DE3016310A1 - Verfahren zur herstellung von polykristallinem silizium und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents
Verfahren zur herstellung von polykristallinem silizium und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrensInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silizium
und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von polykristallinen!
Silizium sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Schichten aus polykristallinem Silizium werden für viele Anwendungen
benutzt; eine Anwendungsmöglichkeit sind Solarzellen oder fotoelektrische Elemente (foto-voltaische Elemente). Ein Hauptgrund, der
die Verwendung solcher Schichten bei Solarzellen begrenzen läßt, liegt in den hohen Kosten bei der Herstellung bzw. beim Erhalt einer Schicht,
S/br
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die von dem Substrat getrennt ist, auf welchem sie erzeugt wurde.
Die Erzeugung einer Schicht direkt auf einem teuren, hochpolierten Silizium-Wafer-Substrat macht es unmöglich, die Schicht von
dem Substrat zu trennen«, Schließlich muß das Substrat nach seiner
Verwendung auch noch gereinigt und wieder poliert werden«
Um diese Schwierigkeiten zu verbessern, wurde die Wafer rait einer
Oxid-, Nitrid- oder Oxynitrid-Schicht versehen und dann wurde die Schicht direkt auf der Oberseite der Beschichtung erzeugt. Dies
hat sich als nicht zufriedenstellend herausgestellt, da die Schicht fest auf dem überzug anhaftet und es nahezu unmöglich ist, die
Schicht von dem überzug ohne Beschädigung der Schicht und des Überzuges
zu entfernen.
Es ist bekannt, daß Germanium, das auf einer dicken Schicht aus
Kohlenstoff über einem Substrat gewachsen wird, leicht von dem
Quarzsubstrat trennbar ist. Bei einem Versuch, das vorstehend beschriebene
Problem durch Anwendung dieser Annäherung zu beseitigen, wurde eine stark polierte bzw. auf Hochglanz polierte Silikon-Wafer
mit Kohlenstoff beschichtet und dann eine Schicht aus polykristallinem Silizium direkt auf der oberen Seite der Kohlenstoffschicht
erzeugt. Während dieser Versuch eine leichte Trennung der Schicht von der Kohlenstoffschicht ermöglichte, wenn die Kohlenstoffschicht
im wesentlichen frei von Defekten (Pinholes) war, konnte eine im wesentlichen von Defekten freie Kohlenstoffschicht nur dann erhalten
werden, wenn die Kohlenstoffschicht so dick war, daß es wiederum schwierig war, die notwendige Flachheit der oberen Fläche
derselben zu erzielen und das Verfahren war wegen der erhöhten Leistungserfordernisse zur Beheizung der Wafer/Kohlenstoffeinheit
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ehrend des Aufwachsschrittes wirtschaftlich nicht attraktiv.
Ferner war es schwierig, den Kohlenstoff/ der an der Wafer nach der Schichttrennung anhaftete, zu entfernen, wahrscheinlich wegen der Bildung von Siiiziura-Karbid-Verbindungen. Demzufolge war
dieser Versuch nichtfür Techniken geeignet, die eine Massenproduktion ermöglichen»
Ferner war es schwierig, den Kohlenstoff/ der an der Wafer nach der Schichttrennung anhaftete, zu entfernen, wahrscheinlich wegen der Bildung von Siiiziura-Karbid-Verbindungen. Demzufolge war
dieser Versuch nichtfür Techniken geeignet, die eine Massenproduktion ermöglichen»
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Schicht aus polykristallinem Silizium zu schaffen,
das eine leichte Trennung der Schicht von der Substrat-Wafer
ermöglichte
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs
1 gelöst.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprücheno
Die Erfindung schafft ein Verfahren, bei dem das Substrat oder wenigstens
ein großer Teil des Substrats wiederverwendbar ist. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich wirtschaftlich anwenden und ist
for Techniken zur Massenproduktion verwendbar. Außerdem schafft die
Erfindung eine Einrichtung, d.h. ein Werkstück, das sich bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhaft anwenden
läßt und eine leichte Trennung der Schicht von der Substrat-Wafer ermöglichte
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zur
Trennung von polykristallinen! Silizium von dem Substrat, auf welchem es aufgewachsen wird sowie eine Einrichtung zur Verwendung bei der
Trennung von polykristallinen! Silizium von dem Substrat, auf welchem es aufgewachsen wird sowie eine Einrichtung zur Verwendung bei der
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Ausführung des Verfahrens.
Es hat sich herausgestellt, daß die der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe dadurch gelöst wird, daß ein Substrat geschaffen wird, das eine Wafer(Plättchen) aufweist^ die eine Grundüberzugsschicht
aus Oxid, Nitrid oder Oxynitrid auf ihrer Oberseite aufweist und wenn eine Schicht aus Kohlenstoff auf der oberen Seite
dieses Überzuges gebildet und dann die Schicht aus polykristallinem Silizium auf der oberen Fläche der Kohlenstoffschicht erzeugt wird.
Die Siliziumschicht ist dann leicht von der Vlafer und dem Grundüberzug
trennbar, beispielsweise dadurch, daB ein oder mehrere
dünne Gegenstände im wesentlichen zwischen die Siliziumschicht und die Grundüberzugsschicht (im folgenden als Basisbeschichtung bezeichnet)
verkeilt wird.
Es wurde herausgefunden, daß weder die Basisbeschichtung noch die Kohlenstoffschicht selbst eine leichte Entfernung der Siliziumschicht
von der Wafer ermöglichen und daß die Kombination dieser Basisbeschichtung und der Kohlenstoffschicht die leichte Trennung
ermöglichen; es war jedoch nicht vollständig klar, weshalb die Kombination aus Basisbeschichtung und Kohlenstoffschicht hinsichtlich
der leichten Trennung wirksam sind, während sie einzeln nicht dazu beitragen.
Das Verfahren zur Herstellung, genauer gesagt zum Erhalt von polykristallinem
Silizium, weist folgende Schritte aufs Es wird ein Substratkörper geschaffen, der eine im wesentlichen
ebene Fläche und eine Seitenwand hat. Eine Basisbeschichtung aus einer Verbindung, die aus der Gruppe von Oxid-, Nitrid- und Oxynitrid-Verbindungen
(oxynitride-compounds) ausgewählt wurde,
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wird wenigstens auf die gesamte Stirnfläche des Substratkörpers und vorzugsweise auch auf dessen Seitenwand aufgebracht. Eine im
wesentlichen von Defekten und von Kratzern freie Kohlenstoffschicht
wird auf der Basisbeschichttmg über wenigstens die gesamte
Stirnfläche derselben aufgebracht und vorzugsweise auch auf deren Seitenwand« Eine Schicht aus polykristallinem Silizium wird dann
auf der Stirnfläche der Kohlenstoffschicht erzeugte Schließlich wird die Siliziumschicht von der Schutzbeschichtung entfernt«
Jede Kohlenstoffschicht^ die an der Stirnfläche der Basisbeschichtung
anhaftet, wird entfernt und das Verfahren wird wiederholt, wobei mit der Rekonstitution der Kohlenstoffschicht begonnen wird.
Eine Kohlenstoffschicht, die an der Siliziumschicht anhaftet, wird
entfernt, um eine Siliziumschicht zu schaffen, die frei von ihrem
Substrat ist»
Das vorstehend beschriebene Verfahren kann mehrfach wiederholt
werden, bis die Basisbeschichtung zerstört wird, wobei dann die Basisbeschichtung wiederhergestellt wird, wonach sich das Verfahren
wiederholen läßto
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zur Trennung
der Siliziumschicht υπό der Basisbeschichtung ein dünner Gegenstand
zwischen die Siliziumschicht und die Basisbeschichtung gekeilt, Vorzugsweise direkt unterhalb des Abschnittes der Siliziumschicht,
der an der Kohlenstoffschicht-Stirnfläche anliegt»
Die Kohlenstoffschicht wird vorzugsweise dadurch hergestellt, daß
die Stirnfläche der Basisbeschichtung und die Seitenwand den Rauchgasen bzw« Dämpfen von entzündetem Xylol ausgesetzt werden oder alternativ
durch Erhitzen und Aussetzen der Stirnfläche der Basisbeschich-
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fschicht
tung und der Seitenwand gegenüber Xylol diese Kohlenstof erzeugt wird.
Vorzugsweise wird der Substratkörper aus Silizium gebildet, wobei die Bodenfläche des Substrats auf Hochglanz poliert ist und die
Basisbeschichtung im wesentlichen frei von Defekten und frei von Kratzern ist, wobei die Kohlenstoffschicht gleichmäßige Dicke
hat.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird polykristallines Silizium
dadurch erhalten, daß eine Silizium-Wafer bereitgestellt wird, die
zumindest auf einer ihrer Flächen mit einer Basisbeschichtung aus Oxid-, Nitrid- oder Oxynitrid-Verbindung versehen ist, daß eine im
wesentlichen von Defekten freie und von Kratzern freie Schicht aus Kohlenstoff auf der Basisbeschichtung über wenigsten ihre Stirnfläche
gebildet wird, daß auf der Fläche der Kohlenstoffschicht eine Schicht aus polykristallinem Silizium erzeugt wird und daß
die Siliziumschicht von der Schutzbeschichtung entfernt wird. Jede Kohlenstoffschicht, die an der Siliziumschicht anhaftet, ist
leicht entfernbar, wodurch die Siliziumschicht, vom Substrat getrennt, herstellbar ist. Die Wafer/ßeSchichtungseinheit ist in
dem Verfahren wieder verwendbar. Die Wafer/Beschichtungs-ZKohlenstoffschicht-Einheit
bildet eine Einrichtung bzw. ein Werkstück, das bei der Ausführung vorliegender Erfindung nützlich ist.
Die Einrichtung gemäß der Erfindung weist einen Substratkörper mit einer im wesentlichen ebenen bzw. flachen oberen Fläche und
einer Seitenwand auf; eine Basisbeschichtung der beschriebenen Verbindung ist über zumindest die gesarate Stirnfläche des Körpers und
vorzugsweise ober ihre Seitenwand hinweg vorgesehen. Eine im wesentlichen
von Defekten und Kratzern freie Schicht aus Kohlenstoff wird
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Über wenigstens die gesamte freiliegende Fläche der Basisbeschichtung
und vorzugsweise auch Über die Seitenwand aufgebracht»
In einem späteren Verfahrensschritt weist die Einrichtung fernerhin eine Schicht aus polykristallinera Silizium auf, die ober
wenigstens die freiliegende Fläche der Kohlenstoffschicht ausgebracht
isto
Im folgenden werden bevorzugte AusfUhrungsformen des erfindungsgemäße
η Verfahrens sowie einer Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens
anhand der Zeichnung zur Erläuterung weiterer Merkmale beschriebene Es zeigeng
Figo 1 einen Aufriss einer Silikon-Wafer mit einer darauf aufgebrachten
Basisbeschichtung gemäß der Erfindungf
Fig» 2 einen Aufriss auf eine Einheit mit der Wafer und einer Beschichtung,
wobei eine Schicht aus Kunststoff aufgebracht ist,
Figo 3 einen Aufriss auf die Einheit mit einer Wafer, einer Beschichtung
und einer Kohlenstoffschicht, auf die eine Schicht aus polykristallinen! Silizium aufgebracht ist,
Figo 4 einen Aufriss entsprechend Figo 3, wobei jedoch die Siliziumschicht
von der Einheit mit der Wafer und der Beschichtung entfernt ist, und
Fig., 5 einen Aufriss auf die Siliziumschicht, die von ihrem Substrat
entfernt isto
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Im folgenden wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein Substrat
körper in Form einer Silizium-Wafer (Siliziumplättchen) dargestellt und mit 10 bezeichnet ist. Die Wafer 10 hat im wesentlichen
eine ebene bzw. plane obere Stirnfläche 12 und eine Seitenwand 14,
die fein poliert sind, so daß sie ein flaches spiegelähnliches Finish haben. Die Rückseite 16 des Substratkörpers kann
ebenfalls fein poliert sein. Die Wafer 10 hat im allgemeinen eine gleichförmige Dicke (etwa 250 bis 1000 ^m)und kann
jeden beliebigen,geeigneten Durchmesser, beispielsweise etwa 15 cm,
haben.
Eine Basisbeschichtung 20 ist wenigstens über die gesamte Stirnfläche
12 der Wafer aufgebracht und vorzugsweise auch über die Seitenwand 14 der Wafer. Zur vollständigen Versiegelung der Wafer
10 wird ein übliches Verfahren angewandt, wobei die Wafer IO Dotierstoffe
enthält; die Basisbeschichtung kann auch über die gesamte Rückseite 16 der Wafer aufgebracht sein, wodurch die Wafer IO eingekapselt
wird. Die Beschichtung 20 ist vorzugsweise im wesentlichen frei von Defekten und Kratzern und hat eine gleichmäßige Dicke, im
allgemeinen von etwa 2000 bis 4000 A. Die Beschichtung kann sich aus Oxid, Nitrid oder Oxynitrid .zusammensetzen. Die Techniken zur
Ablagerung einer derartigen Beschichtung auf der Wafer sind an sich bekannt und müssen im einzelnen nicht beschrieben werden. Es
wird z.B. auf "Silicon Nitride Chemical Vapor Depositions in a Hot Wall Diffusion System", J. Electrochem.Soc., Band 125, Nr.9, Seiten
1557 bis 1559 (Sept.1978), "Preparation and Some Properties of
Chemically Vapor-Deposited Si-rich SiO2 und Si3N4 Films", J.Electrochera.Soc,
Band 125, Nr.5, Seiten 819 bis 822 (Mai 1978),"Composition,
Chemical Bonding, and Contamination of Low Temperature SiO N Insulating Films", J. Electrochem.Soc,Band 125, Nr.3, Seiten 424
030047/0711
bis 430 (März 1978),- "Improved Theoretical Predictions For the
Steam Oxidation of Silicon at any Elevation", J.Electrochem.Soc.,
Band 125, Nr0 9, Seiten 1514 bis 15Ί7 (Septo1978) und "'Chemical
Vapor Deposition of Silicon Nitride0", JoElectrochem.Soc,,, Band
125, Nr0 9, Seiten 1525 bis 1529 (Septo1978)ff verwiesen» Die Beschichtung
20 ergibt nicht nur eine obere Fläche 22 und eine Seitenwand 24, von der die später darauf aufgebrachte Kohlenstoffschicht
leicht entfernbar ist, sondern zielt auch darauf ab, die Wafer 10 zu versiegeln, um die polykristalline Siliziumschicht,
die später darauf gewachsen wird, vor den z-erstörenden Effekten durch Defekte in der Kohlenstoffschicht und Gasabgabe der Wafer
unter Wachsbedingungen zu schützen»
Im folgenden wird insbesondere auf Fig„ 2 Bezug genommen, wonach
eine im wesentlichen von Defekten und Kratzern freie Schicht aus Kohlenstoff„ die mit 30 bezeichnet ist, dann Ober wenigstens der
gesamten oberen Fläche 22 der Beschichtung 20 und vorzugsweise auch auf deren Seitenwand erzeugt ist» Die Kohlenstoffschicht 30
hat vorzugsweise gleichmäßige Dicke, wodurch eine flache obere Fläche 32 geschaffen wird, auf der die'polykristalline Siliziuraschicht
später aufgewachsen werden kann, ebenso wie an einer Seitenwand 34, an der auch polykristallines Silizium gebildet werden kann.
D£e Kohlenstoffschicht 30 ist extrem dünn, vorzugsweise hat sie eine
Dicke zwischen 12 bis 380 utn. Menn die Kohlenstoff schicht zu dick
ist, ist zuviel Leistung erforderlich, um sie auf die Temperatur
zu bringen, die für eine chemische Bedampfung der polykristallinen Siliziumschicht notwendig ist und es ist schwierig, eine gleichmäßige
Flachheit der oberen Fläche 32 zu gewährleisten„ auf der
die Schicht wachsen solle Wenn die Kohlenstoffschicht 30 zu dünn ist, tendiert sie dazu, nicht praktisch frei von Defekten zu sein?
wodurch es schwierig wird, die später aufgewachsene polykristalline
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Siliziumschicht von der Beschichtung 20 zu trennen, wie dies nachfolgend noch erläutert ist. Die Kohlenstoffschicht 30 kann
auch auf die Basisbeschichtung auf der Wafer-Rückseite 16 aufgebracht
werden, jedoch ist dies weder notwendig, noch nutzlich, da normalerweise das polykristalline Silizium nicht auf der
Wafer-Rückseite erzeugt bzw. abgesetzt wird.
Es ist eine Vielzahl von Techniken möglich, um die Kohlenstoffschicht
30 zu formen, die auf dem Sektor der chemischen Bedampfung bekannt sind. Beispielsweise kann ein analytisches, durch Hitze
zersetzendes und als Reagens geeignetes Xylol unter karbonisierenden Bedingungen gezündet werden. Die Wafer-/Schutzschichteinheit
kann dann auf der Wafer-Rückseite 16 z.B. durch eine Vakuum-Einspannvorrichtung
(Vacuum chuck) erhalten werden und die vordere Fläche 22 der Wafer-/Beschichtungseinheit wird gleichmäßig über
die Flamme verbracht, um eine dünne, gleichmäßige Kohlenstoffschicht 30 hervorzurufen. Falls es notwendig ist, sollte die Wafer
geringfügig von der einen Seite zur anderen Seite geneigt werden, um zu gewährleisten, daß die Kunststoffschicht 30 auch auf der
Beschichtung der Seitenwand 24- erzeugt wird. Nach einer weiteren Möglichkeit kann die Einheit mit der Wafer und der Beschichtung
entweder mit ihrer Rückseite 16 auf einem Suszeptor liegend oder an ihrer Rückseite 16 aufgehängt und durch eine Vakuum-Einspannvorrichtung
gehaltert, ruhen; die Einheit wird dann einer Strömung eines inerten Trägergases ausgesetzt, das durch das Xylol durchgeblasen
wurde. In diesem Fall sollte die Einheit mit der Wafer und der Beschichtung durch eine übliche Einrichtung aufgeheizt
werden, wie es notwendig ist, um die Einheit auf einer geeigneten Temperatur für eine pyrolitische Kohlenstoffbildung aufrechtzuerhalten.
Die Kohlenstoffschicht 30 kann auch durch andere Techniken
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hergestellt werden, indem beispielsweise die jeweiligen Oberflächen
in ein Kohlenstoffpulver (Graphit) eingetaucht werden oder die betreffenden Flächen mit einem emulgierten Kohlenstoffbad
besprüht werden oder indem eine Graphitlösung auf die betreffenden
Flächen mit einer Schleuder (spinner) aufgebracht wird, die in all denjenigen Fällen vorgesehen wird, wenn die
Kohlenstoffschicht 30?die auf diese Weise gebildet wird, im
wesentlichen frei von Defekten und Kratzern ist und nicht in schädlicher bzw» beeinträchtigender Vdeise kontaminiert (z.B„
durch Emulgiermaschinen, Lösungsmittel u0dglo) und in ausreichender
Weise an der Beschichtung 20 anhaftet, so daß sie nicht vollständig durch die Gase weggeblasen wird, die während
des späteren schichtbildenden Verfahrensschrittes vorbeigelangen. Die Einheit mit der Wafer, Beschichtung und der Kohlenstoffschicht
bildet die grundlegende Einrichtung bzw» ein grundlegendes Werkstück,
das nutzvoll bei der praktischen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist.
Im folgenden wird auf Figo 3 Bezug genommene Eine Schicht (hierunter
kann auch eine dünne Schicht bzwo ein Film verstanden werden) aus
polykristallinen Silizium, die in Figo 3 mit 40 bezeichnet ist,wird
auf der oberen Fläche.32 der Kohlenstoffschicht 30 z.B. durch bekannte
und in der Epitaxie und chemischen Bedampfung übliche Techniken aufgebrachte Es wird hierzu aof "The Fundamentals of Chemical
Vapour Deposition00, Journal of Material Sciences, 12, (Chapman
& Hall Ltd» 1977), Seiten 1285 bis 1306, verwiesen» Die Schicht
erstreckt sich üblicherweise nach unten über die Kohlenstoffschicht-Seitenwand 34, jedoch in Form einer dünneren Schicht» Die Schicht
ist im allgemeinen über der Kohlenstoffschicht 32 250 bis 750 pm
stark» Dünnere Schichten haben die Tendenz, sich zu werfen oder zu
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brechen, wenn die Schicht von dem Substrat entfernt wird, wie dies nachfolgend beschrieben wird, während dickere Schichten
nicht wirtschaftlich und schwierig mit dem gewünschten Grad an gleichmäßiger Dicke zu erzeugen sind.
Nunmehr wird auf Fig. 4 Bezug genommen. Die polykristalline Siliziutnschicht 40 wird dann von der Einheit mit der Wafer und
der Beschichtung entfernt. Wie in Fig. 4 dargestellt ist, werden eine Vielzahl von im wesentlichen gleichen Abstand zueinander
einhaltenden dünnen Gegenständen 50 zwischen die Schichtrückseite 52 und die obere Fläche 22 der Beschichtung 20 gekeilt. Die Gegenstände
50 können Rasierklingen oder dergleichen sein, die eine Dicke in der Größenordnung von etwa 12 pm haben. Diese Gegenstände
bzw. Klingen 50 sind vorzugsweise direkt unterhalb der Rückseite 52 der Siliziumschicht eingesetzt, die an der Fläche 32 der Siliziumschicht
anliegt. Die Aufgäbe,zu wissen, wo die Position für die
Gegenstände 50 liegt, wird durch die Tatsache vereinfacht, daß die polykristalline Siliziumschicht 40 grau ist, während die Kohlenstoffschicht
30 schwarz ist. Der tatsächliche Trennvorgang wird durch die Tatsache vereinfacht, daß die polykristalline Siliziumschicht 40 dazu tendiert, entlang der Kohlenstoff-Seitenwand 34
sehr dünn zu sein.
Andere Techniken, die im Augenblick zur Ausführung der Trennung der Schicht 40 von der Schutzbeschichtung 20 geeignet sind, beinhalten die Verwendung von Ultraschall und thermischem Schock,
z.B. durch rasches Abkühlen der Einheit mit der Wafer und der Beschichtung durch flüssigen Stickstoff oder durch schnelles Aufheizen
der Einheit mit der Wafer und der Beschichtung. Die Wirksamkeit dieser Techniken hängt natürlich von dem niedrigen Wert
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der Anhaftung der Schicht 40 an der Beschichtung 20 aufgrund des Vorliegens der Kohlenstoffzwischenschicht 30 ab»
Unabhängig von der speziellen Technik, die zur Trennung der
Schicht 30 von der Beschichtung 20 eingesetzt wird, ist wahrscheinlich,
daß ein bestimmter Betrag 30a der nun zerstörten Kohlenstoffschicht 30 an der SchichtrUckseite 52 anhaftet und
ein bestimmter Betrag 30b an der oberen Fläche 22 der Beschichtung und der Seitenwand 24 anhaftete Der an der Schichtrückseite 52
anhaftende Kohlenstoff 30a kann durch Sandstrahlbehandlung, durch Eintauchen in Säure (z<,Bo bei Verwendung von Acetylsäure, Salpetersäure
und Fluorwasserstoffsäure),Schleifen, Ultraschallbehandlung,
eine Kombination dieser Techniken oder durch andere, bekannte Techniken
zur Entfernung von Kohlenstoff von einer Siliziumschicht entfernt
werden» Die Siliziumschicht steht dann frei zur Verfügung,
und zwar -wie erwünscht- von ihrem früheren Substrat getrennt.
Der Kohlenstoff 30b, aex an der oberen Fläche 22 der Beschichtung
anhaftet, liegt frei, während der Kohlenstoff 30b, der an der Seitenwand 24 der Beschichtung anhaftet, durch eine dünne Schicht
von polykristallinem Silizium 40 bedeckt isto Die dünne Siliziumschicht
wird zuerst entfernt, beispielsweise durch sorgfältiges Abkratzen bzw=. Abschaben, um zu gewährleisten, daß die Beschichtungsseitenwand
24 nicht beschädigt wird (obgleich es unwesentlich ist, ob die zwischenliegende Kohlenstoffschicht 34 an der Seitenwand beschädigt
wird oder nicht). Dann wird der Kohlenstoff 30b leicht dadurch entfernt, daß ein einfacher, weicher Bürstvorgang mit Nylon
und/oder ein Waschen mit entionisiertem Wasser vorgenommen wird, wobei Sorge dafür getragen werden muß, zu gewährleisten, daß das
Verfahren zur Entfernung des Kohlenstoffs nicht die darunterliegende Beschichtung 20 verletzt= Die Einheit mit der Wafer und Beschichtung
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ist dann zur Wiederverwendung verfügbar und das Verfahren kann wiederholt werden, wobei mit der Bildung der Kohlenstoffschicht 30
auf der Basisbeschichtung 20 begonnen wird, wie dies vorstehend beschrieben ist, um das Grundarbeitselement gemäß der Erfindung zu
erneuern. Es wurde festgestellt, daß das Verfahren häufig wiederholt werden kann, wobei die gleiche Einheit mit der Wafer und Beschichtung
verwendet wird, so daß die Kosten der Einheit über die vielen Siliziumschichten amortisiert werden können, die durch seine
Verwendung erhalten werden, wodurch das Verfahren wirtschaftlich wird. Wenn die Beschichtung 20 der Einheit mit der Wafer und der
Beschichtung verkratzt oder auf andere Weise beschädigt wird,stellt
es ein einfaches und relativ billiges Verfahren dar, die beschädigte Basisbeschichtung 20 von der Wafer 10 zu entfernen und eine neue
Beschichtung 20 auf die Wafer 10 aufzubringen, wodurch die Beschichtung 20 wiederhergestellt wird und das Verfahren wiederholt
werden kann.
Somit schafft die Erfindung ein wirtschaftliches Verfahren zur Erzeugung
einer Schicht, genauer gesagt einer dünnen Schicht bzw. eines Plättchens aus polykristallinem Silizium, das eine leichte Trennung
dieser Schicht bzw. dieses Plättchens von der das Substrat bildenden
Wafer ermöglicht, wobei die das Substrat bildende Wafer unbeschädigt
bleibt und in dem Verfahren wiederverwendbar ist, so daß eine Technik für eine wirtschaftliche Massenproduktion zum Erhalt von polykristallinen
Siliziumschichten erhalten wird, die von dem Substrat getrennt sind, auf dem die Siliziumschicht aufgewachsen wird. Das Vorhandensein
sowohl einer Basisbeschichtung als auch einer Kohlenstoffschicht zwischen der Substratwafer und dem aufgewachsenen polykristallinen
Silizium erleichtert den Trennungsprozeß.
Hinsichtlich der vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte sind ver-
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schiedene Änderungen oder Abwandlungen mögliche Während die
bevorzugten Ausföhrungsformen unter Bezugnahme auf einen Siliziumsubstratkörper
beschrieben wurden^do im Augenblick nur Silizium
als Substratkörper bei einer chemischen Bedampfung zum Aufwachsen von polykristallinem Silizium bekannt istyläßt sich^die Erfindung
in gleicher Weise auch bei Substratkörpern verwenden,? die aus
Materialien gebildet werden^ die nicht aus Silizium bestehen und die auch die Erfordernisse für einen Substratkörper erfüllender
für eine chemische Ablagerung durch Bedampfung zum Wachsen von polykristallinem Silizium geeignet ist„
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Leerseite
Claims (1)
- Patentansprüche!./Verfahren zur Herstellung von polykristallinen) Silizium, dadurch gekennzeichnet, daß A. ein Substratkörper (1O) mit einer im wesentlichen ebenen Stirnfläche (12) und einer Seitenwand (14) bereitgestellt wird, daß über wenigstens die Stirnfläche (12) des Substratkörpers eine Basisbeschichtung (20) aufgebracht ist, die aus einer Zusammensetzung besteht, welche aus der Gruppe mit Oxid-, Nitrid- und Oxynitrid-Verbindungen gewählt ist,B. eine im wesentlichen von Defekten und Kratzern freie Kohlenstoffschicht (30) auf die Basisbeschichtung über wenigstens deren Stirnfläche (22) aufgebracht wird,S/bi030047/0711C. eine Schicht (40) aus polykristallinem Silizium auf die Stirnflache (32) der Karbonschicht aufgebracht wird, undD. die Siliziumschicht von der Basisbeschichtung entfernt wird.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisbeschichtung (20) wenigstens Über die Stirnfläche (12) des Substratkörpers und dessen Seitenwand (14) aufgebracht ist,und daß die Kohlenstoffschicht (30) wenigstens über die Stirnfläche (22) der Basisbeschichtung und deren Seitenwand (24) aufgebracht ist.3. Verfahren nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Basisbeschichtung die gesamte Oberfläche des Substratkörpers umschließt·4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daßE. jede Karbonschicht, die an der Stirnfläche der Basisbeschichtung anhaftet,entfernt wird, undF. die Verfahrensschritte B bis D wiederholt werden.5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Verfahrensschritt F die Verfahrensschritte B bis E wiederholt werden.ORIGINAL INSPECTED030047/07116. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Verfahrensschritt F bildenden Verfahrensschritte B bis E mehrmals wiederholt werden, bis die Basisbeschichtung beeinträchtigt bzw. zerstört wird, daß dann die Basisbeschichtung neu gebildet wird und die Schritte B bis E wiederholt werden.7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem nach dem Verfahrensschritt D die Entfernung der Kohlenstoffschicht vorgenommen wird, die an der Siliziumschicht anhaftet.8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Verfahrensschritt D ein dUnner Gegenstand (50) zwischen die Siliziumschicht und die Stirnfläche der Basisbeschichtung gekeilt wird.9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verfahrensschrittes D der dünne Gegenstand unmittelbar unterhalb desjenigen Abschnittes der Siliziumschicht angesetzt wird, die an der Stirnfläche der Kohlenstoffschicht anliegt.10. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verfahrensschrittes B die Kohlenstoffschicht dadurch abgelagert wird, daß die Stirnfläche der Basisbeschichtung und die Seitenwand dem Rauch bzw. den Dämpfen von gezündetem Xylol ausgesetzt werden.11. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch030047/0711gekennzeichnet, daß während des Verfahrensschrittes B die Kohlenstoffschicht dadurch abgelagert wird, daß die Stirnfläche der Bosisbeschichtung und die Seitenwand erhitzt und dem Xylol ausgesetzt werden.12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliziumschicht auf der Stirnfläche der Kohlenstoffschicht durch chemische Bedampfung erzeugt wird.13. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des Substratkörpers fein poliert wird.14. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisbeschichtung im wesentlichen frei von Defekten und Kratzern ist.15. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffschicht auf der Stirnfläche der Basisbeschichtung gleichmäßige Dicke hat.16. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Substratkörper aus Silizium gebildet ist.17. Einrichtung, insbesondere zur Ausführung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis lo^.rait einem Substratkörper, der eine im wesentlichen ebene bzw. plane obere Fläche und eine Seitenwand aufweist sowie eine Basisbeschichtung, die030047/0711über wenigstens die Stirnfläche des Substratkörpers aufgebracht ist, wobei die Basisbeschichtung aus der Gruppe gewählt ist, die Oxid-, Nitrid- und Oxynitrid-Verbindungen enthält,dadurch gekennzeichnet, daß eine im wesentlichen von Defekten und Kratzern freie Schicht (30) aus Kohlenstoff über wenigstens die Stirnfläche (22) der Basisbeschichtung (20) aufgebracht wird.18„ Einrichtung nach Anspruch 17,dadurch gekennzeichnet, daß die Basisbeschichtung (20) wenigstens über die Stirnfläche (12) und die Seitenwand (14) des Substratkörpers aufgebracht ist und daß die Kohlenstoffschicht (30) wenigstens über die Stirnfläche (22) der Basisbeschichtung und deren Seitenwand (24) aufgebracht ist.19o Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisbeschichtung die gesamte Oberfläche des Substratkörpers umschließt.2Oo Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Schicht (40)aus polykristallinen! Silizium über wenigstens die Stirnfläche (32) der Kohlenstoffschicht aufgebracht ist.β Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisbeschichtung im wesentlichen frei von Defekten und Kratzern ist.030047/071122. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des Substratkörpers fein poliert ist.23. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffschicht auf der Stirnfläche der Basisbeschichtung gleichmäßige Dicke hat.24. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Substratkörper aus Silizium gebildet ist.0300A7/0711ORIGINAL INSPECTED
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