1980-10-14 Thermco Products Corporation Method and apparatus for removal of by-products of chemical vapor deposition from oil for vacuum pump
JPS55158623A (en) * 1979-05-29 1980-12-10 Hitachi Ltd Method of controlling semiconductor vapor phase growth
GB2049643B (en) * 1979-05-30 1983-07-20 Siemens Ag Process for the production of silicon having semiconducting proprties
US4263336A (en) * 1979-11-23 1981-04-21 Motorola, Inc. Reduced pressure induction heated reactor and method
US4315968A (en) * 1980-02-06 1982-02-16 Avco Corporation Silicon coated silicon carbide filaments and method
US4444812A (en) * 1980-07-28 1984-04-24 Monsanto Company Combination gas curtains for continuous chemical vapor deposition production of silicon bodies
DD206687A3 (de) * 1981-07-28 1984-02-01 Mikroelektronik Zt Forsch Tech Verfahren und vorrichtung zur gasfuehrung fuer lp cvd prozesse in einem rohrreaktor
US4401687A (en) * 1981-11-12 1983-08-30 Advanced Semiconductor Materials America Plasma deposition of silicon
JPS58172217A (ja) * 1982-03-31 1983-10-11 Toshiba Corp 多結晶シリコン膜の形成方法
US4547404A (en) * 1982-08-27 1985-10-15 Anicon, Inc. Chemical vapor deposition process
US4489103A (en) * 1983-09-16 1984-12-18 Rca Corporation SIPOS Deposition method
JPS60200523A (ja) * 1984-03-26 1985-10-11 Agency Of Ind Science & Technol シリコン薄膜の製造法
US4556584A (en) * 1984-05-03 1985-12-03 Btu Engineering Corporation Method for providing substantially waste-free chemical vapor deposition of thin-film on semiconductor substrates
FR2572312B1 (fr) * 1984-10-30 1989-01-20 Rhone Poulenc Spec Chim Procede de fabrication de barreaux de silicium ultra-pur
US4853669A (en) * 1985-04-26 1989-08-01 Wisconsin Alumni Research Foundation Sealed cavity semiconductor pressure transducers and method of producing the same
US4744863A (en) * 1985-04-26 1988-05-17 Wisconsin Alumni Research Foundation Sealed cavity semiconductor pressure transducers and method of producing the same
US4597160A (en) * 1985-08-09 1986-07-01 Rca Corporation Method of fabricating a polysilicon transistor with a high carrier mobility
GB2193976B (en) * 1986-03-19 1990-05-30 Gen Electric Plc Process for depositing a polysilicon film on a substrate
US5298452A (en) * 1986-09-12 1994-03-29 International Business Machines Corporation Method and apparatus for low temperature, low pressure chemical vapor deposition of epitaxial silicon layers
US5607511A (en) * 1992-02-21 1997-03-04 International Business Machines Corporation Method and apparatus for low temperature, low pressure chemical vapor deposition of epitaxial silicon layers
US4897360A (en) * 1987-12-09 1990-01-30 Wisconsin Alumni Research Foundation Polysilicon thin film process
US5024972A (en) * 1990-01-29 1991-06-18 Motorola, Inc. Deposition of a conductive layer for contacts
US5181964A (en) * 1990-06-13 1993-01-26 International Business Machines Corporation Single ended ultra-high vacuum chemical vapor deposition (uhv/cvd) reactor
US5112773A (en) * 1991-04-10 1992-05-12 Micron Technology, Inc. Methods for texturizing polysilicon utilizing gas phase nucleation
US5614257A (en) * 1991-08-09 1997-03-25 Applied Materials, Inc Low temperature, high pressure silicon deposition method
JP3121131B2 (ja) * 1991-08-09 2000-12-25 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 低温高圧のシリコン蒸着方法
US5695819A (en) * 1991-08-09 1997-12-09 Applied Materials, Inc. Method of enhancing step coverage of polysilicon deposits
US5753559A (en) * 1996-01-16 1998-05-19 United Microelectronics Corporation Method for growing hemispherical grain silicon
DE69923436T2 (de) * 1998-03-06 2006-01-05 Asm America Inc., Phoenix Verfahren zum beschichten von silizium mit hoher kantenabdeckung
US6479166B1 (en) 1998-10-06 2002-11-12 Case Western Reserve University Large area polysilicon films with predetermined stress characteristics and method for producing same
US6268068B1 (en) 1998-10-06 2001-07-31 Case Western Reserve University Low stress polysilicon film and method for producing same
US6666924B1 (en) 2000-03-28 2003-12-23 Asm America Reaction chamber with decreased wall deposition
US6564810B1 (en) 2000-03-28 2003-05-20 Asm America Cleaning of semiconductor processing chambers
US7026219B2 (en) 2001-02-12 2006-04-11 Asm America, Inc. Integration of high k gate dielectric
JP4866534B2 (ja) * 2001-02-12 2012-02-01 エーエスエム アメリカ インコーポレイテッド 半導体膜の改良された堆積方法
US6957741B2 (en) * 2001-08-07 2005-10-25 Manfred Franz Axel Freissle Screening arrangement
WO2004009861A2 (en) * 2002-07-19 2004-01-29 Asm America, Inc. Method to form ultra high quality silicon-containing compound layers
US7186630B2 (en) 2002-08-14 2007-03-06 Asm America, Inc. Deposition of amorphous silicon-containing films
US6936086B2 (en) * 2002-09-11 2005-08-30 Planar Systems, Inc. High conductivity particle filter
US9837271B2 (en) 2014-07-18 2017-12-05 Asm Ip Holding B.V. Process for forming silicon-filled openings with a reduced occurrence of voids
US9443730B2 (en) 2014-07-18 2016-09-13 Asm Ip Holding B.V. Process for forming silicon-filled openings with a reduced occurrence of voids
US10460932B2 (en) 2017-03-31 2019-10-29 Asm Ip Holding B.V. Semiconductor device with amorphous silicon filled gaps and methods for forming
CN115613007A (zh) * 2022-10-13 2023-01-17 上海中欣晶圆半导体科技有限公司 一种改善翘曲的成膜方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3152933A (en) * 1961-06-09 1964-10-13 Siemens Ag Method of producing electronic semiconductor devices having a monocrystalline body with zones of respectively different conductance
US3446936A (en) * 1966-01-03 1969-05-27 Sperry Rand Corp Evaporant source
DE1614893A1 (de) * 1967-11-28 1970-05-27 Telefunken Patent Verfahren zur Verbesserung und Stabilisierung des Kennlinienverlaufes Halbleiterbauelementes
US3682699A (en) * 1968-10-25 1972-08-08 Hitachi Ltd Method of vapor growth of a semiconductor crystal
DE2020803B2 (de) * 1970-04-28 1977-05-12 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Behandlungsmagazin fuer mehrere gleichdimensionierte halbleiterscheiben
DE1900116B2 (de) * 1969-01-02 1978-02-09 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zum herstellen hochreiner, aus silicium bestehender einkristalliner schichten

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3409483A (en) * 1964-05-01 1968-11-05 Texas Instruments Inc Selective deposition of semiconductor materials
JPS5311051B2 (de) * 1973-06-29 1978-04-19

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3152933A (en) * 1961-06-09 1964-10-13 Siemens Ag Method of producing electronic semiconductor devices having a monocrystalline body with zones of respectively different conductance
US3446936A (en) * 1966-01-03 1969-05-27 Sperry Rand Corp Evaporant source
DE1614893A1 (de) * 1967-11-28 1970-05-27 Telefunken Patent Verfahren zur Verbesserung und Stabilisierung des Kennlinienverlaufes Halbleiterbauelementes
US3682699A (en) * 1968-10-25 1972-08-08 Hitachi Ltd Method of vapor growth of a semiconductor crystal
DE1900116B2 (de) * 1969-01-02 1978-02-09 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zum herstellen hochreiner, aus silicium bestehender einkristalliner schichten
DE2020803B2 (de) * 1970-04-28 1977-05-12 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Behandlungsmagazin fuer mehrere gleichdimensionierte halbleiterscheiben

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Chemical Vapor Deposition, 1973, S. 261-274 *
Integrated Circuits, 1965, S. 294 *
Transistor Technology, Vol. III, 1958, S. 90, 91 *
US-Z: Solid State Technol., 1972, S. 29-34, 41 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2652449A1 (de) * 1975-11-25 1977-05-26 Motorola Inc Verfahren zur ablagerung von siliziumnitrid im vakuum

Also Published As

Publication number Publication date
DE2460211B2 (de) 1979-05-23
CA1047850A (en) 1979-02-06
GB1470614A (en) 1977-04-14
FR2255707B1 (de) 1978-06-23
FR2255707A1 (de) 1975-07-18
US3900597A (en) 1975-08-19
HK68380A (en) 1980-12-12
JPS5095185A (de) 1975-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2460211A1 (de) Verfahren und anordnung zur aufbringung von polykristallinem silicium im vakuum
DE60104426T2 (de) Verfahren zur dampfphasenabscheidung eines films auf einem substrat
DE3722944C2 (de) Vorrichtung zur chemischen Dampfabscheidung und ihre Verwendung
DE3317349C2 (de)
DE10132882B4 (de) Verfahren zum Ausbilden einer Dünnschicht unter Verwendung einer Atomschichtabscheidung
DE19581483B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bildung von Dünnschichten
DE4220717C2 (de) Verfahren zum Bilden einer Siliziumcarbidschicht und deren Verwendung
DE112006003315T5 (de) Gaskopf und Dünnfilm-Herstellungsvorrichtung
EP1795625A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Beschichtung von Bändern
DE102011002145B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum großflächigen Abscheiden von Halbleiterschichten mit gasgetrennter HCI-Einspeisung
DE2944500A1 (de) Verfahren zur metallisierung von halbleiterbauelementen
DE102016212534B4 (de) Herstellungsverfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Siliziumkarbid-Epitaxialwafers
DE2951453C2 (de)
DE60027935T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Wolframnitridschicht
DE60108078T2 (de) Heizungsanlage und Verfahren zur Heizung für einen Reaktor
DE2950827C2 (de) Verfahren zum epitaktischen Abscheiden von einkristallinem Material
DE102009009022A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Beschichtung von flachen Substraten mit Chalkogenen
US4887548A (en) Thin film manufacturing system
DE69738272T2 (de) Verfahren zur minimierung mechanischer spannungen in abgeschiedenen wolframsilizidschichten
DE10236896A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum thermischen Behandeln von Halbleiterwafern
DE10297788B4 (de) Vorrichtung für die Herstellung einer Halbleitervorrichtung mit zwei Kammern und Verfahren für die Herstellung einer Halbleitervorrichtung unter Verwendung dieser Vorrichtung
DE112015005508B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Siliziumepitaxialwafers und einer Gasphasen-Wachstumsvorrichtung
DE2723501C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden von Siliziumnitridschichten auf Halbleiteranordnungen
DE4012901A1 (de) Aufbringung von titannitrid in einem kaltwandigen cvd-reaktor
DE4128749C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung einer vorbestimmten Oberflächenbehandlung

Legal Events

Date Code Title Description
OGA New person/name/address of the applicant
8235 Patent refused