DE2506624C3

DE2506624C3 - Process for the production of silicon inclusions in a silicon substrate with coplanar surfaces

Info

Publication number: DE2506624C3
Application number: DE19752506624
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Chem Dr 8011 Vaterstetten Gessner Roland 8192 Geretsned Druminski
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1975-02-17
Publication date: 1977-08-18

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Siliziumeinlagerungen in einem Siliziumsubstrat mit koplanaren Oberflächen der Einlagerungen und des Substrates, bei dem zunächst in dem Substrat mittels anisotroper Ätzung unter Verwendung einer Maske mit Rändern bestimmter Orientierung zu den Netzebenen des Substrates Wannen mit einer Böschungs- und einer Bodenfläche bestimmter Orientierung zu den Netzebenen des Substrates erzeugt werden und bei dem anschließend diese Wannen mittels Epitaxie durch chemische Ablagerungen aus der Gasphase mit Siliziummaterial aufgefüllt werden.The invention relates to a method for producing silicon inclusions in a silicon substrate with coplanar surfaces of the inclusions and the substrate, initially in the substrate by means of anisotropic etching using a mask with edges specific to the orientation Lattice planes of the substrate Troughs with a slope and a bottom surface of a certain orientation to the network planes of the substrate are generated and then these troughs by means of Epitaxy can be filled with silicon material by chemical deposits from the gas phase.

Ein solches Verfahren ist aus der US-PS 34 25 879 bekannt. Infolge unterschiedlicher Aufwachsraten entstehen bei diesem Verfahren an den Maskenrändern jedoch störende Wälle.Such a method is known from US Pat. No. 3,425,879. As a result of different growth rates arise with this method, however, there are disruptive walls at the edges of the mask.

In der Veröffentlichung E. S i r 11 und H. S e i t e r »Selective Epitaxy of Silicon Under Quasi-Equilibrium Conditions«, Papters Presented at 1. Internat. Symposium on Silicon Materials Science and Technology, Electrochem. Soc, May 5.-9., 1969, New York S. 189 bis 199, ist die Herstellung von dotierten Siliziumwannen in einem Siliziumsubstrat des entgegengesetzten Leitungstyps und der Orientierung (100) für MOS-Transistoren, insbesondere für Substrate mit (1 Umorientierter Oberfläche beschrieben. Dabei erfolgt das Auffüllen der Wannen durch selektive Epitaxie. Das Epitaxialverfahren hat den Vorteil, daß man eine einheitliche Dotierung oder auch ein Dotierprofil herstellen kann, was durch Diffusion allein nur sehr schwierig möglich ist. Bei dem Epitaxialverfahren werden zunächst mit Hilfe von Masken in das Siliziumsubstrat des einen Leitungstyps Wannen geätzt, die anschließend mit Siliziummaterial des entgegengesetzten Leitungstyps aufgefüllt werden. Dabei sollen die aufgefüllten Wannen nach der Entfernung der Maske möglichst plan sein, d. h., an der Oberfläche zwischen dem Material des Substrates und dem Material der Wannen soll möglichst keine Stufe auftreten. Die Forderung nach möglichst idealer Planheit ergibt sich aus Gründen der weiteren Verarbeitung. Beispielsweise könnten durch an dem Übergang zwischen dem Substratmaterial und dem Material der aufgefüllten Wanne entstehende Wälle bei folgenden Herstellungsschritlen notwendige Masken zerkratzt und beschädigt werden.In the publication E. S i r 11 and H. S e i t e r "Selective Epitaxy of Silicon Under Quasi-Equilibrium Conditions", Papters Presented at 1. Internat. symposium on Silicon Materials Science and Technology, Electrochem. Soc, May 5-9, 1969, New York pp 189-199 the production of doped silicon wells in a silicon substrate of the opposite conductivity type and the orientation (100) for MOS transistors, in particular for substrates with (1 reoriented surface described. The wells are filled by selective epitaxy. The epitaxial process has the advantage that you can produce a uniform doping or a doping profile, which by Diffusion alone is very difficult. In the case of the epitaxial method, Masks are etched into the silicon substrate of one conductivity type wells, which are then covered with silicon material of the opposite line type are filled. The filled tubs should be after the Remove the mask as flat as possible, d. i.e., on the surface between the material of the substrate and If possible, no step should occur in the material of the tubs. The demand for as ideal as possible Flatness results from reasons of further processing. For example, on the Transition between the substrate material and the material of the filled tub resulting in walls masks necessary for the following manufacturing steps can be scratched and damaged.

Die bei der Herstellung von Siliziumwannen durch selektive Epitaxie nach den oben angegebenen bekannten Verfahren üblicher Weise an den Maskenrändern auftretenden Siliziumwälle müssen aus den oben genannten Gründen entfernt werden, was bei den Verfahren des Standes der Technik durch Abschleifen bzw. Abpolieren geschieht.The known in the production of silicon tubs by selective epitaxy according to the above Process usually occurring at the mask edges silicon walls must be from the above mentioned reasons are removed, which in the methods of the prior art by grinding or polishing off happens.

Ein Nachteil des mechanischen Abtragens dieser Wälle besteht darin, daß neue Störungen durch einen dabei auftretenden Polierschaden der Kristalloberflächenschicht verursacht werden. Beispielsweise werdenA disadvantage of the mechanical removal of these walls is that new disturbances by a resulting polishing damage to the crystal surface layer. For example be

die Materialien der Wannen und des Substrates verschieden schnell abgetragen, da sie unterschiedliche Härten besitzen. the materials of the tubs and the substrate are removed at different speeds because they have different degrees of hardness.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Siliziumwannen hoher Planheit durch selektive Ätzung und selektive Epitaxie anzugeben, durch das die Entstehung von Wällen an den Maskenrändern, weitgehend vermieden wird.The object on which the invention is based is to provide a method for producing silicon wells with a high degree of flatness by selective and selective etching Specify epitaxy, which largely avoids the formation of walls at the edges of the mask will.

Diese Aufgabe wird durch ein eingang« angegebenes ι ο Verfahren gelöst, indem gemäß der Erfindung bei der anisotropen Ätzung die Breite der seitlichen Unterätzung der Maske und die Tiefe der Wannen so bemessen werden, daß das Verhältnis dieser beidea Abmessungen gleich dem für die Epitaxie gewählten Verhältnis der Aufwachsrate auf der Böschungsfläche in Richtung der Substratebene zu der Aufwachsrate auf de» Bodenfläche in Richtung senkrecht zur Substratebene: ist, so daß das parallel zur Böschungsfläche aufwachsende Siliziummaterial und das parallel zur Bodenfläche aufwachsende Siliziummaterial den Rand der unterätzten Maske gleichzeitig erreichen. This object is achieved by a method mentioned at the beginning by, according to the invention, in the case of anisotropic etching, the width of the lateral undercutting of the mask and the depth of the wells are dimensioned so that the ratio of these two dimensions is equal to the ratio selected for the epitaxy the growth rate on the slope surface in the direction of the substrate plane to the growth rate on the bottom surface in the direction perpendicular to the substrate plane: so that the silicon material growing parallel to the slope surface and the silicon material growing parallel to the bottom surface reach the edge of the undercut mask at the same time.

Durch das Verfahren nach der Erfindung lassen sich vorteilhaft Komplementär-MOS-Transistoren herstellen. Complementary MOS transistors can advantageously be produced by the method according to the invention.

Im folgenden soll die Erfindung anhand der Figuren und der Beschreibung näher erläutert werden. DieIn the following the invention will be based on the figures and the description are explained in more detail. the

Fig. 1 bis 4 zeigen in schematischer Darstellung die Wannenherstellung in dem Halbleitersubstrat und die Wannenauffüllung durch Epitaxie; die Figs. 1 to 4 show in a schematic view the well producing in the semiconductor substrate and the well replenishment by epitaxy; the

Fig.5 zeigt in schematischer Darstellung die Wallbildung an den Maskenrändern bei einem bekannten Verfahren; dieFIG. 5 shows a schematic representation of the wall formation at the mask edges in a known one Proceedings; the

F i g. 6 zeigt in schematischer Darstellung verschiedene, bei der Wannenätzung auftretende Unterätzungsprofile. F i g. 6 shows, in a schematic representation, various underetching profiles that occur during well etching.

In der Fig. 1 ist das Halbleitersubstrat, bei dem es sich beispielsweise um ein η-leitendes Siliziumsubstrat handelt, mit 1 bezeichnet. Auf dieses Substrat 1 wird zunächst eine Maskierschicht, die beispielsweise aus Siliziumdioxid oder Siliziumnitrid besteht, aufgebracht. Anschließend wird durch Ätzen von Öffnungen 3 in diese Maskierschicht eine Maske 2 für die Herstellung der Wannen erzeugt. Eine solche Wanne ist in der F i g. 2 mit 4 bezeichnet. Sie besteht aus einer Bodenfläche 41 der Orientierung (100) und Seitenwänden 42 der Orientierung \\\\\. Die Wannen 41, 42 erstrecken sich dabei etwa 8 bis 10 μίτι tief in das Siliziumsubstrat 1 hinein. Das Auffüllen der Wannen 41, 42 mit 7. B. p-dotiertem Silizium soll selektiv in den Wannen und nicht auf der Maske erfolgen. Dies geschieht beispielsweise durch das bekannte »CVD«- Verfahren (»chemical vapour deposition«), bei dem die chemische Ablagerung aus der Gasphase durch die Zersetzung von SiCU und H2 oder SiCU, HCl und H2 erfolgt. In der Fig.3 ist das in die Wanne 41, 42 eingebrachte dotierte Siliziummaterial mit 5 bezeichnet. In einem abschließenden Verfahrensschritt wird die Maske 2 entfernt, so daß die in der Fig.4 dargestellte Anordnung entsteht.In FIG. 1, the semiconductor substrate, which is, for example, an η-conductive silicon substrate, is denoted by 1. A masking layer, which consists of silicon dioxide or silicon nitride, for example, is first applied to this substrate 1. A mask 2 for the production of the wells is then produced by etching openings 3 in this masking layer. Such a tub is shown in FIG. 2 denoted by 4. It consists of a bottom surface 41 of the orientation (100) and side walls 42 of the orientation \\\\\. The wells 41, 42 extend approximately 8 to 10 μm deep into the silicon substrate 1. The filling of the wells 41, 42 with 7. B. p-doped silicon should take place selectively in the wells and not on the mask. This is done, for example, by the well-known "CVD" (chemical vapor deposition) process, in which chemical deposition takes place from the gas phase through the decomposition of SiCU and H2 or SiCU, HCl and H2. In FIG. 3, the doped silicon material introduced into the trough 41, 42 is denoted by 5. In a final process step, the mask 2 is removed so that the arrangement shown in FIG. 4 is produced.

Der Erfindung lagen die folgenden Überlegungen zugrunde. Bei dem Verfahren nach E. Sirtl und H. S e i t e r tritt beim Auffüllen der geätzten Wannen durch die Zersetzung von SiCU und H2, entsprechend den jeweils benutzten Abscheidungsbedingungen, neben anderen Störungen ein Niederschlag von Silizium auf der Maske 2 in der Umgebung der Wanne 41,42 auf. Durch das Arbeiten bei Quasi-Gleichgewichts-Bedingungen läßt sich die nach der Formel The invention was based on the following considerations. In the method according to E. Sirtl and H. S eiter, when the etched troughs are filled, the decomposition of SiCU and H2, in accordance with the deposition conditions used in each case, results in a deposit of silicon on the mask 2 in the vicinity of the trough 41, in addition to other disturbances. 42 on. By working with quasi-equilibrium conditions, you can use the formula

SiCU + 2 H₂:? Si + 4HClSiCU + 2 H ₂ :? Si + 4HCl

ablaufende Reaktion durch das Hinzuschalten von beispielsweise zusätzlichem HCl so steuern, daß eine Siliziumabscheidung auf der Maske praktisch verhindert wird. Dieser Vorgang wird von E. Sirtl und H. S e i t e r beschrieben. Bei dieser Art der Auffüllung ergibt sich jedoch eine Wallbildung an den Maskenrändern.Control the ongoing reaction by adding, for example, additional HCl so that a Silicon deposition on the mask is practically prevented. This process is carried out by E. Sirtl and H. Described below. With this type of filling, however, there is a formation of a wall at the edges of the mask.

Diese an den Maskenrändern auftretenden mehr oder minder großen Wälle 8, die in der Fig.6 der Veröffentlichung von E. Sirtl und H. S e i t e r dargestellt sind, sind für die weitere Verarbeitung sehr störend. Diese Wallbildung wird durch die Autoren insbesondere auf die Reaktion zwischen der SiO₂-MaS-ke und dem Silizium zurückgeführt. Diese Reaktion verläuft nach der Formel These more or less large walls 8 occurring at the mask edges, which are shown in FIG. 6 of the publication by E. Sirtl and H. Siter, are very disturbing for further processing. The authors attribute this wall formation in particular to the reaction between the SiO ₂ -MaS-ke and the silicon. This reaction proceeds according to the formula

Si+ SiO₂^ SiOSi + SiO ₂ ^ SiO

Führt zur Anätzung und gibt beim Auffüllen der Wannen zu Störungen während des Aufwachsens Anlaß.Leads to etching and causes disturbances when the tubs are filled up while growing up.

Es wurde bei den der Erfindung zugrundeliegenden Untersuchungen beobachtet, daß mittelhohe Wälle etwa der Höhe 2 bis 3 um auch bei Verwendung einer Si₃N4-Maske aufteten können. Außerdem wurde beobachtet, daß bei der Verwendung einer Oxidmaske die Wallhöhe durch eine entsprechende Wannenätzung verringert werden kann. Es ist demnach entscheidend, in welcher Weise die Wannenätzung und die spätere Auffüllung erfolgt.It was observed in the investigations on which the invention is based that medium-high walls approximately 2 to 3 μm in height can appear _{even when a Si 3 N4 mask is used.} It has also been observed that when using an oxide mask, the height of the wall can be reduced by a corresponding well etching. It is therefore crucial in which way the tub etching and the subsequent filling is carried out.

Im folgenden soll die Erfindung im Zusammenhang mit den F i g. 5 und 6 näher erläutert werden.In the following, the invention in connection with FIGS. 5 and 6 are explained in more detail.

Zweckmäßig erfolgt die Wannenätzung zeitlich kurz vor der Auffüllung der Wannen im Epitaxiereaktor. Als Ätzmittel für das chemische Ätzen werden Halogenwasserstoffe, beispielsweise HCl oder HBr, bzw. Halogene und Wasserstoff, beispielsweise Br? und H₂, verwendet. Mit Hilfe der Gasätzung werden anisotrope Ätzungen erreicht, die in Abhängigkeit von den Ätztemperaturen geringe oder stärkere Unterätzungen aufweisen. Beispielsweise liefert eine Gasätzung mit HCl (2 bis 20 MoI-⁰Zb, Ätzraten bis etwa 20 μηι pro Minute) bei Ätztemperaturen von etwa 1050⁰C eine anisotrope Ätzung mit geringer Unterätzung. In der Fig.6 ist eine auf diese Weise hergestellte Wanne durch die Linien 42 und 41 dargestellt. Wird die Ätztemperatur bis über 1200⁰C erhöht, so geht die anisotrope Ätzung mit geringer Unterätzung in eine schwach anisotrope Ätzung mit stärkerer Unterätzung über. In der Fig.6 entsprechen die so hergestellten Böschungsflächen den durch die Bezugszeichen 62 angegebenen gestrichelten Linien. Dies bedeutet, daß die Ätzratc in der [100]-Ricbtung nur schwach von der Temperatur abhängt, während die Ätzrate in der [H 1]-Richtung mit wachsender Temperatur stark ansteigt.The well etching expediently takes place shortly before the wells in the epitaxy reactor are filled. Hydrogen halides, for example HCl or HBr, or halogens and hydrogen, for example Br? and H ₂ are used. With the help of gas etching, anisotropic etchings are achieved which, depending on the etching temperatures, show less or more severe undercutting. For example, (2 to 20 MOI ⁰ Zb, etch rates to about 20 μηι per minute) provides a gas etching with HCl at etching temperatures of about 1050 ⁰ C, an anisotropic etch with less undercutting. In FIG. 6, a tub produced in this way is shown by the lines 42 and 41. If the etching temperature increases to about 1,200 ⁰ C, the anisotropic etching proceeds with low undercut in a weakly anisotropic etching with stronger undercutting. In FIG. 6, the slope surfaces produced in this way correspond to the dashed lines indicated by the reference numeral 62. This means that the etching rate in the [100] direction is only slightly dependent on the temperature, while the etching rate in the [H 1] direction increases sharply with increasing temperature.

Beim Auffüllen der Wanne wird durch die unterätzte Maske 2 ein Wachstum auf den (111)-Böschungsflächen in [100]-Richtung verhindert, so daß das Silizium nur in [111 ]-Richtung wächst. Zu den in der F i g. 5 dargestellten Wällen 5 kommt es, wenn das seitlich parallel zur Böschungsfläche 42 aufwachsende Silizium der Orientierung (111) den freiliegenden Rand 21 der unterätzten Maske 2 früher erreicht als das parallel zur Bodenfläche 41 aufwachsende Silizium der Orientierung (100). Von diesem Augenblick an kann das Silizium in [100]-Richtung weiter wachsen und so an den Maskenrändern 21When the trough is filled, the underetched mask 2 causes growth on the (111) slope surfaces in the [100] direction, so that the silicon only grows in the [111] direction. To the in the F i g. 5 shown Ramps 5 occur when the orientation silicon growing laterally parallel to the slope surface 42 (111) the exposed edge 21 of the underetched Mask 2 is reached earlier than the silicon of orientation (100) growing parallel to bottom surface 41. from From this moment on, the silicon can continue to grow in the [100] direction and so at the mask edges 21

die Wälle 8 bilden. Bei der Verwendung von SiO2-Masken treten durch die oben bereits erwähnte Reaktion zwischen einer SiO₂-Maske und dem Silizium des Walls zusätzliche Aufwachsungen 9 auf, die aus stark verzwillingtem bis polykristallinem Siliziummatertal bestehen.form the walls 8. When using SiO2 masks, the above-mentioned reaction between an SiO ₂ mask and the silicon of the wall results in additional growths 9, which consist of heavily twinned to polycrystalline silicon material.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird eine Wallbildung dadurch verhindert, daß durch Bemessung der Unterätzung und Wahl des Verhältnisses der Aufwachsrate [111] parallel zur Bösehungsfläche zur Aufwachsrate r[100] parallel zur Bodenfläche der Wanne erreicht wird, daß die seitliche Silizium-Aufwachsung gleichzeitig mit dem parallel zur Bodenfläche aufwachsenden Siliziummaterial den Maskenrand 21 erreicht.In the method according to the invention, a wall formation is prevented by dimensioning the undercutting and choice of the ratio of the growth rate [111] parallel to the surface to the Growth rate r [100] parallel to the bottom surface of the tub is achieved that the lateral silicon growth the mask edge 21 simultaneously with the silicon material growing parallel to the bottom surface achieved.

Die genaue Justierung der Maskenfenster, d. h. der Ränder der öffnungen in der Maske 2, muß parallel zu der Orientierung (UO) erfolgen. Bei einer nur schwachen Fehlorientierung treten zwischen der Bodenfläche der Wanne [(lOO)-Fläche] und den seitlichen Böschungsflächen (|111)-Flächen) noch zusätzliche, für das Auffüllen ungünstige Flächen der Orientierung (113) auf.The exact adjustment of the mask window, i. H. the edges of the openings in the mask 2 must be parallel to orientation (UO). If there is only a slight misorientation, occur between the floor area the tub [(100) surface] and the side slope surfaces (| 111) surfaces) still additional, for filling in unfavorable areas of orientation (113) on.

Ein Vorteil der hohen Ätzraten mit beispielsweise HCl (bis 20μηι/ηιίη) liegt darin, daß sich annähernd ebene Bodenflächen 4t erzeugen lassen. Außerdem treten — durch die kurzen Verweilzeiten bedingt — die oben genannten Ätzreaktionen nur sehr schwach auf.An advantage of the high etching rates with, for example, HCl (up to 20μηι / ηιίη) is that approximately let create flat floor surfaces 4t. In addition, due to the short dwell times, the the above-mentioned etching reactions only very weakly.

Nach der Wannenätzung, vorzugsweise eine Gasätzung mit beispielsweise HCI, folgt die Auffüllung der Wanne durch die Zersetzung von SiH₄, HCl und H₂. In der folgenden Tabelle ist die Abhängigkeit des Aufwachsungsprofils von der Art der Ätzung und der Ätztemperatur angegeben. Die Tabelle gilt für die Auffüllung durch die Zersetzung von SiH₄. HCl und H₂ oder von SiCl₄ und H₂.After the tub etching, preferably a gas etching with, for example, HCl, the tub is filled by the decomposition of SiH ₄ , HCl and H ₂ . The following table shows the dependence of the growth profile on the type of etching and the etching temperature. The table applies to replenishment through the decomposition of SiH ₄ . HCl and H ₂ or of SiCl ₄ and H ₂ .

AtztemperaturEtching temperature Art der ÄtzungType of etching Aufwuch-
sungsproFilGrowth
solution profile tÄu < HOO⁰C tÄu < HOO ⁰ C anisotrop (F i g. 6,
Bczugszeichen 42)anisotropic (Fig. 6,
Reference symbol 42) starke Wall
bildungstrong wall
education HOO⁰C < Mi/
< I200"CHOO ⁰ C <Wed /
<I200 "C zunehmend schwächer
anisotrop (F i g. 6,
Bezugszeichen 62)increasingly weaker
anisotropic (Fig. 6,
Reference number 62) mittlere
Wallbiklungmiddle
Wallbiklung Mi/ > 1200⁰CWed /> 1200 ⁰ C schwach anisotrop
(Fi g. 6, Bczugs
zeichen 72)weakly anisotropic
(Fig. 6, Ref
sign 72) geringe
Wallbiklunglow
Wallbiklung

Die Wallhöhe der gebildeten Wälle läßt sich durch dieThe height of the ramparts formed can be determined by the

Verwendung von SijN₄-Masken noch weiter verringern.Reduce the use of SijN ₄ masks even further.

Aus der oben angegebenen Tabelle geht hervor, daßFrom the table given above it can be seen that

der Unterschied zwischen hoher bzw. niedriger Wallbildung auf die Art und den Grad der jeweils vorliegenden . Unterätzung zurückgeht. Eine stark unterätzte Maske wirkt bei der Auffüllung als Wallbremse, wobei nach anisotrop erfolgter Ätzung ein Wachstum an den Böschungsflächen der (111}-Orienticrung in die [100]-Richtung so lange verhindert wird, bis das aufwachsende Silizium durch keine Maske mehr abgedeckt ist. Zusätzlich bei diesem Effekt spielt das Aufwachsratenverhältnis r[l 11] zu r[100] eine Rolle.the difference between high and low wall formation on the type and degree of each present. Undercutting decreases. A heavily underetched mask acts as a Wall brake, whereby after anisotropic etching a growth on the slope surfaces of the (111} -Orienticrung in the [100] direction is prevented until the growing silicon is no longer through a mask is covered. The growth rate ratio r [l 11] to r [100] also plays a role in this effect.

Zur Herstellung von Siliziumeinlagerungen hoher Planheit werden daher z. B. durch HCl-Gasätzung bei einer Ätztemperatur t&_u > 1200⁰C, in dem Siliziumsubstrat schwach anisotrop geätzte Wannen erzeugt. Dabei erfolgt die Ätzung mit vorzugsweise 0,1 bis 20 Mol-% HCl bei einer hohen Ätzrate bis zu 10 μιη/ιηιη. Die so erzeugten Bodenflächen der Wannen sind vorteilhafterweise praktisch eben. Durch die Auffüllung der Wannen bei der Abscheidungsreaktion mit SiCl₄ und H₂ bzw. SiCI₄ und HCl und H₂, kann auf diese Weise die Wallhöhe niedrig gehalten werden. Insbesondere bei der Verwendung von einer Nitridmaske wird die Wallhöhe besonders niedrig gehalten. Am günstigsten ist die Auffüllung bei der Abscheidungsreaktion mit SiH₂/HCl/H₂. Hiermit und bei der Verwendung einer Nitridmaske, einer Abscheidetemperatur von etwa 1150⁰C und einer Aufwachsrate von 2 μΐη/min lassen sich, bedingt durch die größere Freiheit in der Mischung der Komponenten, die Wälle völlig zum VerschwindenFor the production of silicon inclusions of high flatness z. B. by HCl gas etching at an etching temperature t & _u > 1200 ⁰ C, produced weakly anisotropically etched wells in the silicon substrate. The etching takes place with preferably 0.1 to 20 mol% HCl at a high etching rate of up to 10 μm / ιηιη. The bottom surfaces of the tubs produced in this way are advantageously practically flat. By filling the troughs during the deposition reaction with SiCl ₄ and H ₂ or SiCl ₄ and HCl and H ₂ , the height of the wall can be kept low in this way. In particular when using a nitride mask, the height of the wall is kept particularly low. The most favorable is the filling in the deposition reaction with SiH ₂ / HCl / H ₂ . Hereby and with the use of a nitride mask, a deposition temperature of about 1150 ⁰ C and a growth rate of 2 μΐη / min, the walls can be due to the greater freedom in the mixture of components, to disappear completely

bringen.bring.

Bei diesen Bedingungen ist das Aufwachsratenvcr-Under these conditions, the growth rate is

hältnis in den Wannen r[\ 11] zu r[100]<-1 :1,2, so daß das Siliziumwachstum auf den (lll}-Böschungsflächen langsamer erfolgt als auf der (lOO)-Bodenfläche. Hierdurch wird, im Zusammenspiel mit der Walibrcmswirkung durch die unterätzte Maske, die Wallbildung praktisch unterbunden, wenn das Aufwachsverhältnis r[lll] zu r[100] gleich dem bei der vorangegangenen Ätzung erreichten Verhältnis zwischen seitlicher Untcratzung und Tiefe der Wanne ist. Durch die kurze Vcrweilzcit wahrend der Ätzung bei einer hohenratio in the tubs r [\ 11] to r [100] <- 1: 1.2, so that silicon growth on the (III) slope surfaces takes place more slowly than on the (100) floor surface The rolling effect through the underetched mask, the wall formation is practically prevented when the growth ratio r [III] to r [100] is equal to the ratio between the lateral undercutting and the depth of the tank achieved in the previous etching high

Ätzratc und die schnelle Auffüllung der Wanne wtlhrenc der Epitaxie bei hoher Aufwachsrate werden vorteilhnf tcrwcise unerwünschte Reaktionen zwischen den Silizium und der Maske auf ein Minimum beschränk oder praktisch unterdrückt.Etching rate and rapid refilling of the tub wtlhrenc of epitaxy with a high growth rate, undesirable reactions between the Silicon and the mask to a minimum or practically suppressed.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Method for producing silicon intercalations in a silicon substrate with coplanar Surfaces of the inclusions and the substrate, initially in the substrate by means of anisotropic Etching using a mask with edges having a specific orientation to the lattice planes of the substrate troughs with a slope and a bottom surface of a certain orientation the lattice planes of the substrate are generated and then these wells by means of epitaxy are filled with silicon material by chemical deposition from the gas phase, characterized in that, that in the case of anisotropic etching, the width (71) of the lateral undercutting of the mask (2) and the depth (73) of the troughs (41, 42) are dimensioned so that the ratio of these two Dimensions equal to the ratio of the growth rate on the slope area chosen for the epitaxy (42) in the direction of the substrate plane to the growth rate on the bottom surface (41) in the direction is perpendicular to the substrate plane, so that the silicon material growing parallel to the slope surface (42) and the silicon material growing parallel to the bottom surface (41) the edge (21) of the reach the undercut mask (2) at the same time (Fig. 5).

2. The method according to claim 1, characterized in that in the troughs (41, 42) a opposite to the substrate (1) doped silicon material is grown.

3. The method according to claim 1, characterized in that in the troughs (41, 42) a Silicon material is grown, which has the same conductivity type as the substrate (1) but a higher doping concentration than the substrate (1) receives.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a mask (2) from S13N4 is used.

5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a mask (2) from S1O2 is used.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the troughs (41, 42) are etched with a gaseous etchant composed of a hydrogen halide and hydrogen or a halogen and hydrogen and that the etching temperature tÄa is in a range between U 50 ° C and 1300 ° C.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the epitaxy by the Decomposition of SiCU and H2 takes place.

8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the epitaxy takes place by the decomposition of SiCU, HCI and Hi .

9. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the epitaxy by the Decomposition of S1H2CI2 and H2 takes place.

10. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the epitaxy takes place by the decomposition of SiH ₂ Cl ₂ , H ₂ and HCl.

11. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the epitaxy takes place by the decomposition of SiH ₄ , HCl and H ₂ .

12. Method according to one of Claims 1 to 11.

dadurch gekennzeichnet, daß ein Substrat (1) mit einer Oberfläche der Orientierung (100) und eine Maske (2) mit einem Maskenrand der Orientierung (110) verwendet werden, wobei die Böschungsfläche (42) einer in dieses Substrat (1) geätzten Wanne (41, 42) die Orientierung (111) erhält.characterized in that a substrate (1) with a surface of the orientation (100) and a Mask (2) with a mask edge of the orientation (110) can be used, the slope surface (42) a trough (41, 42) etched into this substrate (1) receives the orientation (111).