DE3126050A1 - Verfahren zur erzeugung monokristalliner oder grobpolykristalliner schichten - Google Patents

Verfahren zur erzeugung monokristalliner oder grobpolykristalliner schichten

Info

Publication number
DE3126050A1
DE3126050A1 DE19813126050 DE3126050A DE3126050A1 DE 3126050 A1 DE3126050 A1 DE 3126050A1 DE 19813126050 DE19813126050 DE 19813126050 DE 3126050 A DE3126050 A DE 3126050A DE 3126050 A1 DE3126050 A1 DE 3126050A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
polycrystalline
temperature zone
generated
high temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19813126050
Other languages
English (en)
Inventor
Hanno Prof. Dr. 2000 Hamburg Schaumburg
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to DE19813126050 priority Critical patent/DE3126050A1/de
Publication of DE3126050A1 publication Critical patent/DE3126050A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02Epitaxial-layer growth
    • C30B25/10Heating of the reaction chamber or the substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/46Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B1/00Single-crystal growth directly from the solid state
    • C30B1/02Single-crystal growth directly from the solid state by thermal treatment, e.g. strain annealing
    • C30B1/06Recrystallisation under a temperature gradient
    • C30B1/08Zone recrystallisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B23/00Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • C30B23/02Epitaxial-layer growth
    • C30B23/06Heating of the deposition chamber, the substrate or the materials to be evaporated

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Description

  • Verfahren zur Erzeugung monokristalliner oder gropoly-
  • kristalliner Schichten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung monokristalliner oder grobpolykristalliner Schichten.
  • Derartige Schichten mit einer typischen Schichtdecke von 0,1 bis 1 /um und vorzugsweise 0,5/um werden bevorzugt für die Herstellung von Halbleiterbauelementen verwendet.
  • In der herkömmlichen Technik werden Halbleiterbauelemente auf flachen Substraten hergestellt, wobei von Blöcken oder Stangen Scheiben, etwa mit Diamantsägen abgetrennt werden.
  • Dieses Vertahren ist jedoch unständlich und kostenautwendig.
  • Die hierfür erforderlichen monokristallinen Blöcke werden durch bekannte Zonenschmelzverlahren hergestellt. Hierbei geht man etwa von einem zylinderförmigen Rohling aus polykristallinem Material aus. Eine Stirnseite des Rohlings wird durch beheizte Drahtwendel zum Schmelzen gebracht, so daß dort das Material flüssig wird und gegen einen kristallographisch vororientierten Kristallkeim, der in der Regel aus demselben Material besteht, fließt. Der Keim selbst wird dabei seinerseits nicht aufgeschmolzen. Anschließend wird die Schmelzzone durch das Material hindurchgeführt, wobei sich die Schmelze zunächst an der Grenzfläche zu dem Kristallkeim abkühlt, wobei die erstarrte Schmelze die Crientierunq des Kristallkeimes übernimmt.
  • Ein derartiqes Verfahren läßt sich jedoch auf die dünnen Schichten nicht übertragen,da diese hierdurch uner anderem Formveränderungen erleiden, aie sie für den beabsichtigten Einsatz unbrauchbar werden lassen Andererseits sind auch Verfahren bekannt, dünne Schichten umzukristallisieren, indem man einen fokusierten intensiven Laser- oder Elektronenstrahl einsetzt, der über die zu re-kristallisierende Schicht rasterförmig geführt wird und damit streifenförmig aufgeschmolzene Gebiete erzeugt, welche nach Durchlaufen des Strahls wieder in den festen Zustand übergehen. Hierbei ist jedoch nacnteilig, daß einerseits die re-kristallisierten Gebiete in der Regel nicht einkristallin aufwachsen, da als Keime alle Gebiete um den aufgeschmolzenen Strahlfleck herum dienen, nicht aber nur re-kristallisierte und damit vororientierte Gebiete, während andererseits diese Verfahren nur eine sehr teure Herstellung re-kristallisierter polykristalliner Schichten zulassen, da die diesbezüglichen Apparaturen aufwendig und die Zeiten zum Abrastern größerer Schichtflächen groß sind. Auch beim Einsatz von nicht punktformigen, sondern streifenförmigen Elektronen- und Laserstrahlen bleibt zumindest der letztgenannte Nachteil erhalten In Kenntnis dieses Standes der Technik liegt der Erfindung I die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das nicht mit den autgezeigten Nachteilen behaftet ist und im besonderen bei geringen Fertigungstoleranzen eine unkritische, einfache und kostengünstige Herstellung deL Se ten ermöglicht.
  • Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß man entlang einer Hochtemperaturzone das Schichtwachstum durchführt. Dabei liegt die Temperatur der Zone bevorzugt unterhalb der Schmektemperatur des Materials. Bei derartig hohen Temperaturen wird die Beweqlichkeit der Korngrenzen so groß, daß auch ohne einen Schmelzprozeß eine Umkristallisation eintritt.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens führt man das Schichtwachstum aus der Gasphase heraus durch. Diese Gasphase weist Silizium epthaltende Moleküle auf, wie SiH4, SiHCl3, und ähnliche. Hierbei tritt innerhalb der Hochtemperaturzone eine pyrolytische Zerlegung von Molekülen auf. Bei der Zerlegung fällt elementares Silizium aus. Der Molekülzerfall tritt nur im Bereich der Hochtemperaturzone auf, und nur in diesem räumlich eng begrenzten Bereich schlägt sich das elementare Silizium nieder. Bei der Anlage der niedergeschlagenen Siliziumatome an einem monokristallinen Keim baut sich dementsprechend eine Schicht in der gleichen Orientierung auf, wobei sich diese Orientierung während des gesamten Schichtwachstums bei der Abkühlung am Rande der Hochtemperaturzone fortsetzt.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens führt man das Schichtwachstum aus der festen Phase heraus durch. Bevorzugt handelt es sich bei dem Ausgangsmaterial um eine Schicht aus polykristallinem Material. Von einem monokristallinen Keim ausgehend führt man eine Hochtemperaturzone durch die Schicht hindurch. Bei einer Temperatur, die unter der Schmelztemperatur des Materials, jedoch nahe an diese heranreicht, erhalten die Korngrenzen eine hinreichend große Beweglichkeit so daß eine Umkristallisierung und Orientierung entsprechend derjenigen des Keimes eintritt. Eine Veränderung der äußeren Form der Schicht tritt hierbei nicht auf, wie sie etwa bei einem Schmelzvorgang zu befürchten ist. Man erhält somit eine orientierte Schicht gleicnmäßiger Stärke mit vorbestimmten Abmessungen.
  • Da die Fläche des re-kristallisierten, zuvor polykristallinen Materials möglichst groß werden, der Keim jedoch möglichst klein ausgeführt sein soll, erweitert sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Schicht von dem Keim ausgehend auf die normale Schichtbreite. Hierdurch wird sichergestellt, daß nur eine Kristallorientierung in die polykristalline Schicht hineinwächst. Bei Vorhandensein eines yrobpolykristallinen Keims pflanzen sich entsprend nur wenige Kristallorientierungen in der polykristallinen Schicht fort.
  • Nach der Erfindung kann die Hochtemperaturzone auf unterschiedliche Weise erzeugt werden Vorzugsweise führt man zur Bildung der Hochtemperaturzone einen direkten Elektronenbeschuß durch.
  • Hierbei veranlaßt man eine Elektronenquelle zu einer intensiven Elektronenemission und legt zwischen die Elektronenquelle und die Schicht eine hohe elektrische Spannung. Hierdurch werden die Elektronen auf die Schicht gelenkt, wo sie ihre Energie abgeben, so daß sich die Schicht lokal stark erwärmt. Typische elektrische Spannungen liegen in der Größenordnung einiger Kilovolt. Das Material der Elektronenquelle ist so zu wählen, daß während der Elektronenemission möglichst wenige Atome und Ionen aus dem Material der Elektronenquelle auf polykristalline Schicht gelangen, da sie deren Eigenschaften negativ beeinflussen können. Das Material der Bektronenquelle kann zweckmäßig so gewählt werden, daß die Atome des Materials eine möglichst geringe Löslichkeit in dem Material der polykristallinen Schicht besitzen, so daß sie an der Oberfläche der polykristallinen Schicht verbleiben, bzw. dorthin wandern.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bringt man auf die polykristalline Schicht eine Ionenstrahlschutzschicht auf, wodurch der Einfluß von Störatomen vermindert oder verhindert wird.
  • Es handelt sich hierbei um eine dünne Membran oder Folie, die zwar von Elektronenstrahlen durchdrungen wird, jedoch keine Ionenstrahlen durchläßt. Es eignen sich hierfür etwa dünne Quarz- oder Metallfolien.
  • Nach einer anderen Ausführungsform dieses Verfahrens lenkt man einen zunächst parallel zur polykristallinen Schicht gerichteten Elektronenstrahl auf die Oberfläche der Schicht um. Durch dieses elektrostatische oderelektromagnetische Umlenkverfahren werden die Elektronenströme von den Atom- oder Ionenströmen getrennt, so daß nur die Elektronenströme aut die polykristalline Schicht gelangen. Ein negativer Einfluß der Atom- oder Ionenströme ist somit ausgeschlossen.
  • Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Hochtemperaturzone durch eine Widerstandheizung erzeugt werden. Hierbei wird die lokal zu erhitzende Zone in die unmittelbare Nähe durch Stromfluß auf hohe Temperaturen gebrachten, etwa zylinderförmigen Wärmequelle gebracht.
  • Andererseits kann die Erzeugung der Hochtemperaturzone durch lokale induktive Heizung erfolgen. Hierbei wird mittels einer Spule ein starkes Hochfrequenzfeld in die polykristalline Schicht oder ein geeignetes, sich darunter befindliches Substrat eingekoppelt, wobei die entstehenden Verlustströme zu einer starken lokalen Aufheizung führen.
  • Schließlich kann gemäß der Erfindung die Hochtemperaturzone durch eine langgestreckte Flamme aus einer Brennerquelle erzeugt werden. Der Vorgang erfolgt in einem geeigneten Schutzgas, wie etwa in einer Stickstoffatmosphäre.
  • Unabhängig von der Art der Erzeugung der Hochtemperaturzone wird diese durch eine Relativbewegung zwischen der Quelle und der Schicht durch letztere hindurchgeführt, wobei sich am Abkühlungsende die Orientierung einstellt Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung monokristalliner oder grobpolykristalliner Schichten. Es ist nun nicht mehr erforderlich, große monokristalline Einkristallstäbe herzustellen und etwa mit Diamantsägen in Scheiben zu zerlegen. Das Verfahren kann kostengünstig in einem Dauerbetrieb durchgeführt werden, wobei die Umkrijtallisierung in einer Durchlaufapparatur erfolgen kann, wodurch eine günstige Maschinenausnutzung möglich wird.
  • Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigt im einzelnen, jeweils in schematischer Darstellung: Fig. 1 den Schichtaufbau aus der Gasphase, Fig. 2 den Schichtaufbau durch Umkristallisation aus der festen Phase in einer Seitenansicht, Fig. 3 die Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 2, Fig. 4 die Erzeugung der Hochtemperaturzone durch direkten Elektronenbeschuß, Fig. 5 die Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß Fig. 4, Fig. 6 die Erzeugung der Hochtemperaturzone durch induktive Aufheizung, Fig. 7 die Erzeugung der Hochtemperaturzone durch Widerstandsheizung, Fig. 8 die Erzeugung der Hochtemperaturzone mittels eines Brenners und Fig. 9 die Darstellungeines Verfahrens zur Festlegung der Kristallorientierung.
  • Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung die Durchführung des Schichtwachstums aus der Gasphase heraus. Dabei befindet sich auf einem Substrat 1 ein Keim 2 innerhalb einer Atmosphäre, die Moleküle aufweist, welche Silizium enthalten. Es kann sich dabei um SiH4, SiHCl3, oder ähnliche Materialien handeln. Angrenzend an den Keim 2 bildet man eine Hochtemperaturzone 3 aus, innerhalb welcher eine pyrolytische Zerlegung der Moleküle stattfindet. Die Temperatur kann dabei etwa zwischen 600 und 12000C liegen. An dem Keim 2 schlägt sich nun elementares Silizium nieder mit einer Kristallorientierung, die dem Keim 2 entspricht. Hieran angrenzend-«wächst eine monokristalline oder grobpolykristalline Schicht 4 entsprechend der Keimorientierung an. Durch eine Relativbewegung zwischen der Hochtemperaturzone 3 und dem Substrat 1 mit dem Keim 2 bildet sich eine monokristalline oder grobpolykristalline Schicht 4 entsprechender Länge aus.
  • Die Fig. 2 zeigt in Seitenansicht das Schichtwachstum aus der festen Phase heraus. Auch hier befindet sich auf einem Substrat 1 ein Keim 2, än dem sich jedoch ursprünglich eine polykristalline Schicht 5 anschließt. Durch die Erzeugung einer Hochtemperaturzone 3, angrenzend an den Keim 2 tritt eine Umkristallisation ein, und es wächst an dem Keim 2 eine monokristalline Schicht 4 an, während die Hochtemperaturzone 3 durch die polykristalline Schicht b hindurchgeführt wird.
  • Die Fig. 3 zeigt diesen Vorgang in der Draufsicht. Da die Schichtfläche möglichst groß, der Keim jedoch möglichst klein ausgeführt sein soll, verbreitet sich vorzugsweise die Schicht 4 bzw. 5 von dem auf dem Substrat 1 befindlichen Keim 2 ausgehend. Die Orientierung des monokristallinen oder grobpolykristallinen Keims pflanzt sich somit in die verbreiterte Schicht hinein fort.
  • Die Fig. 4 erläutert die Erzeugung der Hochtemperaturzone gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Auch hier befindet sich auf einem Substrat 1 ein Keim 2, an welchen sich eine zunächst polykristalline Schicht 5 anschließt, In der Nähe der Schicht 5 befindet sich eine stabförmige Elektronenquelle 6. An die Elektronenquelle ö einerseits und die Schicht 5 andererseits legt man eine Spannungsquelle an, um die Elektronen, deren Bahnen schematisch durch Pfeile 8 dargestellt sina, auf die Schicht 5 zu lenken. Die angelegte Spannung kann in der Größenordnung einiger Kilovolt liegen Die Elektronen geLoIl ihre Energie intierhalb der Schicht 5 ab, so daß sich diese lokal stark erwärmt. Die stabförmige Elektronenquelle 7 erstreckt sich quer über die gesamte Schicht 5, so daß sich dementsprechend eine Hochtemperaturzone 3 ausbildet, die in gleicher Weise über die gesamte Breite der Schicht 5 verläuft. Durch eine Relativbewegung zwischen dem Substrat 1 mit dem Keim 2 und der polykristallinen Schicht 5 einerseits und der Elektronenquelle 6 andererseits baut sich eine umkristallisierte monokristalline oder grobpolykristalline Schicht 4 angrenzend an den Keim 2 auf.
  • Um eine Schädigung der Schicht 4 bzw. 5 durch indringende Atome und/oder Ionen zu verhindern oder zu vermindern, ordnet man zwischender Elektronenquelle 6 und der Schicht 4 bzw. 5 Schicht eine Membrantoder Folie 9 an, die zwar von Elektronen durchdrungen wird, Ionen oder Atome jedoch nicht durchläßt. Als Schicht 9 eignen sich dünne Quarz- oder Metallfolien.
  • In Fig. 5 ist eine Modifizierung des Verfahrens gemäß Fig. 4 dargestellt. Hier verlauten die Elektronenbahnen 8 von der Elektronenquelle b ausgehend zunächst parallel zur Schicht 4 bzw. 5. Uber eine Beschleunigerelektrode 10 und eine Umlenkelektrode 11 werden die Elektronen 8 rechtwinklig abgelenkt, sie so daß/senkrecht auf die polykristalline Schicht auftreffen.
  • Da nur die Elektronen abgelenkt werden, kann somit eine Schädigung der Schicht 4 bzw. 5 durch Atome oder Ionen nicht eintreten. Zwischen der Elektronenquelle 6 sowie der polykristallinen Schicht 5 befindet sich eine Abschirmung 12.
  • Die Erzeugung der Hochtemperaturzone kann alternativ, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist, über eine Heizspule 13 erfolgen, wobei auch hier im Abkühlungsbereich der Hochtemperaturzone 3 eine umkristallisierte, orientierte Schicht 4 heranwächst. Entsprechend der Darstellung in Fig. 7 kaM die Hochtemperaturzone auch mittels eines beheizten Widerstandsdrahtes 14 erzeugt werden.
  • In vielen Fällen ist es wünschenswert, daß die re-kristallisierte Schicht eine vorgegebene Kristallorientierung besitzt, wie z. B. die einer (1002-Ebene. Ein einfaches Verfahren zur Festlegung der Kristallorientierung der umkristallisierten Schicht ist in Fig. 9 dargestellt. Das Substrat 1 besteht aus einer (100)-orientierten Unterlage, wobei es sich um eine Siliziumscheibe handeln kann. Auf diesem Substrat 1 befindet sich eine Isolatorschicht 15, die z. B. aus SiO2 bestehen kann.
  • Hierauf ist die polykristalline Schicht 5, etwa aus Polysilizium,aufgebracht. Im Gebiet des Keimes 2 ist vor Aufbringung der polykristallinen Schicht 5 die Isolatorschicht 15 entfernt worden. Bei der Fortbewegung der Hochtemperaturzone kühlt sich die erhitzte polykristalline Schicht zunächst im Keimgebiet ab, wobei de Erstarrung epitaktisch mit der Orientierung des (100)-Substrats erfolgt, so daß der Keim stets eine (100)-Orientierung erhält. Diese setzt sich in die umkristallisierte polykristalline Schicht fort.
  • Für die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Schichten gibt es vielfältige Anwendungen insbesondere im Bereich der Halbleitertechnik, wobei die monokristallinen oder grobpolykristallinen Halbleiterschichten auf einem isolierenden Substrat aufgebracht sind. Bei der Herstelluhg von Halbleiterbaulementen ist es von Vorteil, wenn die aktiven Halbleiterbereiche nicht durch eine pn-Übergangsisolation, sondern durch eine Quarzisolation voneinander getrennt sind.
  • Auf der Basis der beschriebenen monokristallinen oder grobpolykristallinen Schichten lassen sich diese Verhältnisse herstellen, wenn man in der Schicht Inseln definiert, wobei man die dazwischenliegenden Bereiche wegätzen kann und auf diesen Inseln Halbleiterbaulemente herstellt. Bei der Herstellung von integrierten Schaltungen wird ein ähnliches Verfahren in der SOS (silicon on sapphire)-Technik angewendet. Sensoren auf der Basis von Polysilizium bzw. monokristallinem Silizium auf einem isolierenden Substrat haben eine besonders gute Lebensdauerqualität und Eichgenauigkeit, da die bei pn-isolierten Bauelementen bekannten Ausfallursachen, wie Oberflächenkanäle und Leckströme nicht infrage kommen.
  • Durch das erfindunsgemäße Verfahren ist es somit gelungen, in einer einfachen Weise ohne den Aufbau komplizierter Geräte, wie sie etwa für die Strahlenbündelung erforderlich sind, gleichmäßig orientierte, umkristallisierte monokristalline oder grobpolykristalline Schichten zu erzeugen.
  • Leerseite

Claims (14)

  1. Verfahren zur Erzeugung monokristalliner oder grobpolykristalliner Schichten Patentansprüche: 1. Verfahren zur Erzeugung monok.'istalliner oder grobpolykristalliner Schichten, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t v daß man entlang einer Hochtemperaturzone das Schichtwachstum durchführt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a du r c h g e k e n n -z e i c h n e t , das man das Schichtwachstum aus der Gasphase heraus durchführt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Gasphase Silizium enthaltende Moleküle, Wie SiH4, SiHCl3 und ähnliche, aufweist.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß man das Schichtwachstum aus der festen Phase heraus durchführt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß es sich bei dem Ausgangsmaterial um eine Schicht aus polykristallinem Material handelt.
  6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 4 oder S, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , daß man die Schicht von einem Keim ausgehend auf'die normale Schichtbreite erweitert.
  7. /. Verfahren nach Anspruch 5, d a du r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß man die Hochtemperaturzone durch direkten Elektronenbeschuß erzeugt.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß man eine Elektronenquelle zu einer intensiven Elektronenemission veranlaßt, eine hohe elektrische Spannung zwischen der Elektronenquelle und der Scnicht erzeugt und eine Relativbewegung zwischen Elektronenquelle und polykristalliner Schicht ausführt.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß man über der polykristallinen Schicht eine Ionenstrahlschutzschicht aufbringt
  10. 10. Verfahren nach Anspruch b, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß man einen zunächst parallel zur polykristallinen Schicht gerichteten Elektronenstrahl auf die Oberfläche der Schicht umlenkt
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß man die Hochtemperaturzone durch Widerstandsheizung erzeugt
  12. 12. Verfahren nach Anspruch bs d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß man die Hochtemperaturzone durch lokale induktive Heizung erzeugt.
  13. 13. Verfahren nacn Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß man die Hochtemperaturzone durch eine langgestreckte Flamme erzeugt.
  14. 14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Temperatur der Hochtemperaturzone unterhalb der Schmelztemperatur des polykristallinen Materials liegt.
DE19813126050 1981-07-02 1981-07-02 Verfahren zur erzeugung monokristalliner oder grobpolykristalliner schichten Ceased DE3126050A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813126050 DE3126050A1 (de) 1981-07-02 1981-07-02 Verfahren zur erzeugung monokristalliner oder grobpolykristalliner schichten

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813126050 DE3126050A1 (de) 1981-07-02 1981-07-02 Verfahren zur erzeugung monokristalliner oder grobpolykristalliner schichten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3126050A1 true DE3126050A1 (de) 1983-01-13

Family

ID=6135906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19813126050 Ceased DE3126050A1 (de) 1981-07-02 1981-07-02 Verfahren zur erzeugung monokristalliner oder grobpolykristalliner schichten

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3126050A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0080851A2 (de) * 1981-11-30 1983-06-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Verfahren zur Herstellung einer monokristallinen Schicht auf einer isolierenden Schicht
DE3226527A1 (de) * 1982-07-15 1984-01-19 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Einrichtung zum tempern oder umkristallisieren duenner oberflaechenschichten oder duenner, auf einer unterlage angeordneter festkoerper mittels eines elektronenemissionssystems
WO1989007665A1 (en) * 1988-02-16 1989-08-24 Max-Planck-Gesellschaft Zur Förderung Der Wissensc Cvd process for depositing a layer on an electrically conductive thin-layer structure
US5653952A (en) * 1991-12-18 1997-08-05 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Process for synthesizing diamond using combustion method

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1419717A1 (de) * 1960-12-06 1968-10-17 Siemens Ag Monokristalliner Halbleiterkoerper und Verfahren zur Herstellung desselben
DE1544246A1 (de) * 1966-05-17 1970-03-19 De Rudnay Dr Andre E Verfahren zur Herstellung monokristalliner Halbleiterschichten
DE2054828A1 (en) * 1970-11-07 1972-05-10 Applied Materials Tech Epitaxial radiation heated reactor - including a quartz reaction chamber
DE2114593A1 (de) * 1971-03-25 1972-11-09 Siemens AG, 1000 Berlin u. 8000 München Zonenrekristallisationsverfahren dünner Schichten
DE2364241A1 (de) * 1972-12-29 1974-07-11 Ibm Verfahren zum herstellen einkristalliner filme
DE2454183A1 (de) * 1974-11-15 1976-05-20 Fraunhofer Ges Forschung Kristallzuchtverfahren fuer epitaxie
FR2350877A1 (fr) * 1976-05-11 1977-12-09 Ibm Procede de croissance epitaxique en phase solide ameliore par bombardement ionique
DE2919385A1 (de) * 1979-05-14 1980-11-20 Siemens Ag Verfahren zur herstellung einkristalliner metall- oder legierungsschichten auf strukturlosen, insbesondere glasartigen substraten
DE3112186A1 (de) * 1980-04-04 1982-01-28 Hitachi, Ltd., Tokyo Verfahren und vorrichtung zur herstellung von einkristall-siliziumfilmen
DE2522921C3 (de) * 1974-05-23 1983-12-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka Verfahren zur epitaktischen Abscheidung dotierter III-V-Verbindungshalbleiter-Schichten

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1419717A1 (de) * 1960-12-06 1968-10-17 Siemens Ag Monokristalliner Halbleiterkoerper und Verfahren zur Herstellung desselben
DE1544246A1 (de) * 1966-05-17 1970-03-19 De Rudnay Dr Andre E Verfahren zur Herstellung monokristalliner Halbleiterschichten
DE2054828A1 (en) * 1970-11-07 1972-05-10 Applied Materials Tech Epitaxial radiation heated reactor - including a quartz reaction chamber
DE2114593A1 (de) * 1971-03-25 1972-11-09 Siemens AG, 1000 Berlin u. 8000 München Zonenrekristallisationsverfahren dünner Schichten
DE2364241A1 (de) * 1972-12-29 1974-07-11 Ibm Verfahren zum herstellen einkristalliner filme
DE2522921C3 (de) * 1974-05-23 1983-12-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka Verfahren zur epitaktischen Abscheidung dotierter III-V-Verbindungshalbleiter-Schichten
DE2454183A1 (de) * 1974-11-15 1976-05-20 Fraunhofer Ges Forschung Kristallzuchtverfahren fuer epitaxie
FR2350877A1 (fr) * 1976-05-11 1977-12-09 Ibm Procede de croissance epitaxique en phase solide ameliore par bombardement ionique
DE2919385A1 (de) * 1979-05-14 1980-11-20 Siemens Ag Verfahren zur herstellung einkristalliner metall- oder legierungsschichten auf strukturlosen, insbesondere glasartigen substraten
DE3112186A1 (de) * 1980-04-04 1982-01-28 Hitachi, Ltd., Tokyo Verfahren und vorrichtung zur herstellung von einkristall-siliziumfilmen

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. Electrochemical Soc. 123, Nr. 1, 1976, S. 107-110 *
SCHILDKNECHT, Hermann: Zonenschmelzen, Wein- heim, Verlag Chemie 1964, S. 84, 85, 90-94 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0080851A2 (de) * 1981-11-30 1983-06-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Verfahren zur Herstellung einer monokristallinen Schicht auf einer isolierenden Schicht
EP0080851A3 (en) * 1981-11-30 1984-12-27 Kabushiki Kaisha Toshiba A method for forming monocrystalline semiconductor film on insulating film
DE3226527A1 (de) * 1982-07-15 1984-01-19 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Einrichtung zum tempern oder umkristallisieren duenner oberflaechenschichten oder duenner, auf einer unterlage angeordneter festkoerper mittels eines elektronenemissionssystems
WO1989007665A1 (en) * 1988-02-16 1989-08-24 Max-Planck-Gesellschaft Zur Förderung Der Wissensc Cvd process for depositing a layer on an electrically conductive thin-layer structure
US5653952A (en) * 1991-12-18 1997-08-05 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Process for synthesizing diamond using combustion method
DE4294377C2 (de) * 1991-12-18 1997-08-14 Kobe Steel Ltd Verfahren zum Synthetisieren von Diamant unter Anwendung eines Verbrennungsverfahrens

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1933690C3 (de) Verfahren zum Herstellen eines mindestens bereichsweise einkristallinen Films auf einem Substrat
DE3779672T2 (de) Verfahren zum herstellen einer monokristallinen halbleiterschicht.
DE3855765T2 (de) Dünnschicht-Siliciumhalbleiteranordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE3043913A1 (de) Halbleiteranordnung und verfahren zu ihrer herstellung
DE69401694T2 (de) Elektroner emittierende Vorrichtung
DE3842468C2 (de)
DE3936677A1 (de) Geschichtete halbleitervorrichtung und verfahren zu deren herstellung
DE3029055A1 (de) Verfahren zum herstellen einer polykristallinen siliziumschicht
EP0002472B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Aufbringen von dotiertem Halbleitermaterial auf die Oberfläche eines Halbleitersubstrats
DE2813250A1 (de) Verfahren zur herstellung von verbindungshalbleiterchips
DE1564191B2 (de) Verfahren zum herstellen einer integrierten halbleiterschaltung mit verschiedenen, gegeneinander und gegen ein gemeinsames siliziumsubstrat elektrisch isolierten schaltungselementen
DE1444496A1 (de) Epitaxialer Wachstumsprozess
DE3231671C2 (de)
DE3240162C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines doppelt-diffundierten Leistungs-MOSFET mit Source-Basis-Kurzschluß
DE2354523B2 (de) Verfahren zur Erzeugung von elektrischisolierenden Sperrbereichen in Halbleitermaterial
DE2644208C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer einkristallinen Schicht auf einer Unterlage
DE68922293T2 (de) Verfahren zur herstellung von halbleiteranordnungen.
DE2153862A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer monokristallinen Halbleiter-Auf-Isolator (SOI)-Anordnung
DE102019105812A1 (de) Grabenstruktur enthaltende halbleitervorrichtung und herstellungsverfahren
DE3126050A1 (de) Verfahren zur erzeugung monokristalliner oder grobpolykristalliner schichten
DE2162219A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Feldeffekttransistors
DE69333592T2 (de) Methode zur Herstellung eines Dünnschicht-Transistors aus Polysilizium
DE69133527T2 (de) Verfahren zur Herstellung Feld-Effekt-Transistoren mit isoliertem Gate
EP0334110B1 (de) Verfahren zum Herstellen von polykristallinen Schichten mit grobkristallinem Aufbau für Dünnschichthalbleiterbauelemente wie Solarzellen
DE2837750A1 (de) Verfahhren zum herstellen von halbleiterbauelementen

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8131 Rejection