DE3027657A1

DE3027657A1 - Monocrystalline semiconductor epitaxial films - are grown on water soluble salt layer on substrate and sepd. by dissolving salt

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Publication number: DE3027657A1
Application number: DE19803027657
Authority: DE
Inventors: Menashi Tel-Aviv Barkai; Siegfried Guy Herzlia Deutscher; Enrique Kfar Sabe Grunbaum
Original assignee: Ramot at Tel Aviv University Ltd
Current assignee: Ramot at Tel Aviv University Ltd
Priority date: 1980-07-22
Filing date: 1980-07-22
Publication date: 1982-02-25

Abstract

The films are prepd. by (a) epitaxially growing at least one layer (32) of water-soluble salt on a substrate (6), (b) epitaxially growing a monocrystalline semiconductor layer (36) on the salt and (c) dissolving the salt layer with water, sepg. the semiconductor layer from the substrate. In embodiments, a monocrystalline semiconductor of another type is epitaxially grown on the first semiconductor; electrical contacts (38) are evapd. on the semiconductor layer; an antireflecting coating (40) is evapd. on the semiconductor layer; all before the dissolvable layer is dissolved. A number of epitaxial layers are opt. grown oN a common substrate, each sepd. from it by a layer of dissolvable material which are dissolved simultaneously to produce a number of semiconductor films. The method is esp. useful for Si or Ge films for photovoltaic solar cells and ICs. It is suitable for automated mass prodn., uses less energy than the Czolchralski processes and allows good control of thickness and doping.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON HALBLEITER-SCHICHTENMETHOD FOR PRODUCING SEMICONDUCTOR LAYERS

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON HALBLEITER-SCHICHTEN Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Schichten, welches sich insbesondere dazu eignet, monokristalline Halbleiter-Schichten aus Silizium oder Germanium zu erzeugen; demzufolge wird dieses Verfahren weiter unten in diesem Zusammenhang näher erläutert.METHOD FOR PRODUCING SEMICONDUCTOR LAYERS The present The invention relates to a method for producing semiconductor layers, which is particularly suitable for monocrystalline semiconductor layers To produce silicon or germanium; consequently, this procedure is described below explained in more detail in this context.

Monokristalline Halbleiter-Schichten aus Silizium, Germanium, Selen, GaAs, InP und aus anderen Verbindungen mit Elementen III-V des periodischen Systems sind Basismaterialien für die Herstellung von photogalvanischen Solarzellen und integrierten Schaltungen. Gemäss dem heutigen Stand der Herstellungstechnologie werden die Halbleiterkristalle im allgemeinen nach dem Czochralski-Verfahren hergestellt, bei welchem die Kristalle aus der Schmelze gezogen und in Schichten geschnitten werden, die dann einer geeigneten Behandlung zur Ausbildung der gewünschten Uebergänge, Kontaktstellen und dergleichen, je nach der gewünschten Anwendung, unterzogen werden. Die Halbleiter-Kristallscheiben, die auf diese Art hergestellt werden, sind teuer, da dieses Herstellungsverfahren nicht für automatische Massenproduktion geeignet ist. Dazu kommt, dass dieses Verfahren beträchtliche Mengen an Energie erfordert, da wesentliche Verfahrensschritte bei hohen Temperaturen ablaufen müssen. Die beiden vorstehend genannten Nachteile der bekannten Herstellungsverfahren beeinträchtigen in weitem Masse die verbreitete Verwendung von Halbleiter-Schichten, insbesondere bei Solarzellen-Anlagen grösseren Ausmasses, wo die Kosten der Halbleiter-Schichten einen massgebenden Faktor darstellen.Monocrystalline semiconductor layers made of silicon, germanium, selenium, GaAs, InP and from other compounds with elements III-V of the periodic table are basic materials for the production of photogalvanic solar cells and integrated circuits. According to the current state of manufacturing technology the semiconductor crystals are generally produced according to the Czochralski process, in which the crystals are pulled from the melt and cut into layers which are then given a suitable treatment to develop the desired transitions, Contact points and the like, depending on the desired application, are subjected. The semiconductor crystal disks made in this way are expensive, as this manufacturing method is not suitable for automatic mass production is. In addition, this process requires considerable amounts of energy, since essential process steps have to take place at high temperatures. The two impair the above-mentioned disadvantages of the known manufacturing processes to a large extent the widespread use of semiconductor layers, in particular at Solar cell systems on a larger scale, where the cost of semiconductor layers represent a decisive factor.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen, das diese Nachteile nicht mehr aufweist, und das sich durch folgende Verfahrensschritte auszeichnet: - Ausbildung mindestens einer Schicht eines wasserlöslichen Salzes auf einem Substrat durch epitaxiales Wachstum, -- Ausbildung einer monokristallinen Halbleiter-Schicht über der genannten Salzschicht, durch epitaxiales Wachstum, - Herauslösen der genannten Salzschicht mit Wasser, sodass die genannte monokristalline Halbleiter-Schicht vom Substrat abgelöst wird.It is an object of the present invention to propose a method that no longer has these disadvantages, and that is achieved through the following process steps distinguishes: - Formation of at least one layer of a water-soluble salt on a substrate by epitaxial growth, - formation of a monocrystalline Semiconductor layer over the mentioned salt layer, through epitaxial growth, Dissolving the mentioned salt layer with water, so that the mentioned monocrystalline Semiconductor layer is detached from the substrate.

Es dürfte bekannt sein, dass mit dem Ausdruck "epitaxiales Wachstum" ein Verfahren gemeint ist, in welchem eine Schicht auf einem Substrat abgelagert wird, wobei diese Schicht eine festgelegte Kristallorientierung gegenüber derjenigen des Substrates aufweist. Dies bedeutet, dass die Schicht, die durch epitaxiales Wachstum auf dem Substrat ausgebildet worden ist, ebenfalls eine monokristalline Struktur besitzen wird, wenn das Substrat eine monokristalline Struktur aufweist. Ein solches Verfahren wird üblicherweise dann verwendet, wenn die Oberfläche einer Ein-Kristallstruktur verändert oder vergrössert werden soll. Auf diese Weise kann zum Beispiel Silizium behandelt werden, indem Fremdatome oder weitere Siliziumatome zur Ausbildung bestimmter Schaltungselemente eingebaut werden, indem diese Atome auf eine Scheibe des Siliziumsubstrates aufgebracht werden, und diese Scheibe dann in einem Epitaxialofen erhitzt wird. Monolitische integrierte Schaltungen werden normalerweise nach diesem Verfahren hergestellt, wobei die Schaltungselemente auf einem Einkristall angeordnet werden (z.B.It should be known that by the expression "epitaxial growth" what is meant is a process in which a layer is deposited on a substrate with this layer having a fixed crystal orientation compared to that of the substrate. This means that the layer that is covered by epitaxial Growth has been formed on the substrate, also a monocrystalline Will have structure if the substrate has a monocrystalline structure. Such a method is usually used when the surface of a One-crystal structure is to be changed or enlarged. That way you can for example silicon be treated by adding foreign atoms or more Silicon atoms are incorporated to form certain circuit elements by these atoms are applied to a wafer of the silicon substrate, and this Disc is then heated in an epitaxial furnace. Monolithic integrated circuits are normally manufactured by this process, with the circuit elements placed on a single crystal (e.g.

positiv-dotiertes Silizium, welches mit Boratomen versehen ist).positively doped silicon, which is provided with boron atoms).

Diese Siliziumscheibe wird in einen Hochtemperatur-Epitaxialofen gebracht, um darauf eine weitere Siliziumschicht (z.B.This silicon wafer is placed in a high temperature epitaxial furnace, in order to add another silicon layer (e.g.

eine negativ-dotierte) auszubilden, die dieselbe Kristallorientierung wie das Substrat besitzt. Zur Vervollständigung der integrierten Schaltung wird diese zweite Siliziumschicht mit einer dünnen Schicht Siliziumdioxyd bedeckt, indem das Substrat beispielsweise in eine oxydierende Atmosphäre (z.B. Hochtemperatur-Dampf) gebracht wird. Schlussendlich wird eine Maskenschicht aufgebracht, welche Aussparungen für die Ausbildung der Schaltungskomponenten besitzt.a negatively doped) to form the same crystal orientation how the substrate possesses. To complete the integrated circuit is this second silicon layer is covered with a thin layer of silicon dioxide by adding the substrate, for example, in an oxidizing atmosphere (e.g. high-temperature steam) is brought. Finally, a mask layer is applied, which recesses for the formation of the circuit components.

Manchmal ist es erforderlich, eine monokristalline Halbleiter-Schicht eines bestimmten Typs durch epitaxiales Wachstum auf der Salzschicht auszubilden und dann auf der genannten monokristallinen Halbleiter-Schicht eine weitere monokristalline Halbleiter-Schicht eines anderen Typs, ebenfalls durch epitaxiales Wachstum, aufzubringen, bevor die Salzschicht mit Wasser herausgelöst wird.Sometimes it is necessary to have a monocrystalline semiconductor layer of a certain type by epitaxial growth on the salt layer and then another monocrystalline layer on said monocrystalline semiconductor layer To apply a semiconductor layer of a different type, also by epitaxial growth, before the salt layer is dissolved out with water.

Einer der Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass das Substrat als Matrix wieder-verwendbar ist.One of the advantages of the method according to the invention is that that the substrate can be reused as a matrix.

Deshalb sind die primären Kosten für dessen Herstellung relativ unwichtig, da es für die Massenproduktion solcher Halbleiter-Schichten eingesetzt werden kann. Die Ausbildung der Halbleiter-Schicht erfolgt durch Aufdampfen im Hochvakuum (mindestens 10 6 Torr),wobei das Substrat nur mässig erwärmt werden muss, währenddem das Halbleitermaterial, das die aufzudampfenden Partikel liefert, durch eine Elektronenkanone niedriger Leistung erwärmt wird. Es folgt daraus, dass der Energieverbrauch beim erfindungsgemässen Verfahren wesentlich niedriger ist als beim bis anhin verwendeten Czochralski-Verfahren, was ein weiterer Vorteil des neuen Verfahrens ist.Therefore, the primary costs for its production are relatively unimportant, since it can be used for the mass production of such semiconductor layers. The semiconductor layer is formed by vapor deposition in a high vacuum (at least 10 6 Torr), whereby the substrate only needs to be heated moderately, while the semiconductor material, that supplies the particles to be vaporized, lower by an electron gun Power is heated. It follows that the energy consumption in the inventive Process is significantly lower than the previously used Czochralski process, which is another benefit of the new process.

Ferner können die Halbleiter-Schichten leicht in der gewünschten Dicke aufgebracht werden,und Verunreinigungen können während der Ablagerung gezielt eingeschleust werden. Dadurch ist nicht nur eine sehr genaue Beeinflussbarkeit der Dicke der Halbleiter-Schicht, sondern auch der Menge der in diese eingebrachten Verunreinigungen gegeben. Weiter lässt sich auch das "Verunreinigungs-Profil" der Halbleiter-Schicht, d.h. die örtliche Verteilung der Verunreinigungen innerhalb der Halbleiter-Schicht, sehr genau unter Kontrolle halten.Furthermore, the semiconductor layers can easily be in the desired thickness can be applied, and impurities can be introduced during the deposition will. This not only enables the thickness of the semiconductor layer to be influenced very precisely, but also the amount of impurities introduced into them. Further the "impurity profile" of the semiconductor layer, i.e. the local Distribution of the impurities within the semiconductor layer, very precisely below Keep control.

Das vorgeschlagene Verfahren eignet sich ausgezeichnet für die Massenproduktion. Es bietet schliesslich auch die Möglichkeit, durch epitaxiales Wachstum eine Mehrzahl von Halbleiter-Schichten nebeneinander auf einem Substrat aufzubringen, wobei die einzelnen Halbleiter-Schichten durch wasserlösliche Schichten von einander getrennt sind. Durch Auflösen dieser wasserlöslichen Schichten erhält man dann eine Mehrzahl von einzelnen, von einander getrennten Halbleiter-Schichten.The proposed method is excellent for mass production. Finally, it also offers the possibility of a plurality through epitaxial growth of semiconductor layers to be applied side by side on a substrate, the individual semiconductor layers being separated from each other by water-soluble layers are separated. Dissolving these water-soluble layers then gives one A plurality of individual semiconductor layers that are separated from one another.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Verfahrens im Zusammenhang mit verschiedenen Halbleitern näher beschrieben. Zur Ausbildung der wasserlöslichen Schichten können folgende Materialien verwendet werden: Natriumfluorid, Natriumchlorid, Kalziumfluorid, Lithiumfluorid oder Rubidiumfluorid.The following are exemplary embodiments of the method according to the invention described in more detail in connection with various semiconductors. For training The following materials can be used for the water-soluble layers: sodium fluoride, Sodium chloride, calcium fluoride, lithium fluoride or rubidium fluoride.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird nun rein beispielsweise anhand beiliegender Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 Eine schematische Darstellung einer Hochvakuum-Anlage, die beim vorgeschlagenen Verfahren verwendet werden kann, Fig. 2 die verschiedenen Schichten, die auf einem Substrat durch epitaxiales Wachstum ausgebildet wurden, und zwar gemäss nachfolgendem Ausführungsbeispiel 1, und Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Halbleiter, nachdem er vom Substrat losgelöst worden ist.The method according to the invention will now be purely by way of example described in more detail in the accompanying drawings. They show: FIG. 1 a schematic Representation of a high vacuum system used in the proposed method Fig. 2 shows the various layers formed on a substrate by epitaxial Growth were formed, namely according to the following embodiment 1, and FIG. 3 shows a cross section through a semiconductor after it has been detached from the substrate has been.

In Fig. 1 ist ein bekanntes Hochvakuum-Gerät für die Verdampfung von dünnen Schichten schematisch dargestellt. Es besitzt ein äusseres Gehäuse 2, das mit einem Pumpenanschluss 4 versehen ist,und in dem ein Hochvakuum erzeugt wird. Ein Substrat 6 ist im Gehäuse 2 gelagert und wird durch eine elektrische Heizung 8 aufgeheizt.In Fig. 1 is a known high vacuum device for the evaporation of thin layers shown schematically. It has an outer housing 2 that is provided with a pump connection 4, and in which a high vacuum is generated. A substrate 6 is stored in the housing 2 and is heated by an electric heater 8 heated.

Das Halbleitermaterial, z.B. Silizium oder Germanium, das durch epitaxiales Wachstum auf das Substrat selbst aufgebracht werden soll, befindet sich in einem Behälter 10 und wird durch einen Elektronenstrahl erwärmt, welcher von einer Heizwicklung 12 erzeugt wird. Dadurch verdampft das Halbleitermaterial und schlägt sich auf dem Substrat 6 nieder. Eine Kühlung der Elektronenkanone erfolgt durch Wasserleitungskanäle 14.The semiconductor material, e.g. silicon or germanium, which is produced by epitaxial Growth to be applied to the substrate itself is in one Container 10 and is heated by an electron beam which is generated by a heating coil 12 is generated. As a result, the semiconductor material evaporates and hits the Substrate 6 down. The electron gun is cooled by water supply channels 14th

Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung umfasst ferner sogenannte Knudsen-Zellen 16 und 18, um p-n-Verunreinigungen zu verdampfen, welche in die auf dem Substrat 6 auszubildende Halbleiter-Schicht eingebracht werden sollen. Eine Dicken-Messeinrichtung 20 erlaubt eine Ueberwachung der Dicke der Halbleiter-Schicht.The device shown in FIG. 1 also includes so-called Knudsen cells 16 and 18 in order to evaporate p-n impurities which are present in those on the substrate 6 to be formed semiconductor layer are to be introduced. A thickness measuring device 20 allows the thickness of the semiconductor layer to be monitored.

Die vorstehend beschriebene Einrichtung ist dem einschlägigen Fachmann gut bekannt, sodass an dieser Stelle auf weitere Einzelheiten des Aufbaus und der Betriebsweise nicht näher eingegangen zu werden braucht. Diese Einzelheiten können der einschlägigen Literatur entnommen werden.The device described above is suitable for those skilled in the art well known, so at this point more details of the structure and the Operation does not need to be discussed in more detail. These details can can be taken from the relevant literature.

Im vorliegenden Beispiel nimmt das Gehäuse 2 ausserdem noch Behälter 22 und 24 auf, welche das Material zur Ausbildung der wasserlöslichen Schicht zwischen dem Substrat und der durch epitaxiales Wachstum auszubildenden Halbleiter-Schicht enthalten. Aehnliche Behälter (nicht dargestellt) können ausserdem für Materialien zur Ausbildung einer Antireflexionsschicht und zur Ausbildung von Elektroden vorgesehen sein, welch letztere auf der Halbleiter-Schicht aufgebracht werden müssen, bevor diese durch Entfernen der wasserlöslichen Schicht vom Substrat entfernt wird.In the present example, the housing 2 also takes containers 22 and 24, which are the material for forming the water-soluble layer between the substrate and the semiconductor layer to be formed by epitaxial growth contain. Similar containers (not shown) can also be used for materials intended for the formation of an anti-reflective layer and for the formation of electrodes which latter must be applied to the semiconductor layer before this is removed from the substrate by removing the water-soluble layer.

Es folgt nun eine Anzahl von detaillierten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemässen Verfahrens.There now follow a number of detailed embodiments of the inventive method.

Beispiel 1 (Si-Ge/NaF/Ge-Si) Bei diesem Beispiel ist das Substrat 6 aus monokristallinem Silizium mit einer dünnen Schicht aus Germanium bedeckt, welche durch epitaxiales Wachstum aufgebracht wurde, da das Silizium die Tendenz hat, ausserhalb des Vakuums zu oxydieren.Example 1 (Si-Ge / NaF / Ge-Si) In this example the substrate is 6 made of monocrystalline silicon covered with a thin layer of germanium, which was applied by epitaxial growth, since the silicon has the tendency has to oxidize outside the vacuum.

Zunächst wird das Siliziumsubstrat 6 mit Hilfe eines der bekannten chemischen Behandlungsverfahrensgereinigt. Dann wird die gesamte Behandlungskammer mit dem darin angeordneten Siliziumsubstrat 6 auf eine Temperatur von ca. 2000C gebracht und ein Vakuum von mindestens 1 -6 Torr, vorzugsweise aber in der Grössenordnung von einigen wenigen 10 8 Torr, erzeugt.First, the silicon substrate 6 is made using one of the known ones chemical treatment process cleaned. Then the entire treatment chamber with the silicon substrate 6 arranged therein to a temperature of approx. 2000C brought and a vacuum of at least 1-6 Torr, but preferably of the order of magnitude of a few 10 8 Torr.

Dieser Vorgang kann, je nach Leistung der Vakuumpumpe und der atmosphärischen Bedingungen, einige wenige Stunden bis zu ein oder zwei Tagen dauern. Nun wird eine Germaniumschicht 30 (Fig. 2) durch epitaxiales Wachstum auf das Siliziumsubstrat 6 aufgcbracht, indem mit Hilfe der Elektronenkanone 10, 12 Germanium verdampft wird und sich auf das Substrat 6 niederschlägt. Letzteres wird indessen mit Hilfe des Heizelementes 8 auf eine Temperatur von ca. 7500C erwärmt. Es ist von Vorteil, wenn das Germanium mit einer Aufbaugeschwindigkeit in der rösenordnung von 100 2/min. bis zu einer Dicke von ca.This process can, depending on the performance of the vacuum pump and the atmospheric Conditions that last a few hours to a day or two. Now becomes one Germanium layer 30 (Fig. 2) by epitaxial growth on the silicon substrate 6 applied by vaporizing germanium with the aid of the electron gun 10, 12 and is deposited on the substrate 6. The latter is, however, made possible with the help of the Heating element 8 heated to a temperature of about 7500C. It's beneficial though the germanium with a build-up speed in the order of 100 2 / min. up to a thickness of approx.

1'000 Ä aufgebracht wird.1,000 Å is applied.

Die Germaniumschicht 30 wird direkt auf das gereinigte Siliziumsubstrat 6 aufgetragen. Infolge der Tendenz des Siliziums, ausserhalb des Vakuums zu oxydieren, ist es erforderlich, dass es mit einer frischen, reinen Germaniumschicht geschützt wird.The germanium layer 30 is applied directly to the cleaned silicon substrate 6 applied. Due to the tendency of silicon to oxidize outside the vacuum, it is required that it be protected with a fresh, pure germanium layer will.

Dieses Substrat6, zusammen mit der Germaniumschicht 30, kann dadurch als wieder-verwendbare Matrix zur Herstellung einer grossen Anzahl von Halbleiter-Schichten verwendet werden.This substrate 6, together with the germanium layer 30, can thereby as a reusable matrix for the production of a large number of semiconductor layers be used.

Eine Schicht 32 aus auflösbarem Material wird nun durch epitaxiales Wachstum auf der das Siliziumsubstrat 6 bedeckenden Germaniumschicht 30 aufgetragen. In diesem Beispiel besteht die auflösbare Schicht aus Natriumfluorid. Dieses Material wird bei Zimmertemperatur verdampft, mit einer Auftragsgeschwindigkeit von 100 Å/min., bis eine Dicke von ca. 1'000 Ä erreicht ist.A layer 32 of dissolvable material is now epitaxial Growth is applied to the germanium layer 30 covering the silicon substrate 6. In this example the dissolvable layer consists of sodium fluoride. This material is evaporated at room temperature, with an application rate of 100 Å / min., until a thickness of approx. 1,000 Å is reached.

Als nächstes wird eine weitere (errnaniumschicht 34 durch epiaxiales Wachstum auf der Natriumfluoridschicht 32 erzeugt.Next, another (errnanium layer 34 is covered by epiaxiales Growth is generated on the sodium fluoride layer 32.

Dies geseP, eht bei einer stlperatur von ca. 500 - 6000C, mit einer Anftragsgeschwindigkeit von ca. 100 Å/min., bis eine Schichtdicke von ca. 1'000 - 2'000 Å erreicht ist.This is done at a temperature of approx. 500 - 6000C, with a Application speed of approx. 100 Å / min., Up to a layer thickness of approx. 1,000 - 2,000 Å is reached.

Nun wird auf der Germaniumschicht 34 durch epitaxiales Wachstum eine Silizium-Halbleiter-Schicht 36 aufgetragen. Dies geschieht vorzugsweise bei einer Temperatur von ca. 650°C, mit einer Auftraqsgeschw indigkeit zwischen 100 und einige 1'000 A/min., bis die erwünschte Dicke erreicht ist, welche je nach Anwendungsfall zwischen 2 und 20 pm liegt. Das epitaxiale Auftragen der Siliziunlschicht 36 geschieht durch Aufdaroqfen unter Wirkung der Elektronenkanone 10, 12. Zur gleicilen Zeit können die Verunreinigungen aus den Zellen 16 und 18 eingedampft werden, bis der erforderliche Verunreinigungsgrad erreicht ist.Now, on the germanium layer 34 by epitaxial growth, a Silicon semiconductor layer 36 is applied. This is preferably done with a Temperature of approx. 650 ° C, with an application speed between 100 and a few 1,000 A / min., Until the desired thickness is reached, which depends on the application is between 2 and 20 pm. The epitaxial application of the silicon layer 36 takes place by shooting up under the action of the electron gun 10, 12. At the same time the contaminants can be evaporated from cells 16 and 18 until the required degree of contamination is reached.

Nachdem die Siliziumschicht 36 fertig ausgebildet worden ist, werden die Kontakte 38 und der Antireflexbelag 40 durch Verdampfen von Material erzeugt, welches in geeigneten Behältern 22 und 24 bereitgestellt wurde.After the silicon layer 36 has been completely formed, the contacts 38 and the anti-reflective coating 40 produced by evaporation of material, which was provided in suitable containers 22 and 24.

Anschliessend wird das Substrat 6 mit den verschiedenen darauf befindlichen, durch epitaxiales Wachstum erzeugten Schichten aus dem Gehäuse 2 entfernt, und die Natriumfluorid-Schicht 32 wird in Wasser aufgelöst. Dies bewirkt, dass die Siliziumschicht 36 zusammen mit der Germaniumschicht 34 einerseits von der Matrix 6 mit der darauf befindlichen Germaniumschicht 30 andererseits getrennt wird. Wie bereits erwähnt, kann die Matrix 6 wiederverwendet werden, um weitere Halbleiter-Schichten durch epitaxiales Wachstum zu erzeugen.Subsequently, the substrate 6 with the various thereon, layers generated by epitaxial growth removed from the housing 2, and the Sodium fluoride layer 32 is dissolved in water. This causes the silicon layer 36 together with the germanium layer 34 on the one hand from the matrix 6 with that on it located germanium layer 30 on the other hand is separated. As already mentioned, the matrix 6 can be reused to make further semiconductor layers through to produce epitaxial growth.

Bevor die Natriumfluorid-Schicht in Wasser aufgelöst wird, kann die Oberfläche der Halbleiter-Schichten unter Verwendung eines Klebstoffes auf einem transparenten Träger wie z.B. Glas oder Kunststoffilm befestigt werden.Before the sodium fluoride layer is dissolved in water, the Surface of the semiconductor layers using an adhesive on a transparent supports such as glass or plastic film can be attached.

Beispiel 2 (Si-Si/NaF/Ge-Si) Dieses Beispiel entspricht im wesentlichen dem Beispiel 1, mit dem Unterschied, dass die Silizium-Matrix 6 mit einer weiteren Siliziumschicht anstelle der Germaniumschicht 30 bedeckt wird. Diese Siliziumschicht wird vorzugsweise durch epitaxiales Wachstum auf der Silizium-Matrix 6 erzeugt, indem Silizium bei einer Temperatur von ca. 750 "C verdampft wird, wobei die Auftragsgeschwindigkeit 100 t/min. beträgt, bis eine Schichtdicke von ca. 1'000 A erreicht ist.Example 2 (Si-Si / NaF / Ge-Si) This example is essentially the same the example 1, with the difference that the silicon matrix 6 with a further Silicon layer instead of the germanium layer 30 is covered. This silicon layer is preferably produced by epitaxial growth on the silicon matrix 6, by evaporating silicon at a temperature of approx. 750 "C, with the application speed 100 t / min. until a layer thickness of approx. 1,000 A is reached.

Beispiel 3 (Si-Si/CaIs2/Si) Dieses Beispiel entspricht im wesentlichen dem Beispiel 2, mit dem Unterschied, dass die lösliche Schicht 32 nicht durch Natriumfluorid gebildet ist, sondern dass eine Schicht von Kalziurnfluorid aufgetragen wird. Das Kalziumfluorid wird bei einer Temperatur von 5000C mit einer Auftragsgeschwindigkeit von ca. 200 Å/min. aufgedampft, bis eine Schichtdicke von 2'000 Ä erreicht ist. Bei diesem Beispiel wird die Siliziumschicht 36 vorzugsweise bei einer Temperatur von ca. 600 - 700C mit einer Auftragsgeschwindigkeit von ca. 50 - 1'000 A/min.Example 3 (Si-Si / CaIs2 / Si) This example is essentially the same Example 2, with the difference that the soluble layer 32 is not made up of sodium fluoride is formed, but that a layer of calcium fluoride is applied. That Calcium fluoride is used in a temperature of 5000C with an application speed of about 200 Å / min. vapor-deposited until a layer thickness of 2,000 Å is reached. In this example, the silicon layer 36 is preferably at one temperature from approx. 600 - 700C with an application speed of approx. 50 - 1,000 A / min.

aufgedampft, bis eine Schichtdicke von mehreren pm erreicht ist. Das weitere Vorgehen ist gleich wie im Beispiel 1 beschrieben.vapor-deposited until a layer thickness of several pm is reached. That further procedure is the same as described in example 1.

Beispie1 4 (Si-Si/CaF2/Si-Ge) Dieses Beispiel entspricht im wesentlichen dem Beispiel 3, mit dem Unterschied, dass zuerst eine Siliziumschicht mit einer Dicke von 2'000 t auf dem CaF2 aufgebracht wird, die als Schutzschicht gegen chemische Reaktionen dient. Erst dann wird eine Germaniumschicht in der gewünschten Dicke ausgebildet, typisch in der Dicke von 2 um bis 50 pm.Example 4 (Si-Si / CaF2 / Si-Ge) This example is essentially the same Example 3, with the difference that first a silicon layer with a Thickness of 2,000 t is applied to the CaF2, which acts as a protective layer against chemical Reactions serves. Only then is a germanium layer in the desired thickness typically in a thickness of 2 µm to 50 µm.

Beispiel 5 (Ge-Si oder Si-Ge Verbundschicht) Bei diesem Beispiel kann entsprechend den Beispielen 1, 2 und 4 vorgegangen werden, mit der Ausnahme, dass die äusseren Schichten aus Germanium (34) und Silizium (36) in ihrer Dicke im Bereich von pm liegen, sodass eine zusammengesetzte Doppelspaltschicht entsteht, die einen besseren spektralen Wirkungsgrad besitzt.Example 5 (Ge-Si or Si-Ge composite layer) In this example, Proceed as in Examples 1, 2 and 4, with the exception that the outer layers of germanium (34) and silicon (36) in their thickness in the area of pm, so that a composite double-gap layer is created that has a has better spectral efficiency.

Beispiel 6 (Si-Se oder Ge-Si-Se Verbundschicht) Bei diesem Beispiel kann entsprechend den Beispielen 3 und 5 vorgegangen werden, wobei noch eine Selenschicht bei einer Temperatur von 200 - 2500C und einer Dicke von 0,5 - 10 um aufgebracht wird, sodass eine zusammengesetzte Doppel- oder Dreifach-Spaltschicht entsteht, die einen besseren spektralen Wirkungsgrad besitzt.Example 6 (Si-Se or Ge-Si-Se composite layer) In this example can be proceeded according to Examples 3 and 5, with a selenium layer applied at a temperature of 200-2500C and a thickness of 0.5-10 µm so that a composite double or triple split layer is created, which has a better spectral efficiency.

Beispiel 7 (Si-GaAs oder Ge-GaAs, oder Ge-Si-GaAs Verbundschicht) Bei diesem Beispiel kann entsprechend den Beispielen 3, 4 und 5 vorgegangen werden, wobei noch eine GaAs-Schicht bei einer Temperatur von 500 - 7500C und einer Dicke von 0,5 - 2 pm aufgebracht wird, sodass eine zusammengesetzte Doppel- oder Dreifach-Spaltschicht entsteht, die einen besseren spektralen Wirkungsgrad besitzt.Example 7 (Si-GaAs or Ge-GaAs, or Ge-Si-GaAs composite layer) In this example, you can proceed as in Examples 3, 4 and 5, with another GaAs layer at a temperature of 500 - 7500C and a thickness of 0.5 - 2 pm is applied, so that a composite double or triple gap layer arises, which has a better spectral efficiency.

Es soll noch darauf hingewiesen werden, dass die vorstehend beschriebenen Beispiele nur die Herstellung einer einzelnen Halbleiter(Verbund)Schicht auf einem Substrat erläutern. Es ist aber genausogut möglich, eine Mehrzahl von Halbleiter (Verbund)Schichten auf demselben Substrat durch epitaxiales Wachstum auszubilden, wobei jede Halbleiter-Schicht durch eine wasserlösliche Salzschicht von der nächsten getrennt ist.It should also be noted that the above-described Examples only produce a single semiconductor (composite) layer on top of one Explain the substrate. However, it is just as possible to use a plurality of semiconductors To form (composite) layers on the same substrate by epitaxial growth, each semiconductor layer being separated by a water-soluble salt layer from the next is separated.

Nachdem diese Mehrzahl von Halbleiter-Schichten erzeugt worden ist, kann das Substrat mit den darauf aufgebrachten Schichten in Wasser behandelt werden, um gleichzeitig sämtliche Salzschichten herauszulösen, sodass eine Mehrzahl von einzelnen Halbleiter (Verbund) Schichten entsteht. LeerseiteAfter this plurality of semiconductor layers has been produced, the substrate with the layers applied to it can be treated in water, around at the same time remove all layers of salt so that one A plurality of individual semiconductor (composite) layers is created. Blank page

Claims

PATENT CLAIM C Process for the production of monocrystalline semiconductor layers, characterized by the following process steps: - Training at least one Layer of a water-soluble salt on a substrate, through epitaxial growth, - Formation of a monocrystalline semiconductor layer over said salt layer, through epitaxial growth, - dissolving the mentioned salt layer with water, so that the aforementioned monocrystalline semiconductor layer is detached from the substrate.

2. The method according to claim 1, characterized in that the monocrystalline formed by epitaxial growth on the salt layer Semiconductor layer consists of silicon.

3. The method according to claim 1, characterized in that the monocrystalline formed by epitaxial growth on the salt layer Semiconductor layer consists of germanium.

4. The method according to claim 1, characterized in that by epitaxial growth on the salt layer a monocrystalline semiconductor layer a first type is applied, whereupon another monocrystalline Semiconductor layer of a second type is produced by epitaxial growth before the salt layer is dissolved by water.

5, the method according to claim 4, characterized in that the said semiconductor layer of the first type consists of germanium, while said Semiconductor layer of the second type consists of silicon.

6. The method according to claim 4, characterized in that the said semiconductor layer of the first type consists of silicon, while said Semiconductor layer of the second type consists of germanium.

7. The method according to any one of claims 1 - 6, characterized in that that a selenium layer is formed on the outermost semiconductor layer through epitaxial growth is applied before the salt layer is dissolved in water.

8. The method according to any one of claims 1 - 6, characterized in that that a layer is formed on the outermost semiconductor layer through epitaxial growth from a III-V Composite is applied before the salt layer is dissolved in water.

9. The method according to any one of claims 1 - 8, characterized in that that said substrate is made of silicon, and that on it by epitaxial A thin layer of germanium or silicon is created before the growth called water-soluble salt layer is applied.

10. The method according to any one of claims 1 - 9, characterized in that that on a common substrate by epitaxial growth a plurality of monocrystalline semiconductor layers is applied, the latter through epitaxially grown layers of a water-soluble salt are separated, and that all these salt layers are dissolved out at the same time to a plurality of to obtain individual semiconductor layers.