JP2001122691A - 基板の析出表面上に反応ガスからの原子又は分子をエピタキシャルに析出させる方法及び装置 - Google Patents
基板の析出表面上に反応ガスからの原子又は分子をエピタキシャルに析出させる方法及び装置Info
- Publication number
- JP2001122691A JP2001122691A JP2000269114A JP2000269114A JP2001122691A JP 2001122691 A JP2001122691 A JP 2001122691A JP 2000269114 A JP2000269114 A JP 2000269114A JP 2000269114 A JP2000269114 A JP 2000269114A JP 2001122691 A JP2001122691 A JP 2001122691A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- deposition surface
- inert gas
- gas
- reaction gas
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000151 deposition Methods 0.000 title claims abstract description 188
- 230000008021 deposition Effects 0.000 title claims abstract description 170
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 130
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 123
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 75
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 28
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 27
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 4
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 229910021426 porous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 15
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 15
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 13
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims description 10
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 9
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 7
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 2
- 229910008310 Si—Ge Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 2
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 46
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 40
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 16
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 13
- 238000010574 gas phase reaction Methods 0.000 description 13
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 8
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 8
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 7
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 3
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- -1 helium ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 2
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 2
- 229910001423 beryllium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 230000004899 motility Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000007725 thermal activation Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-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
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/10—Heating of the reaction chamber or the substrate
- C30B25/105—Heating of the reaction chamber or the substrate by irradiation or electric discharge
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10T117/10—Apparatus
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板の析出表面上での反応ガスからの原子又
は分子のエピタキシャルな析出方法 【解決手段】 少なくとも析出表面（５）を加熱するこ
とにより第１のエネルギー量を供給し、その際、第１の
エネルギー量は析出表面（５）上に反応ガス（９）の原
子又は分子をエピタキシャルに析出するために必要なエ
ネルギー量よりも低く、イオン化された不活性ガス（１
１）のイオンの作用によって析出表面（５）上へ第２の
エネルギー量を少なくとも一時的に供給するために、イ
オン化された不活性ガス（１１）を少なくとも一時的に
析出表面（５）上へ導き、その際、第１のエネルギー量
及び第２のエネルギー量は少なくとも一時的に加算され
て、析出表面（５）上へ反応ガス（９）の原子又は分子
がエピタキシャルに析出するために十分な総エネルギー
量になる、基板の析出表面上に反応ガスからの原子又は
分子をエピタキシャルに析出させる方法。
は分子のエピタキシャルな析出方法 【解決手段】 少なくとも析出表面（５）を加熱するこ
とにより第１のエネルギー量を供給し、その際、第１の
エネルギー量は析出表面（５）上に反応ガス（９）の原
子又は分子をエピタキシャルに析出するために必要なエ
ネルギー量よりも低く、イオン化された不活性ガス（１
１）のイオンの作用によって析出表面（５）上へ第２の
エネルギー量を少なくとも一時的に供給するために、イ
オン化された不活性ガス（１１）を少なくとも一時的に
析出表面（５）上へ導き、その際、第１のエネルギー量
及び第２のエネルギー量は少なくとも一時的に加算され
て、析出表面（５）上へ反応ガス（９）の原子又は分子
がエピタキシャルに析出するために十分な総エネルギー
量になる、基板の析出表面上に反応ガスからの原子又は
分子をエピタキシャルに析出させる方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板の析出表面上
に反応ガスからの原子又は分子をエピタキシャルに析出
させる方法に関する。
に反応ガスからの原子又は分子をエピタキシャルに析出
させる方法に関する。
【０００２】さらに、本発明は、請求項１５の上位概念
に相当する、少なくとも析出表面を加熱することにより
基板中へエネルギーを供給するための加熱装置と、基板
の加熱された表面上へ反応ガスを導くための反応ガス供
給装置とを備えた装置に関する。
に相当する、少なくとも析出表面を加熱することにより
基板中へエネルギーを供給するための加熱装置と、基板
の加熱された表面上へ反応ガスを導くための反応ガス供
給装置とを備えた装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】基板の析出表面上に反応ガスからの原子
を析出させる、特にエピタキシャルに析出させる方法は
公知である。特にこの種の方法は基板上に気相からケイ
素又は炭化ケイ素を析出することを意図している。この
ため、適当な反応ガスが有利に真空室中に配置された基
板の加熱された析出表面上へ導かれる。この種の「化学
蒸着」（ＣＶＤ）ともいわれる析出法は、工業的に通常
の装置において基板の析出表面の最低温度がケイ素の析
出に関しては約１０００℃、炭化ケイ素の析出に関して
は約１６００℃である。このように、反応ガスが析出表
面に衝突した後に熱的に気相から反応ガスの吸着する原
子へと活性化するために、基板の析出表面の高い温度が
必要である。この種の活性化された原子は高められた固
有運動性により特徴付けられ、この場合、活性化された
原子は十分な固有運動の際にホスト基板の格子位置に適
合する状態に置かれる。このように、基板の析出表面上
での所望の単結晶の層の成長が得られる。
を析出させる、特にエピタキシャルに析出させる方法は
公知である。特にこの種の方法は基板上に気相からケイ
素又は炭化ケイ素を析出することを意図している。この
ため、適当な反応ガスが有利に真空室中に配置された基
板の加熱された析出表面上へ導かれる。この種の「化学
蒸着」（ＣＶＤ）ともいわれる析出法は、工業的に通常
の装置において基板の析出表面の最低温度がケイ素の析
出に関しては約１０００℃、炭化ケイ素の析出に関して
は約１６００℃である。このように、反応ガスが析出表
面に衝突した後に熱的に気相から反応ガスの吸着する原
子へと活性化するために、基板の析出表面の高い温度が
必要である。この種の活性化された原子は高められた固
有運動性により特徴付けられ、この場合、活性化された
原子は十分な固有運動の際にホスト基板の格子位置に適
合する状態に置かれる。このように、基板の析出表面上
での所望の単結晶の層の成長が得られる。
【０００４】この種の析出法において比較的高い運転温
度は、単に析出のために熱的に高い安定性の材料からな
る基板を使用するという欠点を有する。さらに、特に、
炭化ケイ素の析出の場合、この析出装置は有利に析出プ
ロセスに関して中性の石英材料から製造することができ
ない、それというのもこの石英材料はこのように高い運
転温度では十分に高い強度を有しないためである。この
種の析出装置のための構成材料として高温耐性の黒鉛を
使用することは最適ではない、それというのも黒鉛は析
出装置の内室を汚染し、この種の障害のある析出プロセ
スの場合、受け入れられない析出結果を生じてしまうこ
とがあるためである。
度は、単に析出のために熱的に高い安定性の材料からな
る基板を使用するという欠点を有する。さらに、特に、
炭化ケイ素の析出の場合、この析出装置は有利に析出プ
ロセスに関して中性の石英材料から製造することができ
ない、それというのもこの石英材料はこのように高い運
転温度では十分に高い強度を有しないためである。この
種の析出装置のための構成材料として高温耐性の黒鉛を
使用することは最適ではない、それというのも黒鉛は析
出装置の内室を汚染し、この種の障害のある析出プロセ
スの場合、受け入れられない析出結果を生じてしまうこ
とがあるためである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による方法は、次
の工程を特徴とする：− 少なくとも析出表面の加熱に
より第１のエネルギー量を供給し、その際、第１のエネ
ルギー量は、析出表面上で反応ガスの原子又は分子がエ
ピタキシャルに析出するために必要なエネルギー量より
も低く、− イオン化された不活性ガスのイオンの作用
によって析出表面上へ第２のエネルギー量を少なくとも
一時的に供給するために、イオン化された不活性ガスを
少なくとも一時的に析出表面上へ導き、その際、第１の
エネルギー量及び第２のエネルギー量は少なくとも一時
的に加算されて、析出表面上へ反応ガスの原子又は分子
がエピタキシャルに析出するために十分な総エネルギー
量になる。
の工程を特徴とする：− 少なくとも析出表面の加熱に
より第１のエネルギー量を供給し、その際、第１のエネ
ルギー量は、析出表面上で反応ガスの原子又は分子がエ
ピタキシャルに析出するために必要なエネルギー量より
も低く、− イオン化された不活性ガスのイオンの作用
によって析出表面上へ第２のエネルギー量を少なくとも
一時的に供給するために、イオン化された不活性ガスを
少なくとも一時的に析出表面上へ導き、その際、第１の
エネルギー量及び第２のエネルギー量は少なくとも一時
的に加算されて、析出表面上へ反応ガスの原子又は分子
がエピタキシャルに析出するために十分な総エネルギー
量になる。
【０００６】それにより、第２のエネルギー供給及び析
出表面上への不活性ガスイオンの作用によって、エピタ
キシャルな層の析出のために必要な、基板の析出表面の
加熱による熱エネルギー供給は、専ら基板の析出表面上
で必要な析出温度の達成のための熱エネルギー供給を考
慮していた今まで公知の析出法よりも低くすることがで
きるという利点が達成される。このことは、イオン化さ
れた不活性ガスのイオンが基板表面上へ作用することに
より、そこで気相から反応ガスの吸着されるべき原子に
エピタキシャルな析出を促進する付加的活性化エネルギ
ーが提供され、このエネルギーは第１の熱的に供給され
たエネルギーと加算され総エネルギー量になる。２つの
相互に付加されかつ相互に別個に析出表面上へ供給可能
なエネルギー量から形成される、析出表面上へ供給され
るこの総エネルギー量は、析出表面上で析出すべき反応
ガスの原子の運動性を、この原子はホストとして機能す
る基板の格子位置に適合することができるように高め、
その結果エピタキシー、つまりエピタキシャルな層の成
長が生じる。従って、析出表面に供給される総エネルギ
ー量は、活性化エネルギーとして基板の析出表面上での
反応ガスの原子のエピタキシャルな析出を保障するため
に十分であり、その際、有利に基板の析出表面の加熱に
より達成すべき温度は、この種の公知の析出法と比較し
てより低くできる。このことは熱的に不安定な基板、例
えば多孔性ケイ素又は多孔性炭化ケイ素からなる基板の
層析出のために使用することを可能にし、その際、同時
に石英からなる析出装置が使用可能であり、この装置は
比較的低い、基板の析出表面の加熱後に生じる析出温度
でも十分に高い固有安定性を有し、例えば装置材料とし
て高温耐性の黒鉛を使用する場合に生じるような汚染に
よって析出プロセスに不利に影響しない。
出表面上への不活性ガスイオンの作用によって、エピタ
キシャルな層の析出のために必要な、基板の析出表面の
加熱による熱エネルギー供給は、専ら基板の析出表面上
で必要な析出温度の達成のための熱エネルギー供給を考
慮していた今まで公知の析出法よりも低くすることがで
きるという利点が達成される。このことは、イオン化さ
れた不活性ガスのイオンが基板表面上へ作用することに
より、そこで気相から反応ガスの吸着されるべき原子に
エピタキシャルな析出を促進する付加的活性化エネルギ
ーが提供され、このエネルギーは第１の熱的に供給され
たエネルギーと加算され総エネルギー量になる。２つの
相互に付加されかつ相互に別個に析出表面上へ供給可能
なエネルギー量から形成される、析出表面上へ供給され
るこの総エネルギー量は、析出表面上で析出すべき反応
ガスの原子の運動性を、この原子はホストとして機能す
る基板の格子位置に適合することができるように高め、
その結果エピタキシー、つまりエピタキシャルな層の成
長が生じる。従って、析出表面に供給される総エネルギ
ー量は、活性化エネルギーとして基板の析出表面上での
反応ガスの原子のエピタキシャルな析出を保障するため
に十分であり、その際、有利に基板の析出表面の加熱に
より達成すべき温度は、この種の公知の析出法と比較し
てより低くできる。このことは熱的に不安定な基板、例
えば多孔性ケイ素又は多孔性炭化ケイ素からなる基板の
層析出のために使用することを可能にし、その際、同時
に石英からなる析出装置が使用可能であり、この装置は
比較的低い、基板の析出表面の加熱後に生じる析出温度
でも十分に高い固有安定性を有し、例えば装置材料とし
て高温耐性の黒鉛を使用する場合に生じるような汚染に
よって析出プロセスに不利に影響しない。
【０００７】有利な実施態様により、第１のエネルギー
量及び第２のエネルギー量は相互に時間的に別個に析出
表面に供給される。このように両方のエネルギー量を時
間的に別個に供給することにより、簡単でかつ高い信頼
性で、析出表面上で反応性ガスの原子が析出するために
十分な活性化エネルギーを準備するため析出表面への制
御された正確なエネルギー供給が達成される。析出表面
にまず熱的エネルギー（第１のエネルギー量）を供給す
るのが有利である。析出表面で所望の温度が達成された
後に初めて第２のエネルギー供給のためにイオン化され
た不活性ガスを同じ析出表面へ導く。
量及び第２のエネルギー量は相互に時間的に別個に析出
表面に供給される。このように両方のエネルギー量を時
間的に別個に供給することにより、簡単でかつ高い信頼
性で、析出表面上で反応性ガスの原子が析出するために
十分な活性化エネルギーを準備するため析出表面への制
御された正確なエネルギー供給が達成される。析出表面
にまず熱的エネルギー（第１のエネルギー量）を供給す
るのが有利である。析出表面で所望の温度が達成された
後に初めて第２のエネルギー供給のためにイオン化され
た不活性ガスを同じ析出表面へ導く。
【０００８】イオン化された不活性ガスは反応ガスとは
別個に析出表面の方向へ導くのが有利である。反応ガス
とは別個にイオン化された不活性ガスを析出表面の方向
へ供給することにより、イオン化された不活性ガスが反
応ガスとが析出表面へ衝突する前に、両方のガスの間で
不所望な気相反応が生じる程度に十分に長い時間にわた
り両方のガスが混合されることを回避する。さらに、両
方のガスを析出表面の方向へ別個に供給することは、反
応ガス並びにイオン化された不活性ガスを、調節可能に
かつ最適に全析出表面上へできる限り均一に分配して導
くことを可能にする。
別個に析出表面の方向へ導くのが有利である。反応ガス
とは別個にイオン化された不活性ガスを析出表面の方向
へ供給することにより、イオン化された不活性ガスが反
応ガスとが析出表面へ衝突する前に、両方のガスの間で
不所望な気相反応が生じる程度に十分に長い時間にわた
り両方のガスが混合されることを回避する。さらに、両
方のガスを析出表面の方向へ別個に供給することは、反
応ガス並びにイオン化された不活性ガスを、調節可能に
かつ最適に全析出表面上へできる限り均一に分配して導
くことを可能にする。
【０００９】イオン化された不活性ガスを反応ガスと同
時に析出表面上へ導くのが有利である。両方のガスを析
出表面上へ同時に供給することにより析出プロセスの全
体の時間は有利に短縮される。
時に析出表面上へ導くのが有利である。両方のガスを析
出表面上へ同時に供給することにより析出プロセスの全
体の時間は有利に短縮される。
【００１０】もう一つの実施態様によると、イオン化さ
れた不活性ガス及び反応ガスは相互に時間的に別個に析
出表面上へ導かれ、その際、それぞれの析出サイクル毎
にまずイオン化された不活性ガス及び引き続き反応ガス
が、又はまず反応ガス及び引き続き不活性ガスが析出表
面に供給される。これは被覆のために使用された装置の
特にコンパクトな構造を可能にし、単に不活性ガスもし
くはイオン化された不活性ガス及び反応ガス用の別個の
及び一緒のガス供給装置を備えていなければならないだ
けであるためであり、この場合、イオン化された不活性
ガスを発生するために、共通の供給装置中に不活性ガス
の供給の際に運転されかつ反応ガスの供給の際に運転が
停止されるイオン化ユニットが設置されていてもよい。
さらに、イオン化された不活性ガス（非−イオン化され
た）反応ガスを時間的に別個に供給することにより、両
方のガスの間又は反応ガス内での不所望な気相反応の生
成を簡単にかつ高い信頼性で防ぐ。
れた不活性ガス及び反応ガスは相互に時間的に別個に析
出表面上へ導かれ、その際、それぞれの析出サイクル毎
にまずイオン化された不活性ガス及び引き続き反応ガス
が、又はまず反応ガス及び引き続き不活性ガスが析出表
面に供給される。これは被覆のために使用された装置の
特にコンパクトな構造を可能にし、単に不活性ガスもし
くはイオン化された不活性ガス及び反応ガス用の別個の
及び一緒のガス供給装置を備えていなければならないだ
けであるためであり、この場合、イオン化された不活性
ガスを発生するために、共通の供給装置中に不活性ガス
の供給の際に運転されかつ反応ガスの供給の際に運転が
停止されるイオン化ユニットが設置されていてもよい。
さらに、イオン化された不活性ガス（非−イオン化され
た）反応ガスを時間的に別個に供給することにより、両
方のガスの間又は反応ガス内での不所望な気相反応の生
成を簡単にかつ高い信頼性で防ぐ。
【００１１】イオン化された不活性ガス及び反応ガスを
相互に時間的に別個に交番する順序で析出表面上へ導く
のが有利である。この場合、イオン化された不活性ガス
及び反応ガスは相互に交番で個々の短い工程で比較的早
い順序で析出表面上へ導くことが可能である。この場
合、イオン化ユニットの作動及び停止は反応ガスの供給
に関して交互に行うか、不活性ガス供給に関して同調し
て行われる。このことは、反応ガスが析出表面に供給さ
れる場合にイオン化ユニットは停止され、イオン化ユニ
ットの作動時にイオン化された不活性ガスが析出表面上
へ供給される場合に析出表面上への反応ガス供給は中断
される。このように、イオン化された不活性ガス及び反
応ガスは相互に時間的に別個に及び交互に析出表面上へ
導くことができ、その際、両方のガスを析出表面上へ供
給する順序は比較的簡単に制御及びコントロール可能で
ある。さらに、不活性ガスは連続的に、従って交互では
なく析出表面上へ導かれ、その際、単にイオン化ユニッ
トの運転及び停止及び反応ガスの析出表面上への供給を
相互に適当に交互に切り替える。この交番において析出
表面上へのイオン化不活性ガス及び反応ガスの時間的に
別個でかつ交互の供給が得られる。
相互に時間的に別個に交番する順序で析出表面上へ導く
のが有利である。この場合、イオン化された不活性ガス
及び反応ガスは相互に交番で個々の短い工程で比較的早
い順序で析出表面上へ導くことが可能である。この場
合、イオン化ユニットの作動及び停止は反応ガスの供給
に関して交互に行うか、不活性ガス供給に関して同調し
て行われる。このことは、反応ガスが析出表面に供給さ
れる場合にイオン化ユニットは停止され、イオン化ユニ
ットの作動時にイオン化された不活性ガスが析出表面上
へ供給される場合に析出表面上への反応ガス供給は中断
される。このように、イオン化された不活性ガス及び反
応ガスは相互に時間的に別個に及び交互に析出表面上へ
導くことができ、その際、両方のガスを析出表面上へ供
給する順序は比較的簡単に制御及びコントロール可能で
ある。さらに、不活性ガスは連続的に、従って交互では
なく析出表面上へ導かれ、その際、単にイオン化ユニッ
トの運転及び停止及び反応ガスの析出表面上への供給を
相互に適当に交互に切り替える。この交番において析出
表面上へのイオン化不活性ガス及び反応ガスの時間的に
別個でかつ交互の供給が得られる。
【００１２】もう一つの実施態様によると、イオン化さ
れた不活性ガス及び反応ガスは相互に空間的に別個に析
出表面の方向へ導かれる。析出表面の方向へ両方のガス
を空間的に別個に供給することにより、予め一方の不活
性ガスもしくはイオン化された不活性ガスと他方の反応
ガスとの間に不所望な気相反応を引き起こさずに、イオ
ン化された不活性ガスと反応ガスとを同時に析出表面の
方向へ導くことができる。それぞれのガス供給装置を適
切に構成させることにより、両方のガスが析出表面へ衝
突する前に著しい及び／又は比較的長時間にわたり行わ
れ、不所望な気相反応を生じる混合を回避するか又は少
なくとも減少させるように、イオン化された不活性ガス
と反応ガスとは相互に別個に析出表面上へ導く。
れた不活性ガス及び反応ガスは相互に空間的に別個に析
出表面の方向へ導かれる。析出表面の方向へ両方のガス
を空間的に別個に供給することにより、予め一方の不活
性ガスもしくはイオン化された不活性ガスと他方の反応
ガスとの間に不所望な気相反応を引き起こさずに、イオ
ン化された不活性ガスと反応ガスとを同時に析出表面の
方向へ導くことができる。それぞれのガス供給装置を適
切に構成させることにより、両方のガスが析出表面へ衝
突する前に著しい及び／又は比較的長時間にわたり行わ
れ、不所望な気相反応を生じる混合を回避するか又は少
なくとも減少させるように、イオン化された不活性ガス
と反応ガスとは相互に別個に析出表面上へ導く。
【００１３】不活性ガスのイオン化は反応ガスとは別個
に行うのが有利である。不活性ガスを別個にイオン化す
る際に、反応ガスの遮断下でこの両方のガス間での不所
望な気相反応が排除される。この種の析出法の場合、イ
オン化された不活性ガスと析出表面との表面反応もしく
は反応ガスと析出表面との表面反応が望ましい。しかし
ながら、一方の不活性ガスもしくはイオン化された不活
性ガスと他方の反応ガスとの間の気相反応は不活性ガス
のイオン化の前、その間及びその後で避けなければなら
ない、それというのもこのような気相反応はこの種の層
析出に不利に影響を及ぼすためである。反応ガスだけが
関与する気相反応も、正確な層の成長を不可能にする。
不活性ガスのイオン化、及びそれに応じてイオン化され
た不活性ガスを析出表面方向へ供給することも、従っ
て、反応ガスに関して有利に別個に行い、その際、両方
のガスの混合は、つまりイオン化された不活性ガスと反
応ガスとの間の混合は有利にできるだけ短く、特に両方
のガスが析出表面上へ衝突する直前に行われるべきであ
る。空間的な分離を、付加的に反応ガス供給と不活性ガ
スのイオン化との時間的分離によって支援することがで
き、その際反応ガス供給及び不活性ガスのイオン化は例
えば相互に交互に行うことができる。
に行うのが有利である。不活性ガスを別個にイオン化す
る際に、反応ガスの遮断下でこの両方のガス間での不所
望な気相反応が排除される。この種の析出法の場合、イ
オン化された不活性ガスと析出表面との表面反応もしく
は反応ガスと析出表面との表面反応が望ましい。しかし
ながら、一方の不活性ガスもしくはイオン化された不活
性ガスと他方の反応ガスとの間の気相反応は不活性ガス
のイオン化の前、その間及びその後で避けなければなら
ない、それというのもこのような気相反応はこの種の層
析出に不利に影響を及ぼすためである。反応ガスだけが
関与する気相反応も、正確な層の成長を不可能にする。
不活性ガスのイオン化、及びそれに応じてイオン化され
た不活性ガスを析出表面方向へ供給することも、従っ
て、反応ガスに関して有利に別個に行い、その際、両方
のガスの混合は、つまりイオン化された不活性ガスと反
応ガスとの間の混合は有利にできるだけ短く、特に両方
のガスが析出表面上へ衝突する直前に行われるべきであ
る。空間的な分離を、付加的に反応ガス供給と不活性ガ
スのイオン化との時間的分離によって支援することがで
き、その際反応ガス供給及び不活性ガスのイオン化は例
えば相互に交互に行うことができる。
【００１４】有利な実施態様に応じて、不活性ガスはマ
イクロ波−プラズマ源を用いてイオン化される。マイク
ロ波−プラズマ源を用いて不活性ガスは低いエネルギー
のイオンと電子を有する高密度プラズマにされる。この
ように、イオン化された不活性ガスによる大きすぎるエ
ネルギー供給に基づく析出表面の損傷は回避される。基
板の析出表面のこの種の損傷は「イオンダメージ」と呼
ばれる。マイクロ波プラズマ源の適用により、析出表面
上の基板材料中の熱的に誘導される欠陥密度はできる限
り少なく維持される。さらに、マイクロ波プラズマとし
て生成されたイオン化された不活性ガスは、プラズマ発
生のためにプラズマの付近で高電圧を必要としないとい
う根本的な利点を有し、この高電圧はプラズマ中での静
電結合に基づき析出プロセスに関して害となる副次的効
果を引き起こす。プラズマ付近での高電圧がイオン化さ
れた不活性ガスの電子及びイオンの相応する加速を引き
起こすため、基板の析出表面の損傷及び／又は層の成長
及び層の品質に不利な障害を生じさせる。析出プロセス
に関するこの種の不利な影響は、不活性ガスのイオン化
のためにマイクロ波−プラズマ源を使用することにより
回避される。有利にマイクロ波−プラズマ源を用いて、
低いイオン／電子エネルギー、高い密度及び低いプラズ
マポテンシャルを有する大容量の均質なマイクロ波プラ
ズマを発生できる。マイクロ波プラズマの発生のために
電極なしで行うのが有利であり、その結果、運び去られ
た電極材料による不所望な汚染は生じない。
イクロ波−プラズマ源を用いてイオン化される。マイク
ロ波−プラズマ源を用いて不活性ガスは低いエネルギー
のイオンと電子を有する高密度プラズマにされる。この
ように、イオン化された不活性ガスによる大きすぎるエ
ネルギー供給に基づく析出表面の損傷は回避される。基
板の析出表面のこの種の損傷は「イオンダメージ」と呼
ばれる。マイクロ波プラズマ源の適用により、析出表面
上の基板材料中の熱的に誘導される欠陥密度はできる限
り少なく維持される。さらに、マイクロ波プラズマとし
て生成されたイオン化された不活性ガスは、プラズマ発
生のためにプラズマの付近で高電圧を必要としないとい
う根本的な利点を有し、この高電圧はプラズマ中での静
電結合に基づき析出プロセスに関して害となる副次的効
果を引き起こす。プラズマ付近での高電圧がイオン化さ
れた不活性ガスの電子及びイオンの相応する加速を引き
起こすため、基板の析出表面の損傷及び／又は層の成長
及び層の品質に不利な障害を生じさせる。析出プロセス
に関するこの種の不利な影響は、不活性ガスのイオン化
のためにマイクロ波−プラズマ源を使用することにより
回避される。有利にマイクロ波−プラズマ源を用いて、
低いイオン／電子エネルギー、高い密度及び低いプラズ
マポテンシャルを有する大容量の均質なマイクロ波プラ
ズマを発生できる。マイクロ波プラズマの発生のために
電極なしで行うのが有利であり、その結果、運び去られ
た電極材料による不所望な汚染は生じない。
【００１５】もう一つの実施態様によると、不活性ガス
はスルファトロン源（Surfatronquelle）を用いてイオ
ン化される。スルファトロン源の場合、プラズマを生じ
させるマイクロ波フィールドは石英スルファトロンに沿
ってプラズマと石英壁材料との間の境界層中で生じ、そ
の結果、比較的著しく拡大された、プラズマ放射を形成
するプラズマを発生させることができる。スルファトロ
ン源を用いても、低いイオン−／電子エネルギー、高密
度及び低いプラズマポテンシャルを有する大容量の、均
質なマイクロ波プラズマを発生できる。スルファトロン
は電極を有していないプラズマ源でもあり、その結果、
析出の間に運び去られた電極材料による不所望な汚染は
生じない。
はスルファトロン源（Surfatronquelle）を用いてイオ
ン化される。スルファトロン源の場合、プラズマを生じ
させるマイクロ波フィールドは石英スルファトロンに沿
ってプラズマと石英壁材料との間の境界層中で生じ、そ
の結果、比較的著しく拡大された、プラズマ放射を形成
するプラズマを発生させることができる。スルファトロ
ン源を用いても、低いイオン−／電子エネルギー、高密
度及び低いプラズマポテンシャルを有する大容量の、均
質なマイクロ波プラズマを発生できる。スルファトロン
は電極を有していないプラズマ源でもあり、その結果、
析出の間に運び去られた電極材料による不所望な汚染は
生じない。
【００１６】さらにもう一つの実施態様において、不活
性ガスは高周波励起装置、特に誘導プラズマ源を用いて
イオン化される。高周波励起装置の場合に生じるプラズ
マに接する高電圧は、十分な析出結果を達成するために
この種の電気的に影響されたプラズマを相応して遮蔽す
る必要がある。
性ガスは高周波励起装置、特に誘導プラズマ源を用いて
イオン化される。高周波励起装置の場合に生じるプラズ
マに接する高電圧は、十分な析出結果を達成するために
この種の電気的に影響されたプラズマを相応して遮蔽す
る必要がある。
【００１７】基板として多孔性ケイ素、エピタキシャル
に析出する材料としてケイ素、反応ガスとしてシラン又
はシラン混合物及び不活性ガスとしてヘリウム及び／又
はアルゴンを使用するのが有利であり、その際、有利に
加熱により達成される基板の析出表面の温度は約６００
℃である。この場合、特に有利に、基板（多孔性ケイ
素）の不利な損傷を引き起こさずに比較的低い温度の６
００℃で多孔性ケイ素上の析出表面上にイオンアシスト
してケイ素を析出させることができる。
に析出する材料としてケイ素、反応ガスとしてシラン又
はシラン混合物及び不活性ガスとしてヘリウム及び／又
はアルゴンを使用するのが有利であり、その際、有利に
加熱により達成される基板の析出表面の温度は約６００
℃である。この場合、特に有利に、基板（多孔性ケイ
素）の不利な損傷を引き起こさずに比較的低い温度の６
００℃で多孔性ケイ素上の析出表面上にイオンアシスト
してケイ素を析出させることができる。
【００１８】もう一つの実施態様によると、基板として
多孔性炭化ケイ素、エピタキシャルに析出する材料とし
て炭化ケイ素、反応ガスとしてＳｉキャリアガス、特に
シランと炭化水素キャリアガス、特にメタンとからなる
混合物、及び不活性ガスとしてヘリウム及び／又はアル
ゴンが使用され、その際、加熱により達成される基板の
析出表面の温度は約８００〜９００℃である。このよう
に炭化ケイ素はイオンアシストされて、多孔性炭化ケイ
素基板の９００℃より上の収縮温度を下回る基板表面の
比較的低い温度で析出することができる。さらに、多孔
性ケイ素（多孔性炭化ケイ素の代わり）上の炭化ケイ素
のエピタキシャル成長は、比較的安価な炭化ケイ素−薄
層析出を可能にすることが有利である。多孔性ケイ素中
間層の設置により、ケイ素−ホスト格子（基板）と炭化
ケイ素−格子（析出された材料）との間の異なる格子間
隔が補償されるため、ケイ素からなる比較的安価な基板
上に、良好な結晶性及びわずかな欠陥密度を有する品質
の高い炭化ケイ素層成長が可能となる。さらに、多孔性
炭化ケイ素からなる基板上に炭化ケイ素を析出させる際
に、薄層−複製プロセス（"Smart-Dicing"）を用いて炭
化ケイ素−薄層を他の比較的安価な基板に転用するこ
と、及び比較的高価な炭化ケイ素−出発基板を炭化ケイ
素−薄層の被覆のために数回使用することも可能であ
り、その結果、ウェハーとして用いた炭化ケイ素からな
る出発基板が各析出プロセスの後に再度得られ、従って
同じ出発基板を用いて複数の析出プロセスを行えること
が有利である。ケイ素又は炭化ケイ素を多孔性ケイ素基
板上面又は炭化ケイ素基板表面上に析出させることは、
従って比較的安価に実現できる。この場合、いわゆるＳ
ＯＩ−基板又はＳｉＣＯＩ−基板を安価に得るために、
析出したケイ素層の下に存在する多孔性ケイ素を後にな
って酸化させる方法を適用するか又は熱的に酸化した対
応するウェハー上での薄層−複製プロセス（"Smart-Dic
ing"）を配慮することができる。
多孔性炭化ケイ素、エピタキシャルに析出する材料とし
て炭化ケイ素、反応ガスとしてＳｉキャリアガス、特に
シランと炭化水素キャリアガス、特にメタンとからなる
混合物、及び不活性ガスとしてヘリウム及び／又はアル
ゴンが使用され、その際、加熱により達成される基板の
析出表面の温度は約８００〜９００℃である。このよう
に炭化ケイ素はイオンアシストされて、多孔性炭化ケイ
素基板の９００℃より上の収縮温度を下回る基板表面の
比較的低い温度で析出することができる。さらに、多孔
性ケイ素（多孔性炭化ケイ素の代わり）上の炭化ケイ素
のエピタキシャル成長は、比較的安価な炭化ケイ素−薄
層析出を可能にすることが有利である。多孔性ケイ素中
間層の設置により、ケイ素−ホスト格子（基板）と炭化
ケイ素−格子（析出された材料）との間の異なる格子間
隔が補償されるため、ケイ素からなる比較的安価な基板
上に、良好な結晶性及びわずかな欠陥密度を有する品質
の高い炭化ケイ素層成長が可能となる。さらに、多孔性
炭化ケイ素からなる基板上に炭化ケイ素を析出させる際
に、薄層−複製プロセス（"Smart-Dicing"）を用いて炭
化ケイ素−薄層を他の比較的安価な基板に転用するこ
と、及び比較的高価な炭化ケイ素−出発基板を炭化ケイ
素−薄層の被覆のために数回使用することも可能であ
り、その結果、ウェハーとして用いた炭化ケイ素からな
る出発基板が各析出プロセスの後に再度得られ、従って
同じ出発基板を用いて複数の析出プロセスを行えること
が有利である。ケイ素又は炭化ケイ素を多孔性ケイ素基
板上面又は炭化ケイ素基板表面上に析出させることは、
従って比較的安価に実現できる。この場合、いわゆるＳ
ＯＩ−基板又はＳｉＣＯＩ−基板を安価に得るために、
析出したケイ素層の下に存在する多孔性ケイ素を後にな
って酸化させる方法を適用するか又は熱的に酸化した対
応するウェハー上での薄層−複製プロセス（"Smart-Dic
ing"）を配慮することができる。
【００１９】もう一つの実施態様によると、基板として
多孔性ケイ素、エピタキシャルに析出する材料としてＳ
ｉ−Ｇｅ（ケイ素−ゲルマニウム）、反応ガスとしてＳ
ｉキャリアガス、特にシランとＧｅキャリアガスとの混
合物、及び不活性ガスとしてヘリウム及び／又はアルゴ
ンを使用し、その際、加熱により達成された基板の析出
表面の温度は約８００℃〜９００℃である。従って、エ
ピタキシャルに析出する材料はケイ素もしくは炭化ケイ
素に制限されず、例えばケイ素−ゲルマニウムに拡げる
ことができる。
多孔性ケイ素、エピタキシャルに析出する材料としてＳ
ｉ−Ｇｅ（ケイ素−ゲルマニウム）、反応ガスとしてＳ
ｉキャリアガス、特にシランとＧｅキャリアガスとの混
合物、及び不活性ガスとしてヘリウム及び／又はアルゴ
ンを使用し、その際、加熱により達成された基板の析出
表面の温度は約８００℃〜９００℃である。従って、エ
ピタキシャルに析出する材料はケイ素もしくは炭化ケイ
素に制限されず、例えばケイ素−ゲルマニウムに拡げる
ことができる。
【００２０】本発明により装置に関しては、反応ガスに
関して別個に不活性ガスをイオン化するためのイオン化
ユニット；イオン化された不活性ガスを基板の析出表面
上へ導くための不活性ガス供給装置を特徴とする装置で
ある。
関して別個に不活性ガスをイオン化するためのイオン化
ユニット；イオン化された不活性ガスを基板の析出表面
上へ導くための不活性ガス供給装置を特徴とする装置で
ある。
【００２１】この種の構造の装置は、基板の析出表面上
に反応性ガスからの原子又は分子を有効にかつ高い信頼
性でエピタキシャルに析出させることを可能にする。
に反応性ガスからの原子又は分子を有効にかつ高い信頼
性でエピタキシャルに析出させることを可能にする。
【００２２】不活性ガスのイオン化ユニットは、電子サ
イクロトロン共鳴（ＥＣＲ）の原理により運転されるマ
イクロ波−プラズマ源として構成されているのが有利で
ある。それにより、低エネルギーを有するイオン及び電
子からなる高密度プラズマの発生が可能となり、それに
よりイオン衝撃による析出表面の損傷が少なく、析出後
に生じた層はわずかな欠陥密度を有する。この場合、マ
イクロ波プラズマがその周囲で、プラズマ中で静電結合
による障害となる副次的作用を引き起こしかねない高い
電圧を必要としないことが特に有利である。
イクロトロン共鳴（ＥＣＲ）の原理により運転されるマ
イクロ波−プラズマ源として構成されているのが有利で
ある。それにより、低エネルギーを有するイオン及び電
子からなる高密度プラズマの発生が可能となり、それに
よりイオン衝撃による析出表面の損傷が少なく、析出後
に生じた層はわずかな欠陥密度を有する。この場合、マ
イクロ波プラズマがその周囲で、プラズマ中で静電結合
による障害となる副次的作用を引き起こしかねない高い
電圧を必要としないことが特に有利である。
【００２３】もう一つの実施態様において、不活性ガス
のイオン化ユニットがスルファトロン源から構成されて
おり、このスルファトロン源はプラズマ発生するマイク
ロ波フィールドを引き起こす石英スルファトロン（Quar
zsurfatron）を有する。この場合、著しく拡大されたプ
ラズマが広範囲なプラズマ放射の形で生じることが特に
有利である。マイクロ波−プラズマ源を用た場合と同様
に、スルファトロン源を用いても、低いイオンエネルギ
ー／電子エネルギー、高密度及び低いプラズマポテンシ
ャルを有する大容量でかつ均質なマイクロ波プラズマが
発生する。
のイオン化ユニットがスルファトロン源から構成されて
おり、このスルファトロン源はプラズマ発生するマイク
ロ波フィールドを引き起こす石英スルファトロン（Quar
zsurfatron）を有する。この場合、著しく拡大されたプ
ラズマが広範囲なプラズマ放射の形で生じることが特に
有利である。マイクロ波−プラズマ源を用た場合と同様
に、スルファトロン源を用いても、低いイオンエネルギ
ー／電子エネルギー、高密度及び低いプラズマポテンシ
ャルを有する大容量でかつ均質なマイクロ波プラズマが
発生する。
【００２４】さらにもう一つの実施態様によると、不活
性ガスのイオン化ユニットが誘導プラズマ源として構成
されている。この場合に生じる、プラズマに接する高電
圧の発生下での不活性ガスの高周波励起は、少ない欠陥
密度を有する満足できるエピタキシャルな析出結果を達
成するために、この種の電気的に影響されたプラズマを
適当に遮断する必要がある。
性ガスのイオン化ユニットが誘導プラズマ源として構成
されている。この場合に生じる、プラズマに接する高電
圧の発生下での不活性ガスの高周波励起は、少ない欠陥
密度を有する満足できるエピタキシャルな析出結果を達
成するために、この種の電気的に影響されたプラズマを
適当に遮断する必要がある。
【００２５】反応ガス供給装置は、基板の加熱された析
出表面に向かう不活性ガス供給装置の出口と基板との間
に配置されているガス拡散リングを有するのが有利であ
る。これにより、特に有利に、なおイオン化されていな
い不活性ガスと反応ガスとの別個の供給及び基板の加熱
された析出表面のすぐ上方でイオン化された不活性ガス
と反応ガスとの一緒の供給が可能である。反応ガスはプ
ラズマ源として作用するイオン化ユニットを通して不活
性ガスと一緒には導かれないことが重要である、それと
いうのもそこではかなりの程度で両方のガス間での気相
反応が生じ、層の析出に不利に影響を及ぼしかねないた
めである。析出表面上での層の成長のために気相反応は
必要ではなく、むしろ表面反応が必要であり、従って析
出表面上へ不活性ガスと反応ガスとを別々に供給しなけ
ればならず、その際、不活性ガスの供給はプラズマ源に
よって行い、及び反応ガス供給は有利にプラズマ源の下
方で行い、その結果、両方のガスの相互の励起は行われ
ないか、又は極端にわずかに行われるにすぎない。
出表面に向かう不活性ガス供給装置の出口と基板との間
に配置されているガス拡散リングを有するのが有利であ
る。これにより、特に有利に、なおイオン化されていな
い不活性ガスと反応ガスとの別個の供給及び基板の加熱
された析出表面のすぐ上方でイオン化された不活性ガス
と反応ガスとの一緒の供給が可能である。反応ガスはプ
ラズマ源として作用するイオン化ユニットを通して不活
性ガスと一緒には導かれないことが重要である、それと
いうのもそこではかなりの程度で両方のガス間での気相
反応が生じ、層の析出に不利に影響を及ぼしかねないた
めである。析出表面上での層の成長のために気相反応は
必要ではなく、むしろ表面反応が必要であり、従って析
出表面上へ不活性ガスと反応ガスとを別々に供給しなけ
ればならず、その際、不活性ガスの供給はプラズマ源に
よって行い、及び反応ガス供給は有利にプラズマ源の下
方で行い、その結果、両方のガスの相互の励起は行われ
ないか、又は極端にわずかに行われるにすぎない。
【００２６】ガス拡散リングが基板の加熱した析出表面
に関して間隔を置いてかつ平行な平面上に配置されてお
り、かつ不活性ガス供給装置の出口から出て析出表面の
方向へ向かって流動するイオン化された不活性ガスの周
囲を取り囲む場合が特に有利である。ガス拡散リングの
このような位置及び構成により、析出プロセスに関し
て、イオン化された不活性ガス及び反応ガスが基板の加
熱された析出表面の方向へまず第１に別個に最適に供給
することができ、その際、両方のガスは析出表面上へ衝
突する直前に相互に自由に混ざることができる。
に関して間隔を置いてかつ平行な平面上に配置されてお
り、かつ不活性ガス供給装置の出口から出て析出表面の
方向へ向かって流動するイオン化された不活性ガスの周
囲を取り囲む場合が特に有利である。ガス拡散リングの
このような位置及び構成により、析出プロセスに関し
て、イオン化された不活性ガス及び反応ガスが基板の加
熱された析出表面の方向へまず第１に別個に最適に供給
することができ、その際、両方のガスは析出表面上へ衝
突する直前に相互に自由に混ざることができる。
【００２７】基板は有利に基板電極上に横方向に配置さ
れており、その基板電極内部に加熱装置が配置されてお
り、その加熱装置を用いて基板電極とは反対側の基板の
析出表面が加熱可能である。基板のこの種の配置及び基
板電極のこの種の構成は、装置のコンパクトな構築を可
能にし、かつ確実で比較的簡単に所望の温度に基板の析
出表面を加熱することが可能である。
れており、その基板電極内部に加熱装置が配置されてお
り、その加熱装置を用いて基板電極とは反対側の基板の
析出表面が加熱可能である。基板のこの種の配置及び基
板電極のこの種の構成は、装置のコンパクトな構築を可
能にし、かつ確実で比較的簡単に所望の温度に基板の析
出表面を加熱することが可能である。
【００２８】もう一つの実施態様によると、加熱装置が
基板電極付近に配置された放熱する放射装置を有するこ
とができる。基板電極とは無関係に構成配置された放射
装置は、析出装置の内室のそれぞれの態様に関して加熱
装置を基板の析出表面の加熱プロセスを最適化するよう
に適合することができる。有利に放射装置は基板電極の
下方に配置される。
基板電極付近に配置された放熱する放射装置を有するこ
とができる。基板電極とは無関係に構成配置された放射
装置は、析出装置の内室のそれぞれの態様に関して加熱
装置を基板の析出表面の加熱プロセスを最適化するよう
に適合することができる。有利に放射装置は基板電極の
下方に配置される。
【００２９】この装置は圧力調整装置を有する真空ポン
プを有するのが有利であり、この圧力調整装置により析
出を行う真空室中で圧力は０．１〜１００μｂａｒの範
囲内の圧力を生じさせることができる。それにより、多
様な析出法のために必要な、有利に著しく低いプロセス
圧力が自由に調節可能であり、有利に１μｂａｒの圧力
が調節可能である。
プを有するのが有利であり、この圧力調整装置により析
出を行う真空室中で圧力は０．１〜１００μｂａｒの範
囲内の圧力を生じさせることができる。それにより、多
様な析出法のために必要な、有利に著しく低いプロセス
圧力が自由に調節可能であり、有利に１μｂａｒの圧力
が調節可能である。
【００３０】もう一つの有利な実施態様において、この
装置は、基板の加熱された析出表面上に電場を発生する
ための装置を有する。この電場はイオン化された不活性
ガスの熱的に励起されたイオンを必要な場合になおいっ
そう加速することができ、それにより析出プロセスは、
イオンエネルギーの選択による良好に制御可能な付加的
エネルギーの投入によりさらに最適化することができ
る。基板の析出表面上へ入射される不活性ガスイオンを
所定の値に加速させるバイアス電圧は、直流電圧源又は
高周波の交流電圧からなることができる。後者の場合、
このバイアス電圧は基板電極での自己バイアスにより生
じる。この電場はイオンの加速のために用いられ、ひい
ては基板方向への相応するエネルギー供給の影響のため
に用いられる。イオンの加速により基板への所望のエネ
ルギー供給を制御することができる。
装置は、基板の加熱された析出表面上に電場を発生する
ための装置を有する。この電場はイオン化された不活性
ガスの熱的に励起されたイオンを必要な場合になおいっ
そう加速することができ、それにより析出プロセスは、
イオンエネルギーの選択による良好に制御可能な付加的
エネルギーの投入によりさらに最適化することができ
る。基板の析出表面上へ入射される不活性ガスイオンを
所定の値に加速させるバイアス電圧は、直流電圧源又は
高周波の交流電圧からなることができる。後者の場合、
このバイアス電圧は基板電極での自己バイアスにより生
じる。この電場はイオンの加速のために用いられ、ひい
ては基板方向への相応するエネルギー供給の影響のため
に用いられる。イオンの加速により基板への所望のエネ
ルギー供給を制御することができる。
【００３１】
【実施例】本発明の更なる利点、特徴及び適用の可能性
は実施例に記載する。
は実施例に記載する。
【００３２】本発明を次に図面に関して実施例で詳説す
る。
る。
【００３３】図１は一般に、基板４の析出表面５上へ反
応ガス９から原子又は分子をエピタキシャルに析出させ
るための符号１で表す装置を示す。装置１は真空室２を
有し、前記真空室２中に基板４が基板電極６上に横方向
に配置されている。基板４は少なくとも基板の析出表面
５の側が多孔性ケイ素又は多孔性炭化ケイ素からなって
いる。ガス拡散リング７が真空室２内の基板４の上方に
配置されている。このガス拡散リング７は真空室２に関
して外側にあるガス搬入開口部８を有し、かつ真空室２
内へ導き、ガス拡散リング７の周囲にわたり均一に分配
しかつ基板４の析出表面上へ向かうガス搬出開口部１７
を有する。ガス拡散リング７は、反応ガス９をガス搬入
開口部８及びガス搬出開口部１７を通して外側へ制御し
ながら真空室２内へ基板４の析出表面５の方向へ導くた
めに用いられ、その際、反応ガス９はできる限り均一に
基板４の析出表面５と接触させるべきである。反応ガス
９は例えばケイ素−エピタキシーについてはシラン（Ｓ
ｉＨ4）又は炭化ケイ素−エピタキシーについてはシラ
ン（ＳｉＨ4）とメタン（ＣＨ4）とからの混合物を意味
する。
応ガス９から原子又は分子をエピタキシャルに析出させ
るための符号１で表す装置を示す。装置１は真空室２を
有し、前記真空室２中に基板４が基板電極６上に横方向
に配置されている。基板４は少なくとも基板の析出表面
５の側が多孔性ケイ素又は多孔性炭化ケイ素からなって
いる。ガス拡散リング７が真空室２内の基板４の上方に
配置されている。このガス拡散リング７は真空室２に関
して外側にあるガス搬入開口部８を有し、かつ真空室２
内へ導き、ガス拡散リング７の周囲にわたり均一に分配
しかつ基板４の析出表面上へ向かうガス搬出開口部１７
を有する。ガス拡散リング７は、反応ガス９をガス搬入
開口部８及びガス搬出開口部１７を通して外側へ制御し
ながら真空室２内へ基板４の析出表面５の方向へ導くた
めに用いられ、その際、反応ガス９はできる限り均一に
基板４の析出表面５と接触させるべきである。反応ガス
９は例えばケイ素−エピタキシーについてはシラン（Ｓ
ｉＨ4）又は炭化ケイ素−エピタキシーについてはシラ
ン（ＳｉＨ4）とメタン（ＣＨ4）とからの混合物を意味
する。
【００３４】もう一つの実施態様によると、エピタキシ
ャルに析出する材料ととしてＳｉ−Ｇｅ（ケイ素−ゲル
マニウム）、反応ガス９としてＳｉキャリアガス、特に
シラン、及びＧｅキャリアガスからなる混合物、及び不
活性ガス１０としてヘリウム及び／又はアルゴンを、多
孔性ケイ素からなる基板４と共に使用することができ
る。
ャルに析出する材料ととしてＳｉ−Ｇｅ（ケイ素−ゲル
マニウム）、反応ガス９としてＳｉキャリアガス、特に
シラン、及びＧｅキャリアガスからなる混合物、及び不
活性ガス１０としてヘリウム及び／又はアルゴンを、多
孔性ケイ素からなる基板４と共に使用することができ
る。
【００３５】真空室２はガス拡散リング７に関して上方
に配置された不活性ガス供給装置１８と接続されてお
り、この不活性ガス供給装置１８は不活性ガスを真空室
２の内部の基板４の析出表面５上へ導くために用いられ
る。符号１０で示した未処理の不活性ガスはガス搬入部
１５を通って不活性ガス供給装置１８内へ搬入され、流
動方向に向かって放射状に広がる石英ドーム１２に導か
れる。石英ドーム１２中で今まで未処理の不活性ガス１
０は一般に符号３で表されるイオン化ユニットを用いて
イオン化された不活性ガス１１に変換される。イオン化
ユニット３は導波路として構成されたマイクロ波共振器
１６を有し、この共振器はマグネトロン１３によってマ
イクロ波エネルギーが供給される。調整部材１４を用い
てマイクロ波共振器１６の空洞周波数を共鳴するように
調整し、かつプラズマとして作用するイオン化不活性ガ
ス１１を析出プロセスに関して最適に適合するように調
整することができる。石英ドーム１２はマグネトロン１
３と調整部材１４との間のマイクロ波共振器１６の領域
中にあるため、石英ドーム１２中に存在しなお未処理の
不活性ガスはマイクロ波共振器１６の電磁波にさらされ
る。石英ドーム１２に導入された不活性ガス１０は、従
ってマイクロ波共振器１６の電磁場からエネルギーを吸
収し、イオン化された不活性ガス１１に変換される。
に配置された不活性ガス供給装置１８と接続されてお
り、この不活性ガス供給装置１８は不活性ガスを真空室
２の内部の基板４の析出表面５上へ導くために用いられ
る。符号１０で示した未処理の不活性ガスはガス搬入部
１５を通って不活性ガス供給装置１８内へ搬入され、流
動方向に向かって放射状に広がる石英ドーム１２に導か
れる。石英ドーム１２中で今まで未処理の不活性ガス１
０は一般に符号３で表されるイオン化ユニットを用いて
イオン化された不活性ガス１１に変換される。イオン化
ユニット３は導波路として構成されたマイクロ波共振器
１６を有し、この共振器はマグネトロン１３によってマ
イクロ波エネルギーが供給される。調整部材１４を用い
てマイクロ波共振器１６の空洞周波数を共鳴するように
調整し、かつプラズマとして作用するイオン化不活性ガ
ス１１を析出プロセスに関して最適に適合するように調
整することができる。石英ドーム１２はマグネトロン１
３と調整部材１４との間のマイクロ波共振器１６の領域
中にあるため、石英ドーム１２中に存在しなお未処理の
不活性ガスはマイクロ波共振器１６の電磁波にさらされ
る。石英ドーム１２に導入された不活性ガス１０は、従
ってマイクロ波共振器１６の電磁場からエネルギーを吸
収し、イオン化された不活性ガス１１に変換される。
【００３６】不活性ガス１０として原子状で存在するヘ
リウム及び／又はアルゴンを使用することができる。形
成されたイオン及び電子、特にヘリウムイオン及び／又
はアルゴンイオンは、イオン化された不活性ガス１１の
相応する電子と一緒に、拡張されたプラズマ放射の形で
基板４の析出表面５上へ導かれる。基板４の析出表面５
の中心に向かうプラズマ放射はトーラスとして構成され
るガス拡散リング７により半径方向で取り囲まれる。ト
ーラス状のガス拡散リング７は微細な孔のガス搬出開口
部１７を備えた壁部を有し、この開口部は一定の角度又
は相互に異なる角度で析出表面５に向いている。ガス搬
出開口部１７を通過して流動する反応ガス９，特にケイ
素−エピタキシーについてはシラン及び炭化ケイ素−エ
ピタキシーについてはメタンと組み合わせたシランは、
ガス拡散リング７の中央に導かれるイオン化された不活
性ガス１１と同時に基板４の析出表面５と接触する。
リウム及び／又はアルゴンを使用することができる。形
成されたイオン及び電子、特にヘリウムイオン及び／又
はアルゴンイオンは、イオン化された不活性ガス１１の
相応する電子と一緒に、拡張されたプラズマ放射の形で
基板４の析出表面５上へ導かれる。基板４の析出表面５
の中心に向かうプラズマ放射はトーラスとして構成され
るガス拡散リング７により半径方向で取り囲まれる。ト
ーラス状のガス拡散リング７は微細な孔のガス搬出開口
部１７を備えた壁部を有し、この開口部は一定の角度又
は相互に異なる角度で析出表面５に向いている。ガス搬
出開口部１７を通過して流動する反応ガス９，特にケイ
素−エピタキシーについてはシラン及び炭化ケイ素−エ
ピタキシーについてはメタンと組み合わせたシランは、
ガス拡散リング７の中央に導かれるイオン化された不活
性ガス１１と同時に基板４の析出表面５と接触する。
【００３７】反応ガス９に関して別個に、イオン化ユニ
ットを用いて不活性ガスをイオン化することにより、両
方のガス９，１０の不所望な気相反応を回避することが
保障される。反応ガス９を不活性ガス１０と同時にイオ
ン化ユニットへ導通させた場合、エピタキシャルな層の
析出に不利に影響するこの種の気相反応が生じかねな
い。反応ガス９と不活性ガス１０もしくはイオン化され
た不活性ガス１１のガス供給を空間的及び構成的に分離
することにより、この種の不所望な気相反応は避けられ
る。この分離は、一方で、反応ガスを相互に交互に交番
して供給する形で、他方で、イオン化ユニットの活性化
もしくはイオン化された不活性ガス１１の供給の形で両
方のガス９，１１の供給を適当に時間的に分離すること
により支持される。
ットを用いて不活性ガスをイオン化することにより、両
方のガス９，１０の不所望な気相反応を回避することが
保障される。反応ガス９を不活性ガス１０と同時にイオ
ン化ユニットへ導通させた場合、エピタキシャルな層の
析出に不利に影響するこの種の気相反応が生じかねな
い。反応ガス９と不活性ガス１０もしくはイオン化され
た不活性ガス１１のガス供給を空間的及び構成的に分離
することにより、この種の不所望な気相反応は避けられ
る。この分離は、一方で、反応ガスを相互に交互に交番
して供給する形で、他方で、イオン化ユニットの活性化
もしくはイオン化された不活性ガス１１の供給の形で両
方のガス９，１１の供給を適当に時間的に分離すること
により支持される。
【００３８】基板４の析出表面５は反応ガス９及びイオ
ン化された不活性ガスの供給の前に最大で１０００℃ま
での所望の温度に加熱される。この加熱は、図面の場合
直接加熱として基板電極６の内部に構築されている加熱
装置２０により行う。しかしながら、基板４の析出表面
５の加熱のために、図示されていない有利に基板４に関
して下側から作用する熱放射する放射加熱装置を使用す
ることもできる。
ン化された不活性ガスの供給の前に最大で１０００℃ま
での所望の温度に加熱される。この加熱は、図面の場合
直接加熱として基板電極６の内部に構築されている加熱
装置２０により行う。しかしながら、基板４の析出表面
５の加熱のために、図示されていない有利に基板４に関
して下側から作用する熱放射する放射加熱装置を使用す
ることもできる。
【００３９】反応ガス９の原子又は分子及びイオン化さ
れた不活性ガス１１のイオンが基板４の析出表面５に衝
突した場合、衝突イオン化により生じるが、化学的作用
を有するイオンが基板４の析出表面上へ作用することに
より、その箇所で気相から吸着された反応ガス９の原子
及び分子に活性化エネルギーが準備され、この活性化エ
ネルギーは従って加熱された基板の熱的活性化によって
提供する必要がない。この場合、イオン及び電子の高い
粒子密度によって、析出表面５上に吸着されかつ析出す
べき原子／分子にとって全体で十分な励起エネルギーが
準備されることが重要であり、その際、同時に個々のイ
オン及び電子のエネルギーは、イオン衝撃による基板４
の析出表面５の損傷又は成長する層内での結晶欠陥が生
じる程度に大きくてはならない。
れた不活性ガス１１のイオンが基板４の析出表面５に衝
突した場合、衝突イオン化により生じるが、化学的作用
を有するイオンが基板４の析出表面上へ作用することに
より、その箇所で気相から吸着された反応ガス９の原子
及び分子に活性化エネルギーが準備され、この活性化エ
ネルギーは従って加熱された基板の熱的活性化によって
提供する必要がない。この場合、イオン及び電子の高い
粒子密度によって、析出表面５上に吸着されかつ析出す
べき原子／分子にとって全体で十分な励起エネルギーが
準備されることが重要であり、その際、同時に個々のイ
オン及び電子のエネルギーは、イオン衝撃による基板４
の析出表面５の損傷又は成長する層内での結晶欠陥が生
じる程度に大きくてはならない。
【００４０】従って、装置１は基板４ひいては析出表面
５の加熱により第１のエネルギー量を供給し、その際、
第１のエネルギー量は反応ガス９の原子又は分子が析出
表面５上で析出するのに必要なエネルギー量よりも少な
い。反応ガス９の原子又は分子の析出にとって不足する
（場合により十分な）エネルギー量は少なくとも一時的
にイオン化された不活性ガス１１を析出表面５上へ供給
することにより得られる。この場合、少なくとも一時的
に第２のエネルギー量が供給され、この第２のエネルギ
ー量はイオン化された不活性ガス１１が析出表面５上へ
作用することにより得られる。第１のエネルギー量及び
第２のエネルギー量は、従って加算されて、反応ガス９
からの原子又は分子が析出及び再編成するために及びこ
れらが所定の結晶構造に従って新規に編成されるために
十分な全体のエネルギーになる。
５の加熱により第１のエネルギー量を供給し、その際、
第１のエネルギー量は反応ガス９の原子又は分子が析出
表面５上で析出するのに必要なエネルギー量よりも少な
い。反応ガス９の原子又は分子の析出にとって不足する
（場合により十分な）エネルギー量は少なくとも一時的
にイオン化された不活性ガス１１を析出表面５上へ供給
することにより得られる。この場合、少なくとも一時的
に第２のエネルギー量が供給され、この第２のエネルギ
ー量はイオン化された不活性ガス１１が析出表面５上へ
作用することにより得られる。第１のエネルギー量及び
第２のエネルギー量は、従って加算されて、反応ガス９
からの原子又は分子が析出及び再編成するために及びこ
れらが所定の結晶構造に従って新規に編成されるために
十分な全体のエネルギーになる。
【００４１】上記の装置１の場合、マイクロ波プラズマ
源として有利に電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）の原
理により駆動するマイクロ波プラズマ源が用いられ、こ
の場合、外部磁場中でマイクロ波周波数を有する電子共
鳴が生じ、これが１μｂａｒより低い著しい低圧でも特
に有効なイオン化を生じさせる。また、マイクロ波プラ
ズマ源としてスルファトロン源を使用することもでき、
この場合、プラズマを生じさせるマイクロ波フィールド
はプラズマと石英へ基部との間の境界層中に導かれ、そ
の結果、著しく拡張されたプラズマをプラズマ放射の形
で生じさせることができる。いずれの場合でも、両方の
種類のプラズマ源は大容量で均質なマイクロ波プラズマ
を発生でき、このプラズマのイオン及び電子は高いエネ
ルギーを有しておらず、その際、高い電子密度及びイオ
ン密度が低いプラズマポテンシャルで存在する。すでに
述べたように、このように析出表面５上で吸着すべき分
子もしくは原子にとって全体で十分な活性化エネルギー
が、イオン衝撃による基板４の析出表面５の損傷を引き
起こさずに準備される。
源として有利に電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）の原
理により駆動するマイクロ波プラズマ源が用いられ、こ
の場合、外部磁場中でマイクロ波周波数を有する電子共
鳴が生じ、これが１μｂａｒより低い著しい低圧でも特
に有効なイオン化を生じさせる。また、マイクロ波プラ
ズマ源としてスルファトロン源を使用することもでき、
この場合、プラズマを生じさせるマイクロ波フィールド
はプラズマと石英へ基部との間の境界層中に導かれ、そ
の結果、著しく拡張されたプラズマをプラズマ放射の形
で生じさせることができる。いずれの場合でも、両方の
種類のプラズマ源は大容量で均質なマイクロ波プラズマ
を発生でき、このプラズマのイオン及び電子は高いエネ
ルギーを有しておらず、その際、高い電子密度及びイオ
ン密度が低いプラズマポテンシャルで存在する。すでに
述べたように、このように析出表面５上で吸着すべき分
子もしくは原子にとって全体で十分な活性化エネルギー
が、イオン衝撃による基板４の析出表面５の損傷を引き
起こさずに準備される。
【００４２】図示されていない、もう一つの実施態様に
よると、誘導結合プラズマ源を使用することができ、こ
のプラズマ源は上記の実施態様とは反対にマイクロ波励
起によるのではなく、巻き線コイルを用いた高周波励起
によって運転され、このコイルはリング状に構成されて
おりかつコイル軸に沿って不活性ガスが流通する。析出
表面５の大量の損傷及びそこに析出する層の品質への悪
影響を引き起こしかねない高電圧が、不活性ガス１１中
に含まれる電子及びイオンの相応する加速を生じさせる
ため、この種のプラズマ源を使用する場合、生じる電場
の相応する遮蔽を考慮しなければならない。相応する遮
蔽を考慮すれば、従ってイオンアシスト化学蒸着（ＣＶ
Ｄ）のためのイオンの発生のために誘導プラズマ源を使
用することもできる。
よると、誘導結合プラズマ源を使用することができ、こ
のプラズマ源は上記の実施態様とは反対にマイクロ波励
起によるのではなく、巻き線コイルを用いた高周波励起
によって運転され、このコイルはリング状に構成されて
おりかつコイル軸に沿って不活性ガスが流通する。析出
表面５の大量の損傷及びそこに析出する層の品質への悪
影響を引き起こしかねない高電圧が、不活性ガス１１中
に含まれる電子及びイオンの相応する加速を生じさせる
ため、この種のプラズマ源を使用する場合、生じる電場
の相応する遮蔽を考慮しなければならない。相応する遮
蔽を考慮すれば、従ってイオンアシスト化学蒸着（ＣＶ
Ｄ）のためのイオンの発生のために誘導プラズマ源を使
用することもできる。
【００４３】図２は薄層−複製プロセスのための本発明
による方法の可能な適用を示し、その際、薄層２３を比
較的高価な出発基板４上にエピタキシャルに析出させた
後、このエピタキシャルに析出し薄層２３を安価な基板
上に転写し、それにより高価な出発基板４は薄層の新た
なエピタキシャル成長のために提供される。高価な出発
基板４は従って数回のプロセス進行のために使用され
る。
による方法の可能な適用を示し、その際、薄層２３を比
較的高価な出発基板４上にエピタキシャルに析出させた
後、このエピタキシャルに析出し薄層２３を安価な基板
上に転写し、それにより高価な出発基板４は薄層の新た
なエピタキシャル成長のために提供される。高価な出発
基板４は従って数回のプロセス進行のために使用され
る。
【００４４】工程１は出発ウェハとして利用する全体で
比較的高価な基板４が製造され、この基板はほぼそれ自
体比較的廉価なケイ素２１からなるか又は比較的高価な
炭化ケイ素２１からなり少なくともその表面に多孔性ケ
イ素又は多孔性炭化ケイ素からなる層２２を有し、この
層は非結晶性表面層である。工程２において本発明によ
る低温エピタキシーのための方法を使用しながら、多孔
性ケイ素もしくは多孔性炭化ケイ素からなる層２２上に
ケイ素又は炭化ケイ素からなるエピタキシャルな層２３
を析出させ、その際、このエピタキシャルな層２３は結
晶性ケイ素層又は炭化ケイ素層である。工程３におい
て、工程２で析出されたエピタキシャルな層２３（薄
層）を、熱的に酸化された対象ウェハ２４（又はガラス
ウェハ）に付着させた後に出発ウェハとして使用した基
板４から剥がす。対象ウェハ２４も比較的廉価な基板材
料から製造されている。基板４からなる出発ウェハは、
エピタキシャル層２３（薄層）のそれぞれの引き剥がし
及び複製の後に再び露出する。工程４において、引き続
きエピタキシャルな薄層２３に付着する層２２の多孔性
ケイ素もしくは多孔性炭化ケイ素が除去され、それによ
り価値の高い、廉価なＳＯＩ−／ＳｉＣＯＩ−ウェハ２
５が得られる。このウェハは比較的安価な基板材料から
なる対象ウェハ２４と、その対象ウェハに付着する高価
値の、結晶性、エピタキシャル層２３（薄層）とからな
り、この層は比較的高価な基板４（出発ウェハ）から上
記した複製プロセスにより基板２４上に転写される。多
孔性層２２中に破断予定箇所２６を設定することによ
り、この場合意図的な構造化を設定することができる。
特に、二次元に延びる破断予定線（図示されていない）
によって相応する２次元の構造体がエピタキシャル層２
３上に得られる。
比較的高価な基板４が製造され、この基板はほぼそれ自
体比較的廉価なケイ素２１からなるか又は比較的高価な
炭化ケイ素２１からなり少なくともその表面に多孔性ケ
イ素又は多孔性炭化ケイ素からなる層２２を有し、この
層は非結晶性表面層である。工程２において本発明によ
る低温エピタキシーのための方法を使用しながら、多孔
性ケイ素もしくは多孔性炭化ケイ素からなる層２２上に
ケイ素又は炭化ケイ素からなるエピタキシャルな層２３
を析出させ、その際、このエピタキシャルな層２３は結
晶性ケイ素層又は炭化ケイ素層である。工程３におい
て、工程２で析出されたエピタキシャルな層２３（薄
層）を、熱的に酸化された対象ウェハ２４（又はガラス
ウェハ）に付着させた後に出発ウェハとして使用した基
板４から剥がす。対象ウェハ２４も比較的廉価な基板材
料から製造されている。基板４からなる出発ウェハは、
エピタキシャル層２３（薄層）のそれぞれの引き剥がし
及び複製の後に再び露出する。工程４において、引き続
きエピタキシャルな薄層２３に付着する層２２の多孔性
ケイ素もしくは多孔性炭化ケイ素が除去され、それによ
り価値の高い、廉価なＳＯＩ−／ＳｉＣＯＩ−ウェハ２
５が得られる。このウェハは比較的安価な基板材料から
なる対象ウェハ２４と、その対象ウェハに付着する高価
値の、結晶性、エピタキシャル層２３（薄層）とからな
り、この層は比較的高価な基板４（出発ウェハ）から上
記した複製プロセスにより基板２４上に転写される。多
孔性層２２中に破断予定箇所２６を設定することによ
り、この場合意図的な構造化を設定することができる。
特に、二次元に延びる破断予定線（図示されていない）
によって相応する２次元の構造体がエピタキシャル層２
３上に得られる。
【図１】本発明による装置の有利な実施例の断面図
【図２】本発明により可能な有利なエピタキシャルな析
出の適用の略図
出の適用の略図
３ イオン化ユニット、 ４ 基板、 ５ 析出表面、
９ 反応ガス、 １１ イオン化された不活性ガス
９ 反応ガス、 １１ イオン化された不活性ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランツ レルマー ドイツ連邦共和国 シユツツトガルト ヴ ィティコヴェーク ９ (72)発明者 クラウス ハイヤース ドイツ連邦共和国 ロイトリンゲン ロベ ルト−コッホ シュトラーセ 37
Claims (24)
- 【請求項１】 基板の析出表面上に反応ガスからの原子
又は分子をエピタキシャルに析出させる方法において、
次の工程：少なくとも析出表面（５）を加熱することに
より第１のエネルギー量を供給し、その際、第１のエネ
ルギー量は析出表面（５）上に反応ガス（９）の原子又
は分子をエピタキシャルに析出するために必要なエネル
ギー量よりも低く：イオン化された不活性ガス（１１）
のイオンの作用によって析出表面（５）上へ第２のエネ
ルギー量を少なくとも一時的に供給するために、イオン
化された不活性ガス（１１）を少なくとも一時的に析出
表面（５）上へ導き、その際、第１のエネルギー量及び
第２のエネルギー量は少なくとも一時的に加算されて、
析出表面（５）上へ反応ガス（９）の原子又は分子がエ
ピタキシャルに析出するために十分な総エネルギー量に
なる、を特徴とする、基板の析出表面上に反応ガスから
の原子又は分子をエピタキシャルに析出させる方法。 - 【請求項２】 第１のエネルギー量及び第２のエネルギ
ー量を相互に時間的に別個に析出表面（５）に供給す
る、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 イオン化された不活性ガス（１１）を、
反応ガス（９）とは別個に析出表面（５）の方向に導
く、請求項１又は２記載の方法。 - 【請求項４】 イオン化された不活性ガス（１１）を反
応ガス（９）と同時に析出表面（５）上へ導く、請求項
１から３までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項５】 イオン化された不活性ガス（１１）及び
反応ガス（９）を相互に時間的に別個に析出表面（５）
上へ導き、その際、それぞれ析出サイクル毎にまずイオ
ン化された不活性ガス（１１）及び引き続き反応ガス
（９）、又はまず反応ガス（９）及び引き続き不活性ガ
ス（１１）を析出表面（５）に供給する、請求項１から
４までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項６】 イオン化された不活性ガス（１１）及び
反応ガス（９）を相互に時間的に別個に交番する順序で
析出表面（５）上へ導く、請求項１から５までのいずれ
か１項記載の方法。 - 【請求項７】 イオン化された不活性ガス（１１）及び
反応ガス（９）を相互に空間的に別個に析出表面（５）
の方向に導く、請求項１から６までのいずれか１項記載
の方法。 - 【請求項８】 不活性ガス（１０）のイオン化を反応ガ
ス（９）とは別個に行う、請求項１から７までのいずれ
か１項記載の方法。 - 【請求項９】 不活性ガス（１０）をマイクロ波−プラ
ズマ源（３）を用いてイオン化する、請求項１から８ま
でのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１０】 不活性ガス（１０）をスルファトロン
源を用いてイオン化する、請求項１から９までのいずれ
か１項記載の方法。 - 【請求項１１】 不活性ガス（１０）を高周波励起、特
に誘導プラズマ源を用いてイオン化する、請求項１から
１０までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１２】 基板（４）として多孔性ケイ素、エピ
タキシャルに析出すべき材料としてケイ素、反応ガス
（９）としてシラン又はシラン混合物及び不活性ガス
（１０）としてヘリウム及び／又はアルゴンを使用し、
加熱により達成された基板の析出表面の温度が約６００
℃である、請求項１から１１までのいずれか１項記載の
方法。 - 【請求項１３】 基板（４）として多孔性炭化ケイ素、
エピタキシャルに析出すべき材料として炭化ケイ素、反
応ガス（９）としてＳｉキャリアガス、特にシランと炭
化水素キャリアガス、特にメタンからなる混合物、及び
不活性ガス（１０）としてヘリウム及び／又はアルゴン
を使用し、加熱により達成された基板の析出表面の温度
が約８００℃〜９００℃である、請求項１から１２まで
のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１４】 基板（４）として多孔性ケイ素、エピ
タキシャルに析出すべき材料としてＳｉ−Ｇｅ、反応ガ
ス（９）としてＳｉキャリアガス、特にシランとＧｅキ
ャリアガスとからなる混合物、及び不活性ガス（１０）
としてヘリウム及び／又はアルゴンを使用し、加熱によ
り達成された基板の析出表面の温度が約８００℃〜９０
０℃である、請求項１から１３までのいずれか１項記載
の方法。 - 【請求項１５】 少なくとも析出表面の加熱により基板
中へエネルギー量を供給するための加熱装置と、 基板の加熱された析出表面上へ反応ガスを導くための反
応ガス供給装置とを備えた、基板の析出表面上に反応ガ
スからの原子又は分子を析出させる装置において、 反応ガス（９）とは別個に不活性ガス（１０）をイオン
化するためのイオン化ユニット（３）と、 基板（４）の析出表面（５）上へイオン化された不活性
ガス（１１）を導くための不活性ガス供給装置（１８）
とを備えていることを特徴とする、基板の析出表面上に
反応ガスからの原子又は分子を析出させる装置。 - 【請求項１６】 不活性ガス（１０）のイオン化ユニッ
ト（３）が電子サイクロトロン共鳴の原理により作動す
るマイクロ波−プラズマ源として構成されている、請求
項１５記載の装置。 - 【請求項１７】 不活性ガス（１０）のイオン化ユニッ
ト（３）が、プラズマ発生マイクロ波フィールドを生じ
させる石英スルファトロンを有するスルファトロン源と
して構成されている、請求項１５又は１６記載の装置。 - 【請求項１８】 不活性ガス（１０）のイオン化ユニッ
ト（３）が誘導プラズマ源として構成されている、請求
項１５から１７までのいずれか１項記載の装置。 - 【請求項１９】 反応ガス供給装置（２７）がガス拡散
リング（７）を有し、このガス拡散リングは基板（４）
の加熱された析出表面（５）に向かう側の不活性ガス供
給装置（１８）の出口と基板（４）との間に配置されて
いる、請求項１５から１８までのいずれか１項記載の装
置。 - 【請求項２０】 ガス拡散リング（７）は、基板（４）
の加熱された析出表面（５）に関して間隔を置いて平行
な平面上に配置されており、かつ不活性ガス供給装置
（１８）の出口から搬出されかつ析出表面（５）の方向
へ流動するイオン化された不活性ガス（１１）の周囲を
取り囲む、請求項１５から１９までのいずれか１項記載
の装置。 - 【請求項２１】 基板（４）が基板電極（６）上に横方
向に配置されており、基板電極内に加熱装置（２０）が
配置されており、その加熱装置を用いて基板（４）の基
板電極に向かって反対側の析出表面（５）が加熱可能で
ある、請求項１５から２０までのいずれか１項記載の装
置。 - 【請求項２２】 加熱装置（２０）が基板電極（６）の
付近に配置された、放熱する放射装置を有する、請求項
１５から２１までのいずれか１項記載の装置。 - 【請求項２３】 圧力調節装置を備えた真空ポンプ（１
９）を有し、この真空ポンプを用いて、析出が行われる
真空室（２）中に特に０．１μｂａｒ〜１００μｂａｒ
の範囲内の圧力が発生可能である、請求項１５から２２
までのいずれか１項記載の装置。 - 【請求項２４】 基板（４）の加熱された析出表面
（５）の上方に電場を発生させる装置を有する、請求項
１５から２３までのいずれか１項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19943064A DE19943064B4 (de) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | Verfahren zur epitaktischen Abscheidung von Atomen oder Molekülen aus einem Reaktivgas auf einer Abscheidungsoberfläche eines Substrats |
| DE19943064.0 | 1999-09-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001122691A true JP2001122691A (ja) | 2001-05-08 |
| JP4741060B2 JP4741060B2 (ja) | 2011-08-03 |
Family
ID=7921334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000269114A Expired - Fee Related JP4741060B2 (ja) | 1999-09-09 | 2000-09-05 | 基板の析出表面上に反応ガスからの原子又は分子をエピタキシャルに析出させる方法及び装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6592664B1 (ja) |
| JP (1) | JP4741060B2 (ja) |
| DE (1) | DE19943064B4 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004307253A (ja) * | 2003-04-07 | 2004-11-04 | New Japan Radio Co Ltd | 半導体基板の製造方法 |
| CN108292588A (zh) * | 2015-12-04 | 2018-07-17 | 应用材料公司 | 用以防止hdp-cvd腔室电弧放电的先进涂层方法及材料 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7189940B2 (en) * | 2002-12-04 | 2007-03-13 | Btu International Inc. | Plasma-assisted melting |
| WO2006073767A1 (en) * | 2005-01-04 | 2006-07-13 | Teikoku Pharma Usa, Inc. | Cooling topical patch preparation |
| US20070213822A1 (en) | 2006-02-14 | 2007-09-13 | Sdgi Holdings, Inc. | Treatment of the vertebral column |
| US20100190675A1 (en) * | 2009-01-28 | 2010-07-29 | Jonathan Robert Cetti | Personal Care Article For Sequentially Dispensing Compositions With Variable Concentrations Of Hydrophobic Benefit Materials |
| JP5332916B2 (ja) * | 2009-06-03 | 2013-11-06 | 株式会社デンソー | 炭化珪素単結晶の製造装置 |
| US20100323121A1 (en) * | 2009-06-18 | 2010-12-23 | Haibiao Wang | Method of preparing a diaphragm of high purity polysilicon with multi-gas microwave source |
| US8343276B2 (en) * | 2009-06-18 | 2013-01-01 | Haibiao Wang | High-temperature ionic state compound crystallization technology |
| JP5902896B2 (ja) * | 2011-07-08 | 2016-04-13 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
| JP2018101721A (ja) * | 2016-12-21 | 2018-06-28 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 気相成長方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63166971A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-07-11 | Anelva Corp | 表面処理方法および装置 |
| JPH05331648A (ja) * | 1991-06-12 | 1993-12-14 | L'air Liquide | ポリマー基板にガス相で無機化合物をプラズマ堆積する反応装置 |
| JPH0613332A (ja) * | 1992-04-28 | 1994-01-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | プラズマｃｖｄ法および半導体装置の製造方法 |
| JPH08148486A (ja) * | 1994-11-24 | 1996-06-07 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置 |
| JPH1072284A (ja) * | 1996-08-28 | 1998-03-17 | Tokai Univ | 熱フィラメントｃｖｄ装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS542066B2 (ja) * | 1974-03-25 | 1979-02-01 | ||
| US4049533A (en) * | 1975-09-10 | 1977-09-20 | Golyanov Vyacheslav Mikhailovi | Device for producing coatings by means of ion sputtering |
| US4596645A (en) * | 1984-10-23 | 1986-06-24 | California Institute Of Technology | Reactively-sputtered zinc semiconductor films of high conductivity for heterojunction devices |
| JPH0825837B2 (ja) * | 1987-05-12 | 1996-03-13 | 日新電機株式会社 | 分子線エピタキシー装置 |
| US4974344A (en) * | 1989-08-09 | 1990-12-04 | Ching Peng J | Shoe with interchangeable vamp and sole |
| JPH03279294A (ja) * | 1990-03-29 | 1991-12-10 | Mitsubishi Materials Corp | エピタキシャル層の成長方法 |
| JP2720420B2 (ja) * | 1994-04-06 | 1998-03-04 | キヤノン販売株式会社 | 成膜／エッチング装置 |
| JP3368159B2 (ja) * | 1996-11-20 | 2003-01-20 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| WO2000019501A1 (fr) * | 1998-09-30 | 2000-04-06 | Tokyo Electron Limited | Procede et appareil de traitement au plasma |
-
1999
- 1999-09-09 DE DE19943064A patent/DE19943064B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-09-05 JP JP2000269114A patent/JP4741060B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-09-06 US US09/656,546 patent/US6592664B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63166971A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-07-11 | Anelva Corp | 表面処理方法および装置 |
| JPH05331648A (ja) * | 1991-06-12 | 1993-12-14 | L'air Liquide | ポリマー基板にガス相で無機化合物をプラズマ堆積する反応装置 |
| JPH0613332A (ja) * | 1992-04-28 | 1994-01-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | プラズマｃｖｄ法および半導体装置の製造方法 |
| JPH08148486A (ja) * | 1994-11-24 | 1996-06-07 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置 |
| JPH1072284A (ja) * | 1996-08-28 | 1998-03-17 | Tokai Univ | 熱フィラメントｃｖｄ装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004307253A (ja) * | 2003-04-07 | 2004-11-04 | New Japan Radio Co Ltd | 半導体基板の製造方法 |
| CN108292588A (zh) * | 2015-12-04 | 2018-07-17 | 应用材料公司 | 用以防止hdp-cvd腔室电弧放电的先进涂层方法及材料 |
| JP2018537580A (ja) * | 2015-12-04 | 2018-12-20 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | Ｈｄｐ−ｃｖｄチャンバのアーク発生を防止するための高度なコーティング方法および材料 |
| CN108292588B (zh) * | 2015-12-04 | 2022-02-18 | 应用材料公司 | 用以防止hdp-cvd腔室电弧放电的先进涂层方法及材料 |
| JP7166759B2 (ja) | 2015-12-04 | 2022-11-08 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Ｈｄｐ－ｃｖｄチャンバのアーク発生を防止するための高度なコーティング方法および材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6592664B1 (en) | 2003-07-15 |
| DE19943064A1 (de) | 2001-03-15 |
| JP4741060B2 (ja) | 2011-08-03 |
| DE19943064B4 (de) | 2013-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5039548A (en) | Plasma chemical vapor reaction method employing cyclotron resonance | |
| US7125588B2 (en) | Pulsed plasma CVD method for forming a film | |
| JPH0672306B2 (ja) | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 | |
| TWI324637B (en) | System and method for power function ramping of microwave linear discharge sources | |
| JP2008532306A5 (ja) | ||
| JP4741060B2 (ja) | 基板の析出表面上に反応ガスからの原子又は分子をエピタキシャルに析出させる方法及び装置 | |
| JPH11260596A (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| KR101493502B1 (ko) | 플라즈마로부터 증착에 의하여 막을 형성하는 장치 | |
| CN111066120A (zh) | 用于沉积或处理碳化合物的微波反应器 | |
| KR102498944B1 (ko) | 유기 재료들의 자가 제한 에칭을 수행하기 위한 프로세스 | |
| JPS63121667A (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JP2807674B2 (ja) | 処理装置および処理装置のクリーニング方法 | |
| JPH0420985B2 (ja) | ||
| JPH0637348B2 (ja) | ダイヤモンド気相合成装置 | |
| US20240120183A1 (en) | Substrate processing method and substrate processing apparatus | |
| RU214891U1 (ru) | Устройство для газоструйного осаждения алмазных покрытий | |
| RU2792526C1 (ru) | Устройство для нанесения алмазных покрытий | |
| JP2870774B2 (ja) | 単結晶膜の形成方法 | |
| JP2595640B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP2769977B2 (ja) | プラズマ処理方法 | |
| JP3359475B2 (ja) | 薄膜形成方法および薄膜形成装置 | |
| JP2715277B2 (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JP2739286B2 (ja) | プラズマ処理方法 | |
| JP2899254B2 (ja) | プラズマｃｖｄ装置 | |
| JP2650326B2 (ja) | プラズマ処理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070905 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100929 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101015 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20101228 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20110107 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20110113 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110315 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110407 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110506 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140513 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |