DE3831130A1 - Verfahren zum herstellen von halbleitenden, duennen schichten auf einem isolierenden substrat - Google Patents

Verfahren zum herstellen von halbleitenden, duennen schichten auf einem isolierenden substrat

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von halbleitenden, dünnen Schichten auf einem isolierenden Substrat, insbesondere auf einem Keramik-Substrat.
Bei der Herstellung von integrierten Schaltungen mit Halb­ leiterschichten ist es in Anwendungsbereichen wünschenswert, diese Halbleiterschichten auf einem isolierenden Substrat aufzubringen. Als isolierendes Substrat bietet sich insbe­ sondere ein Keramik-Substrat an, welches jedoch eine relativ rauhe und poröse Oberfläche aufweist, was die Eigenschaf­ ten dieser in Dünnschicht- oder Dickschichttechnik aufge­ brachten Halbleiterschichten deutlich verschlechtert. Ferner können Eigenschaften und Funktion der Halbleiter­ schicht durch Verunreinigungen aus dem Keramik-Substrat ungünstig beeinflußt werden. Des weiteren läßt auch die Haftung zwischen einem Keramik-Substrat und einer halblei­ tenden, dünnen Schicht zu wünschen übrig.
Aus der DE-PS 22 07 510 ist ein Verfahren zur Herstellung einer integrierten Schaltung bekannt, wobei auf ein Substrat auf Spinell oder Saphir Halbleiterschichten aus Silicium aufgebracht werden. Danach werden auf die freien Oberflächen des Substrates und auf die freiliegenden Oberflächen der Halbleiterschicht weitere Schichten aus SiO2 oder Si3N4 aufgebracht. Hierdurch soll ein Abheben der auf dem Spinell oder Saphir aufgebrachten metallischen Leiterbahnen durch mechanische Beanspruchung vermieden werden. Das Diffun­ dieren von Verunreinigungen in die halbleitende Schicht wird jedoch nicht vermieden, da diese zumindest teilweise direkt auf das keramische Substrat aufgebracht wird.
Vorteile der Erfindung
Ein Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruches besteht dagegen darin, daß die Oberfläche des isolierenden Substrats durch Schleifen, Polieren od. dgl. geglättet wird und auf diese Oberfläche vor dem Aufbringen der halbleitenden, dünnen Schicht eine oder mehrere Zwischenschichten im Dünnschichtverfahren aufgebracht werden. Dies bedeutet, daß die halbleitende Schicht nicht direkt mit dem Keramik- Substrat in Berührung kommt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die oder eine der Schichten aus einer dünnen Siliciumnitridschicht. Diese Siliciumnitridschicht wirkt als Diffusionssperre. Dadurch wird eine Beeinflussung der Halbleitereigenschaften durch Verunreinigungen aus dem Keramik-Substrat vermieden.
Des weiteren ist daran gedacht, daß auf die Oberfläche des isolierenden Substrates oder auf die dünne Silicium­ nitridschicht eine etwas dickere Siliciumoxidschicht zur Verbesserung des Benetzungsverhaltens der halbleitenden Schicht aufgebracht wird. Vor allem wird hierdurch das Benetzungsverhalten der halbleitenden Schicht bei Rekri­ stallisation oder Umschmelzen, vorzugsweise durch Laser­ behandlung, günstig beeinflußt. Während der Laser-Rekri­ stallisation beispielsweise einer halbleitenden a-Si:H- Schicht findet kein Zusammenziehen bzw. kein Entnetzen der Oberfläche statt.
Sowohl die Siliciumnitridschicht als auch die Siliciumoxid­ schicht können durch eine plasmaunterstützte Gasphasen­ abscheidung des Reaktionsgases SiH4 aufgebracht werden. Soll das Keramik-Substrat mit beiden Schichten belegt werden, so kann dies bevorzugt in einem Verfahrensschritt ohne Unterbrechung geschehen. Hierzu wird dem Reaktionsgas SiH4 zuerst Stickstoff in geeigneter Verbindung zum Auf­ bringen der Siliciumnitridschicht und danach im gleichen Verfahrensschritt Sauerstoff in geeigneter Verbindung zum Aufbringen der Siliciumoxidschicht in geeigneter Menge zugegeben. Dabei hat sich ein weiterer Vorteil der Erfindung herausgestellt, nämlich daß auch die halbleitende a-Si:H (amorphe Silicium-Schicht mit hohem Wasserstoffgehalt) -Schicht bzw. -Schichten ohne Prozeßunterbrechung auf die Siliciumoxidschicht aufgebracht werden können, indem die Sauerstoffzugabe abgeschaltet und die entsprechenden Verfahrensparameter umgestellt werden. Beispielsweise kann allein die Umstellung der Plasmaenergie genügen. Allerdings ist die Siliciumoxidschicht und die Silicium­ nitridschicht auch als Unterlage für CdSe (Cadmium-Selenid)- Schichten geeignet.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen von halbleitenden, dünnen Schichten auf einem isolierenden Substrat, insbesondere auf einem keramischen Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des isolierenden Substrates durch Schlei­ fen, Polieren od. dgl. geglättet wird und auf diese Ober­ fläche vor dem Aufbringen der halbleitenden, dünnen Schicht eine oder mehrere Zwischenschichten im Dünnschichtverfahren aufgebracht wird/werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche des isolierenden Substrates eine dünne Siliciumnitridschicht als Diffusionssperre aufge­ bracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche des isolierenden Substrates oder auf die dünne Siliciumnitridschicht eine etwas dickere Siliciumoxidschicht zur Verbesserung des Benetzungsverhal­ tens der halbleitenden Schicht aufgebracht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht(en) durch eine plasmaunterstützte Gasphasenabscheidung eines silicium­ haltigen Reaktionsgases, vorzugsweise SiH4, aufgebracht werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abscheidung dem Reaktionsgas SiH4 zuerst Stickstoff zum Aufbringen der Siliciumnitridschicht und danach im gleichen Verfahrensschritt Sauerstoff zum Aufbringen der Siliciumoxidschicht in geeigneter Verbindung und Menge zugegeben wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im gleichen Verfahrensschritt durch Abschalten der Sauerstoffzugabe und Umstellung von Verfahrensparametern, beispielsweise der Plasmaenergie, die halbleitende Schicht, insbesondere eine a-Si:H-Schicht aufgebracht wird.
DE19883831130 1988-09-13 1988-09-13 Verfahren zum herstellen von halbleitenden, duennen schichten auf einem isolierenden substrat Ceased DE3831130A1 (de)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19845792A1 (de) * 1998-09-21 2000-03-23 Inst Halbleiterphysik Gmbh Verfahren zur Erzeugung einer amorphen oder polykristallinen Schicht auf einem Isolatorgebiet

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DE2535813C2 (de) * 1975-08-11 1980-11-20 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Verfahren zur Herstellung einkristalliner Schichten aus Halbleitermaterial auf einer elektrisch isolierenden Unterlage
EP0207216A2 (de) * 1985-05-09 1987-01-07 Agency Of Industrial Science And Technology SOI-Typ-Halbleiteranordnung
EP0240305A2 (de) * 1986-03-31 1987-10-07 Canon Kabushiki Kaisha Herstellungsverfahren einer niedergeschlagenen Schicht

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