DE2508802A1 - Verfahren zum abscheiden von elementarem silicium - Google Patents

Verfahren zum abscheiden von elementarem silicium

Info

Publication number
DE2508802A1
DE2508802A1 DE19752508802 DE2508802A DE2508802A1 DE 2508802 A1 DE2508802 A1 DE 2508802A1 DE 19752508802 DE19752508802 DE 19752508802 DE 2508802 A DE2508802 A DE 2508802A DE 2508802 A1 DE2508802 A1 DE 2508802A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
silicon
reaction gas
deposited
additional element
formation
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.)
Withdrawn
Application number
DE19752508802
Other languages
English (en)
Inventor
Konrad Dipl Chem Dr P Reuschel
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19752508802 priority Critical patent/DE2508802A1/de
Priority to US05/644,963 priority patent/US4068020A/en
Priority to JP2105776A priority patent/JPS5636123B2/ja
Publication of DE2508802A1 publication Critical patent/DE2508802A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02381—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
    • H01L21/02518—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
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/0257—Doping during depositing
    • H01L21/02573—Conductivity type
    • H01L21/02576—N-type
    • 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
    • H01L21/0257—Doping during depositing
    • H01L21/02573—Conductivity type
    • H01L21/02579—P-type
    • 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
    • H01L21/0257—Doping during depositing
    • H01L21/02573—Conductivity type
    • H01L21/02581—Transition metal or rare earth elements
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic System
    • H01L29/167—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic System further characterised by the doping material
    • 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
    • Y10S148/016—Catalyst
    • 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
    • Y10S148/073—Hollow body
    • 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
    • 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
    • Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
    • Y10S438/903—Catalyst aided deposition

Description

Ye rfahren znή Abscheiden von elementaren SiIi
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Abscheiden von elementarem Silicium aus einem zur thermischen Abscheidung dieses Elements befähigten Reaktionsgas an der Oberfläche eines in dem Reaktionsgas erhitzten Trägerkörpers aus einem hitzebeständigen sowie gegen das Silicium und gegen das Reaktionsgas inerten Material, bei dem zugleich ein die Entstehung einer amorphen mikrokristallinen Struktur des abgeschiedenen Silicium begünstigendes, vorzugsweise bei der Abscheidungstemperatur nicht flüchtiges Element mitabgeschieden und in die entstehende SiIiciumschicht miteingebaut wird, derart, daß der halbleitende Charakter der abgeschiedenen Schicht nicht verloren geht.
Ein solches Verfahren ist in der DT-PS 1.521.465 und in der Literaturstelle "Journal of the Electrochem. Soc." Vol.113 (May 1966) ITo.5 pp.506 bis 508 beschrieben. Dort handelt es sich um ein Verfahren zum Abscheiden von texturlosem Silicium, wobei als Zusatz aus dem Reaktionsgas Kohlenstoffatome mitabgaschieden und in Form von Siliciumcarbid in die Schicht mit eingebaut werden. Das Reaktionsgas besteht beispielsweise aus einem Gemisch von Hpj SiHCl., und CH^SiHCl2 im Verhältnis 1:2:60, welches der Oberfläche des auf eine Temperatur von mindestens 10000C heißen, z.B. aus Si, SiOp, Al2O,. Graphit oder Porzellan bestehenden Trägerkörper zugeführt wird. Die Einsatzmöglichkeit eines solchen Siliciums für Halbleiterbauelemente, z.B. für Dioden ist in der DT-PS 1.521.465 ebenfalls beschrieben.
Hinsichtlich der Einsatzmöglichkeiten von polykristallinen! Silicium in der Halbleitertechnik kann z.B. auf "J.Appl.Phys." Vol.43, ::o.1 (Jan.1972) pp. 83 bis 91 und "Solid-State-Electronics" (1972) Vol.15, pp.789 bis 799 hingewiesen werden. Sie lassen erkennen, daß Diffusionsgeschwindigkeit der Dotierungsstoffe in polykristallinen! Material für bipolare Halbleiteranordnungen nicht empfoh-
VPA 9/110/4070 Stg » 12 Hem
809837/0813
len wird. Günstiger scheinen nach den Ausführungen der DT-PS 1.521.465 die Einsatzmöglichkeiten für mikrokristallines amorphes Silicium zu sein.
Wie die Offenbarungen dieser Patentschrift erkennen lassen, setzt sich jedoch eine nach dem dort beschriebenen Verfahren erhaltene Siliciumschicht aus feinsten Siliciumkörnern zusammen, deren Zwischenbereiche mit Siliciumcarbid ausgefüllt sind. Man hat also trotz allem noch eine inhomogene, wenn auch durch die Kleinheit der Siliciumkörner sich nicht mehr im Auftreten einer optisch erkennbaren Textur bemerkbar machende Struktur. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist hingegen eine glasartige Beschaffenheit des abgeschiedenen Siliciums angestrebt, die sich aber andererseits auch durch einen sehr hohen Widerstand im eigenleitenden, also undotiertem Zustand auszeichnet, so daß ein Einsatz auch bei Elementen mit pn-übergängen, z.B. bei Solarzellen;als möglich erscheint.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß als die Entstehung einer mikrokristallinen amorphen Struktur begünstigendes Element ein weder den Leitungstyp in nennenswerten Maße bestimmendes noch selbst halbleitereigenechaften aufweisendes Element verwendet und derart aus dem Reaktionsgas zusammen mit dem Silicium abgeschieden wird, daß'einerseits die Konzentration dieses Elements •die Festkörperlöslichkeit dieses Elements in monokristallinem Silicium übertrifft, daß aber andererseits sowohl die Bildung von Silicid al3 auch von leitenden Einschlüssen unterbunden ist.
Als zusätzliches Element scheiden somit die Donatoren und Akzeptoren der V. und III. Hauptgruppe des PS. im vornherein aus. Dasselbe gilt für die meisten Elemente der übrigen Hauptgruppen mit Ausnahme der IV. Hauptgruppe sowie der Elemente Calcium, Magnesium und Schwefel. Von den letzteren scheidet jedoch Germanium aus, während sich ebenso wie bei dem Verfahren nach der DT-PS 1.521.465 Kohlenstoff eignet.
Weiter sind Metalle der IV., V., VI., VII. und VIII. Nebengruppe geeignet, sofern 3ie ausreichend flüchtige Halogenide bzw. Oxyde bzw. Organyle bilden, die eine Zugabe zu dem im Übrigen in üblicher V/eise zusammengesetzten Reaktionsgas gestatten.
VPA 9/110/4070 609837/0813
Die Erfindung wird mm anhand der Figur näher beschrieben, in welcher eine an sich übliche Abscheidungsapparatur dargestellt ist.
Ein aus Silicium bestehender ststförniger Trägerkörper 1 ist an seinen Enden mittels Elektroden 2 in üblicher Weise in einem Reaktionsgefäß ^ gehaltert, welches zugleich als Durchströnmngsgefäß für das Reaktionsgas ausgebildet ist. Das aus mit SiHGl, beladenem Wasserstoff bestehende Reaktionsgas wird in üblicher Weise hergestellt. Beispielsweise indem man den aus einer Gasflasche 4 entnommenen Wasserstoff durch einen mit flüssigem SiHCl^ angefüllten Verdampfer 5 leitet. Zur Beheizung des Trägerkörpers ist eine geregelte Stromquelle 6 vorgesehen, welche den Trägerkörper 1 zweckmäßig auf einer Temperatur von 800 bis 1150 C erhitzt. Pur das Reaktionsgap ist z.B. ein Molverhältnis von Wasserstoff zu SiHCl, im Bereich von 1:0,05 bis 1:0,12 günstig. Das Reaktionsgas wird außerdem vor dem Einleiten in das Peaktionsgefäß mit einem flüssigen aber schwerflüchtigen Kohlenwasserstoff bzw. einem Gemisch solcher Kohlenwasserstoffe in Kontakt gebracht. Hierzu ist noch ein weiteres Durchströmungsgefäß 7 vorgesehen, dessen Boden mit gereinigtem Schmieröl, z.B. Motorenöl, oder einem sonstigen schwerflüssigen Öl auf KW-Basis, bedeckt ist und das sich auf Zimmertemperatur befindet. Der Durchsatz des Reaktionsgases beträgt in dem Gefäß 7 2 bis 100 m /&. Gegebenenfalls kann die Verbindung des Zusatzelements auch auf andere Weise mit dem Reaktionsgas vermischt werden, z.B. indem man eine mit der flüssigen Verbindung des Elements gefüllte Schale im Reaktionsgefäß anordnet.
Das unter diesen Bedingungen abgeschiedene Silicium weist eine glatte glasartige Oberfläche auf und zeigt bei entsprechender mechanischer Überlastung muschelige Bruchstellen. Der Nachweis von Siliciumcarbid oder einem anderen Silicid in den abgeschiedenen Siliciumschichten verlief negativ.
Andererseits ist der spezifische Widerstand des auf die beschriebene Weise jedoch ohne dotierenden Zusatz abgeschiedenen Siliciums 1O bis 2000 0hm.cm. Will man das Verfahren gemäß der Erfindung Zur Herstellung von dotiertem Silicium anwenden, so wird das Reaktionsgas in üblicher Weise mit dotierenden Zusätzen, am besten
9/^10/4070 G098 3 7/08 13
in Form eines Halogenids oder Hydrids eines Elements der III. oder V. Hauptgruppe des PS versehen. Die Durchführung der Erfindung wird davon nicht berührt.
Bei dem beschriebenen Verfahren sind die Bedingungen so gewählt, daß sich kein Silicid des Zusatzelements, also in diesem Falle kein SiC, bildet. Hierzu ist einerseits erforderlich, daß sich die Abscheidungstemperatur unterhalb einer von der Art des Zusatzes abhängigen Grenze hält, die bei Kohlenstoff bei 120O0C liegt. Andererseits spielt auch die Konzentration des Zusatzelements in dem Reaktionsgas eine Rolle, welche einerseits die für die Einsatztemperatur des Siliciums (insbesondere Zimmertemperatur) geltende Löslichkeit des Zusatzelements in monokristallinem Silicium auf jeden Fall überschreiten soll, während andererseits sie nicht so hoch sein soll, daß sich in dem abgeschiedenen Silicium leitende oder halbleitende Einschlüsse ausbilden können. Dementspricht, daß der zusätzliche Gehalt des Reaktionsgas an Kohlenstoff höchstens 5 Gew.^, vorzugsweise 0,1 Gew.$ sein soll. Die oben genannten schweren Öle als Lieferant für den bei dem Verfahren gemäß der Erfindung benötigten C-Gehalt des Reaktionsgases haben bei Zimmertemperatur gerade die richtige Verdampfungsquote, um bei den für eine rasche Abscheidung (Wachstumsgeschwindigkeit von 0,1 bis 0,8 mm/Λ ) geeigneten C-Gehalt des Reaktionsgases zu gewährleis-• ten.
Verwendet man als Zusatzelement ein Metall der IV. bis VIII. Febengruppe oder Zinn bzw. Blei so ist die zu verwendende Abscheidungstemperatur im allgemeinen niedriger zu wählen, um die Gefahr einer Silicidbildung zu vermeiden. Zweckmäßig ist hier die Beachtung von 110O0C als obere Temperaturgrenze. Andererseits muß aber auch eine geeignete flüchtige Verbindung des betreffenden Elements zur Verfügung stehen, um es dem Reaktionsgas in ausreichendem Maße zumischen zu können.
Derartige flüchtige bzw. relativ flüchtige Verbindungen von in Frage kommenden Zusatzelementen sind z.B. CH^Mn(CO)5, Ni(CO)., CrO2Cl2, MoCl5, NbF5, SCl2, SOCl2, CS2, SOBr2, TaCl5, TiCl4, VOCl, VOCl2, VF4, WCl5, WOF4, SnH4, SBrI4, SnCl4. Dabei ist zu bemerken, daß nicht alle diese Verbindungen binär sind, sondern zum Teil
VPA 9/110/4070 609837/0813
noch Sauerstoff und/oder Kohlenstoff, wie z.B. die Carbonyle enthalten. In diesem Zusammenhang kann jedoch festgestellt werden, daß sich die Anwesenheit von Op in geringem Maße zusätzlich zu den die Entstehung von amorphen Silicium begünstigenden Element vorteilhaft auf die elektrischen Eigenschaften des abgeschiedenen Siliciums auswirkt, sofern sein Anteil so bemessen wird, daß die Zahl der anwesenden Sauerstoffatome die Zahl der Atome des eigentlichen Zusatzelements nicht überschreitet. Pur das Zusatzelement ist im allgemeinen eine Konzentration von 2.10 Atome/cm angestrebt. Als günstigen Richtwert kann man die für Zimmertemperatur geltende Festkörperlöslichkeitsgrenze des betreffenden Zusatzelements in monokristallinem Silicium nehmen, die etwa dem Verteilungskoeffizienten beim Zonenschmelzen von Siliciumstäben entspricht. Die einzustellende Konzentration wird zweckmäßig so gewählt, daß die Löslichkeitsgrenze um mindestens 5/£ überschritten wird. Die Obergrenze wird durch die Bildung von Ausscheidungen bestimmt. Im allgemeinen treten diese Ausscheidungen auf, wenn die Löslichkeitsgrenze um 4 bis 5 Zehnerpotenzen überschritten sind. So ist z.B. die maximale löslichkeit von ITi im Silicium 1.10 Atome/cm . Brücken bildende Ausscheidungen treten auf, wenn die ITi Konzentration 2.10 Atome/cm beträgt. Die entsprechen-
17 den Werte beim Kohlenstoff sind 3-10 (für maximale Löslichkeit)
21
und'V/IO für Ausscheidungen.
Als Material für den Trägerkörper 1 kommen außer Si vor allem C (Graphit), schwerflüchtige Metalle mit nicht dotierenden Eigenschaften und Keramik in Betracht. Günstig sind glatte, polierte Oberflächen des Trägerkörpers. Die Art der Beheizung kann durch direkten Stromdurchgang, durch Induktion oder durch Bestrahlung erfolgen. Die Abscheidegeschwindigkeit wird vor allem nach dem Gesichtspunkt einer möglichst guten Ausbeute des Reaktionsgases und einer großen Abscheidegeschwindigkeit bemessen, weil das angestrebte Silicium sich vor allem auch wesentlich wirtschaftlicher als monokristallines Silicium herstellen lassen soll.
Zweckmäßig ist deshalb einen Reaktionsgasdurchsatz von mindestens 10 m.-'/£ anzuwenden.
VPA 9/110/4070 δ 0 3 S 3 7 /Ό 8 1
— O —
Das erhaltene amorphe Silicium wird wie üblich weiter verarbeitet, Zur Herstellung von pn-Übergängen können die üblichen Prozesse, vor allein Diffusion von den üblichen Dotierungsstoffen und/oder Epitaxie unter Verwendung des gemäß der Erfindung erhaltenen Siliciurns als Substrat erfolgen. Dabei ist zu bemerken, daß die Diffusionskoeffizienten größer als in normalera polykristallinem Silicium werden. Das durch Epitaxie abgeschiedene Silicium wird, wenn die Abscheidung bei niedrigen Temperaturen erfolgt, ebenfalls amorph, oberhalb von 110O0C hingegen nicht mehr texturlos. Deshalb ist es günstig, wenn pn-Übergänge sogelegt werden, daß sie im amorphen Bereich liegen.
17 Patentansprüche
1 Figur
VPA 9/110/4070
609837/0813

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zum Abscheiden von elementarem Silicium aus einem zur thermischen Abscheidung dieses Elements befähigten Reaktionsgas an der Oberfläche· eines in dem Reaktionsgas erhitzten Trägerkörpers aus einem hitzebeständigen sowie gegen das SiIi-, cium und gegen das Reaktionsgas inerten Material, bei dem zugleich ein die Entstehung einer mikrokristallinen amorphen Struktur des abgeschiedenen Silicium begünstigendes /mrtr-abgeschieden und in die entstehende Siliciumschicht mit eingebaut wird, derart, daß der halbleitende Charakter der abgeschiedenen Schicht nicht verloren geht, dadurch gekennzeichnet, daß als die Entstehung einer mikrokristallinen amorphen Struktur begünstigendes Element ein weder den Leitungstyp in nennenswertem Maße bestimmendes noch selbst Halbleitereigenschaften aufweisendes Element verwendet und derart aus dem Reaktionsgas zusammen mit dem Silicium abgeschieden wird, daß einerseits die Konzentration dieses Elements die Festkörperlöslichkeit dieses Elements in monokristallinem Silicium übertrifft, daß aber andererseits die Bildung von Silicid als auch von leitenden Einschlüssen unterbunden ist.
    2,) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzelement ein Element der IV.Gruppe des PS, insbesondere G, Sn, Ti, verwendet wird.
    3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzelewent ein nicht dotierend wirkendes Element der V. Gruppe dos PS, insbesondere V, verwendet wird.
    4.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzelement ein Element der VI.Gruppe des PS, insbesondere S, Cr, Mo, V, verwendet wird.
    5.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzelement ein Element der VII.Gruppe des PS, insbesondere Kn, verwendet wird.
    VPA 9/110/4070 6098 3 7/08 13
    6.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzelement ein Element der VIII. Gruppe des PS, insbesondere ITi, Fe, verwendet wird.
    7.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Quelle für das Zusatzelement Kohlenstoff dem Reaktionsgas ein schwerflüchtiger Kohlenwasserstoff zugemischt wird.
    8.) Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bestandteil des Reaktionsgases über schwerflüchtiges öl, insbesondere Motorenöl, geleitet wird.
    9.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Koh-
    16
    lenstoffs in dem abgeschiedenen Silicium auf etwa 2.10 Atome/cm eingestellt wird.
    10.)Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abscheidungstemperatur von 800 bis 115O0C und eine Abscheidegeschwindigkeit von 0,1 bis 0,8 mm/X verwendet wird.
    . 11.)Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzelement in Form eines flüchtigen Halogenids beigemischt wird.
    12.)Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzelement in Form eines flüchtigen Hydrids zugemischt wird.
    13·)Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzelement in Form einer sauerstoffhaltigen Halogenverbindung zugemischt wird.
    H.)Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem die Entstehung einer mikrokristallinen amorphen Struktur des begünstigenden Element etwas Sauerstoff dem Reaktionsgas beigemischt wird.
    VPA 9/110/4070 609837/0813
    ■*■ j -~
    15.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Carbonyl verwendet
    wird.
    16,) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichne t, daß die Konzentration des Zusatzelements in dem abgeschiedenen Silicium so eingestellt wird, daß die Grenze der Eestkörperlöslichkeit in monokristallinem Silicium um mindestens 5% überschritten wird.
    17.) Verfahren nach einem der Ansrpüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wachstumsgeschwindigkeit des abgeschiedenen Siliciums auf 0,5 mm/ieingestellt wird.
    VPA 9/110/4070
    5-0 9837/0813
    AO
    Leerseite
DE19752508802 1975-02-28 1975-02-28 Verfahren zum abscheiden von elementarem silicium Withdrawn DE2508802A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19752508802 DE2508802A1 (de) 1975-02-28 1975-02-28 Verfahren zum abscheiden von elementarem silicium
US05/644,963 US4068020A (en) 1975-02-28 1975-12-29 Method of depositing elemental amorphous silicon
JP2105776A JPS5636123B2 (de) 1975-02-28 1976-02-27

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19752508802 DE2508802A1 (de) 1975-02-28 1975-02-28 Verfahren zum abscheiden von elementarem silicium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2508802A1 true DE2508802A1 (de) 1976-09-09

Family

ID=5940114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19752508802 Withdrawn DE2508802A1 (de) 1975-02-28 1975-02-28 Verfahren zum abscheiden von elementarem silicium

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4068020A (de)
JP (1) JPS5636123B2 (de)
DE (1) DE2508802A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2432765A1 (fr) * 1978-03-16 1980-02-29 Energy Conversion Devices Inc Procede de fabrication d'un film semi-conducteur et film semi-conducteur en faisant application
FR2457914A1 (fr) * 1979-05-30 1980-12-26 Siemens Ag Procede pour la fabrication du silicium possedant des proprietes semiconductrices
EP0062079A1 (de) * 1980-10-15 1982-10-13 THE STATE OF JAPAN, as Represented by the DIRECTOR GENERAL of the AGENCY of INDUSTRIAL SCIENCE and TECHNOLOGY Dünner silikonfilm und verfahren zu dessen herstellung
EP0073075A2 (de) * 1981-08-03 1983-03-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Halbleiteranordnung mit polykristallinem Silizium und Verfahren zu deren Herstellung

Families Citing this family (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4148931A (en) * 1976-03-08 1979-04-10 Siemens Aktiengesellschaft Process for depositing elemental silicon semiconductor material from a gas phase
US4196438A (en) * 1976-09-29 1980-04-01 Rca Corporation Article and device having an amorphous silicon containing a halogen and method of fabrication
US4179528A (en) * 1977-05-18 1979-12-18 Eastman Kodak Company Method of making silicon device with uniformly thick polysilicon
US4485389A (en) * 1978-03-08 1984-11-27 Energy Conversion Devices, Inc. Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors
US4217374A (en) * 1978-03-08 1980-08-12 Energy Conversion Devices, Inc. Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors
SE7803079L (sv) * 1978-03-16 1979-09-17 Lindstroem O Framstellning av slipmedelspartiklar
DE3016807A1 (de) * 1980-05-02 1981-11-05 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Verfahren zur herstellung von silizium
US4455325A (en) * 1981-03-16 1984-06-19 Fairchild Camera And Instrument Corporation Method of inducing flow or densification of phosphosilicate glass for integrated circuits
US5043772A (en) * 1985-05-07 1991-08-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor photo-electrically-sensitive device
US5391893A (en) * 1985-05-07 1995-02-21 Semicoductor Energy Laboratory Co., Ltd. Nonsingle crystal semiconductor and a semiconductor device using such semiconductor
US4582560A (en) * 1982-12-06 1986-04-15 Sri International In situ production of silicon crystals on substrate for use in solar cell construction
US7038238B1 (en) 1985-05-07 2006-05-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device having a non-single crystalline semiconductor layer
US5753542A (en) * 1985-08-02 1998-05-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for crystallizing semiconductor material without exposing it to air
US5962869A (en) * 1988-09-28 1999-10-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor material and method for forming the same and thin film transistor
JPH01241175A (ja) * 1988-03-23 1989-09-26 Seikosha Co Ltd 非晶質シリコン薄膜トランジスタの製造方法
JPH0729874B2 (ja) * 1989-11-04 1995-04-05 コマツ電子金属株式会社 多結晶シリコン製造装置の芯線間接続用ブリッジ
IT1246772B (it) * 1989-12-26 1994-11-26 Advanced Silicon Materials Inc ''mandrino di grafite avente uno strato esterno di rivestimento __impermeabile all'idrogeno''
US5210050A (en) * 1990-10-15 1993-05-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing a semiconductor device comprising a semiconductor film
US7115902B1 (en) 1990-11-20 2006-10-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electro-optical device and method for manufacturing the same
KR950013784B1 (ko) 1990-11-20 1995-11-16 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 겐큐쇼 반도체 전계효과 트랜지스터 및 그 제조방법과 박막트랜지스터
US5849601A (en) 1990-12-25 1998-12-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electro-optical device and method for manufacturing the same
KR950001360B1 (ko) * 1990-11-26 1995-02-17 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 겐큐쇼 전기 광학장치와 그 구동방법
US7154147B1 (en) * 1990-11-26 2006-12-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electro-optical device and driving method for the same
US8106867B2 (en) 1990-11-26 2012-01-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electro-optical device and driving method for the same
US7098479B1 (en) 1990-12-25 2006-08-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electro-optical device and method for manufacturing the same
US7576360B2 (en) * 1990-12-25 2009-08-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electro-optical device which comprises thin film transistors and method for manufacturing the same
EP0499979A3 (en) * 1991-02-16 1993-06-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electro-optical device
JP2794499B2 (ja) * 1991-03-26 1998-09-03 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
JP2845303B2 (ja) * 1991-08-23 1999-01-13 株式会社 半導体エネルギー研究所 半導体装置とその作製方法
US6693681B1 (en) 1992-04-28 2004-02-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electro-optical device and method of driving the same
JP2814161B2 (ja) 1992-04-28 1998-10-22 株式会社半導体エネルギー研究所 アクティブマトリクス表示装置およびその駆動方法
US6413805B1 (en) 1993-03-12 2002-07-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device forming method
JP3450376B2 (ja) * 1993-06-12 2003-09-22 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
TW264575B (de) * 1993-10-29 1995-12-01 Handotai Energy Kenkyusho Kk
US5923962A (en) * 1993-10-29 1999-07-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing a semiconductor device
US6798023B1 (en) * 1993-12-02 2004-09-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device comprising first insulating film, second insulating film comprising organic resin on the first insulating film, and pixel electrode over the second insulating film
CN1328761C (zh) 1993-12-02 2007-07-25 株式会社半导体能源研究所 半导体器件的制造方法
US7081938B1 (en) 1993-12-03 2006-07-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electro-optical device and method for manufacturing the same
TW272319B (de) * 1993-12-20 1996-03-11 Sharp Kk
KR100319332B1 (ko) * 1993-12-22 2002-04-22 야마자끼 순페이 반도체장치및전자광학장치
US6884698B1 (en) * 1994-02-23 2005-04-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device with crystallization of amorphous silicon
JP2900229B2 (ja) * 1994-12-27 1999-06-02 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置およびその作製方法および電気光学装置
US5834327A (en) 1995-03-18 1998-11-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for producing display device
US6478263B1 (en) 1997-01-17 2002-11-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and its manufacturing method
JP3645378B2 (ja) 1996-01-19 2005-05-11 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
JP3645380B2 (ja) 1996-01-19 2005-05-11 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法、情報端末、ヘッドマウントディスプレイ、ナビゲーションシステム、携帯電話、ビデオカメラ、投射型表示装置
JP3729955B2 (ja) 1996-01-19 2005-12-21 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
JP3645379B2 (ja) * 1996-01-19 2005-05-11 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
US5888858A (en) 1996-01-20 1999-03-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and fabrication method thereof
US6180439B1 (en) * 1996-01-26 2001-01-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for fabricating a semiconductor device
US7056381B1 (en) 1996-01-26 2006-06-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Fabrication method of semiconductor device
US6465287B1 (en) 1996-01-27 2002-10-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for fabricating a semiconductor device using a metal catalyst and high temperature crystallization
US6100562A (en) 1996-03-17 2000-08-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing a semiconductor device
EP2271788A2 (de) * 2008-03-26 2011-01-12 GT Solar Incorporated Systeme und verfahren zur verteilung von gas in einem cvd-reaktor
WO2009120859A1 (en) * 2008-03-26 2009-10-01 Gt Solar, Inc. Gold-coated polysilicon reactor system and method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2032878A1 (de) * 1970-07-02 1972-01-05 Siemens AG, 1000 Berlin u. 8000 München Verfahren zum Herstellen von versetzungsarmen Siliciumeinkristallen

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE666629A (de) * 1964-08-04
DE1261842B (de) * 1964-12-12 1968-02-29 Siemens Ag Verfahren zum Herstellen von hochreinem Silicium
US3930067A (en) * 1966-04-16 1975-12-30 Philips Corp Method of providing polycrystalline layers of elementtary substances on substrates
DE1614410B2 (de) * 1967-01-25 1973-12-13 Siemens Ag, 1000 Berlin U. 8000 Muenchen Halbleiterbauelement
US3485684A (en) * 1967-03-30 1969-12-23 Trw Semiconductors Inc Dislocation enhancement control of silicon by introduction of large diameter atomic metals
US3725148A (en) * 1970-08-31 1973-04-03 D Kendall Individual device tuning using localized solid-state reactions
US3836999A (en) * 1970-09-21 1974-09-17 Semiconductor Res Found Semiconductor with grown layer relieved in lattice strain
US3734770A (en) * 1970-12-14 1973-05-22 Motorola Inc Nitrogen nucleation process for the chemical vapor deposition of polycrystalline silicon from sici4
US3862852A (en) * 1973-06-01 1975-01-28 Fairchild Camera Instr Co Method of obtaining high-quality thick films of polycrystalline silicone from dielectric isolation

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2032878A1 (de) * 1970-07-02 1972-01-05 Siemens AG, 1000 Berlin u. 8000 München Verfahren zum Herstellen von versetzungsarmen Siliciumeinkristallen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Hollemann-Wiberg: Lehrbuch der anorganischen Chemie, 1955, S. 318/319 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2432765A1 (fr) * 1978-03-16 1980-02-29 Energy Conversion Devices Inc Procede de fabrication d'un film semi-conducteur et film semi-conducteur en faisant application
FR2457914A1 (fr) * 1979-05-30 1980-12-26 Siemens Ag Procede pour la fabrication du silicium possedant des proprietes semiconductrices
EP0062079A1 (de) * 1980-10-15 1982-10-13 THE STATE OF JAPAN, as Represented by the DIRECTOR GENERAL of the AGENCY of INDUSTRIAL SCIENCE and TECHNOLOGY Dünner silikonfilm und verfahren zu dessen herstellung
EP0062079A4 (de) * 1980-10-15 1984-02-16 Agency Ind Science Techn Dünner silikonfilm und verfahren zu dessen herstellung.
EP0073075A2 (de) * 1981-08-03 1983-03-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Halbleiteranordnung mit polykristallinem Silizium und Verfahren zu deren Herstellung
EP0073075A3 (en) * 1981-08-03 1984-08-22 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken Semiconductor device comprising polycrystalline silicon and method of producing the same

Also Published As

Publication number Publication date
US4068020A (en) 1978-01-10
JPS5636123B2 (de) 1981-08-21
JPS51110486A (de) 1976-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2508802A1 (de) Verfahren zum abscheiden von elementarem silicium
DE69509678T3 (de) Epitaktische züchtung von siliciumcarbid und so hergestellte siliciumcarbidstrukturen
DE2820824A1 (de) Amorpher halbleiter
DE1141724C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines p-n-UEbergangs in einer einkristallinen Halbleiteranordnung
DE112010000867B4 (de) Herstellungsverfahren für SiC-Einkristall vom n-Typ, dadurch erhaltener SiC-Einkristall vom n-Typ und dessen Anwendung
DE112009000328B4 (de) Verfahren zum Aufwachsen eines Siliziumcarbideinkristalls
DE1185293B (de) Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung
DE112010004412T5 (de) Verfahren zum reinigen metallurgischen siliziums
DE1048638B (de) Verfahren zur Herstellung von Halbleitereinkristallen, insbesondere von Silizium durch thermische Zersetzung oder Reduktion
DE1225148B (de) Verfahren zum Niederschlagen eines halbleitenden Elementes und eines Aktivator-stoffes aus einem Reaktionsgas
DE1922892A1 (de) Verfahren zum Zuechten epitaktischer Filme
DE2251938A1 (de) Legierung zur thermoelektrischen energieumwandlung, verfahren zu deren herstellung und daraus gebildeter thermoelektrischer energieumwandler
DE2154386A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer epitaktischen Schicht auf einem Halbleitersubstrat, bei dem das Selbstdotieren beim Aufwachsen der Schicht auf ein Mindestmaß verringert wird
DE1260032B (de) Verfahren zur Bildung einer gleichrichtenden Sperrschicht in einem Halbleiterscheibchen
DE1667604B1 (de) Verfahren zur herstellung von kristallinem cadmiumtellurid
DE1131808B (de) Verfahren zum Herstellen von n-leitenden Halbleiterkoerpern von Transistoren od. dgl. aus Elementen der IV. Gruppe des Periodischen Systems, insbesondere Germanium oder Silizium
DE112020004152T5 (de) Verfahren zum Bilden einer Schicht und zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
DE2422251A1 (de) Verfahren und vorrichtumg zum herstellen von dotierten cadmiumtellurideinkristallen
DE2455012C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Silicium
DE1232558B (de) Verfahren zum Herstellen von kristallinem, insbesondere einkristallinem Bor
AT250438B (de) Verfahren zum Herstellen von reinem, gegebenenfalls dotiertem Halbleitermaterial
DE2214996A1 (de) Verfahren zum Herabsetzen der Wirkungen der Ausdiffusion bei der Herstellung einer epitaktischen Halbleiterschicht
AT222702B (de) Verfahren zur Herstellen einer Halbleiteranordnung
DE2409005C3 (de) Verfahren zum epitaktischen Aufwachsen von Halbleiter-Siliciumcarbid
DE1544238A1 (de) Halbleiterelement mit einer stabilen dielektrischen Schutzschicht sowie Verfahren zur Herstellung desselben

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8125 Change of the main classification

Ipc: C30B 25/00

8120 Willingness to grant licences paragraph 23
8139 Disposal/non-payment of the annual fee