WO2024121228A1 - VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM ABSCHEIDEN VON SiC-SCHICHTEN AUF EINEM SUBSTRAT - Google Patents

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM ABSCHEIDEN VON SiC-SCHICHTEN AUF EINEM SUBSTRAT Download PDF

Info

Publication number
WO2024121228A1
WO2024121228A1 PCT/EP2023/084516 EP2023084516W WO2024121228A1 WO 2024121228 A1 WO2024121228 A1 WO 2024121228A1 EP 2023084516 W EP2023084516 W EP 2023084516W WO 2024121228 A1 WO2024121228 A1 WO 2024121228A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
substrate
flow
gas outlet
outlet opening
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/084516
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Pitsiri BOOKER
Philip HENS
Peter Sebald Lauffer
Original Assignee
Aixtron Se
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 Aixtron Se filed Critical Aixtron Se
Publication of WO2024121228A1 publication Critical patent/WO2024121228A1/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical 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
    • C23C16/455—Chemical 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 introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45502—Flow conditions in reaction chamber
    • C23C16/45508—Radial flow
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical 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 deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/32—Carbides
    • C23C16/325—Silicon carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical 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
    • C23C16/455—Chemical 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 introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45514—Mixing in close vicinity to the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical 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
    • C23C16/458—Chemical 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 supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C23C16/4584—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated
    • 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
    • C30B25/14—Feed and outlet means for the gases; Modifying the flow of the reactive gases
    • 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
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/36—Carbides

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for depositing a layer on a substrate, wherein a homogeneous gas flow is fed into a process chamber brought to a process temperature by means of a gas inlet element.
  • the gas flow flows evenly and laminarly over the cross-sectional area of the process chamber in a uniform flow direction, wherein the flow lines of the gas flow can run parallel to one another or in a radial direction to a center.
  • the gas flow flowing in a flow direction over the substrate contains one or more reactive gases, the decomposition products of which form the layer to be deposited on the substrate.
  • a second gas flow flows into the process chamber through an additional gas outlet opening, which is arranged downstream of the gas inlet element and upstream of the substrate or a substrate holder carrying the substrate.
  • the second gas flow contains a reactive gas that influences a layer composition within the layer, for example a dopant.
  • State of the art [0002] DE 102018124957 A1 describes a device for depositing semiconductor layers with a process chamber, in the center of which there is a gas inlet element, with which a process gas is fed into the process chamber, which spreads in a radial direction in the process chamber and flows over substrates arranged around the gas inlet element.
  • the substrates are carried by substrate holders, which are carried by a purge gas.
  • the purge gas is not only able to move the substrate holders into a
  • US 10,930,492 B2 A similar device is described in US 10,930,492 B2.
  • the substrates are supported by substrate holders arranged on a susceptor, which are kept suspended by a purge gas.
  • a gas that influences the dopant concentration within the layer is mixed into the purge gas in order to influence the dopant incorporation in the layer.
  • US 10,858,758 B2 describes a CVD reactor for depositing SiC layers with a gas inlet element that is arranged upstream of a substrate in the flow direction.
  • the gas inlet element has a gas inlet outlet surface whose width is greater than the width of the substrate.
  • the gas outlet surface is divided into three zones, through which a mixture of hydrogen, propane, monosilane and nitrogen can be fed into the process chamber, whereby the mixtures in the three zones can differ.
  • the aim of the last-described method is to ensure that the SiC layers deposited on the substrate have as homogeneous a dopant concentration as possible.
  • a dopant concentration that increases towards the edge of the layer was observed. This inhomogeneity of the dopant incorporation is to be reduced with the measures described above.
  • Summary of the invention [0007] The invention is based on the object of further improving the homogeneity of the dopant concentration within the layer and, in particular, of specifying means with which the layer composition within the layer can be influenced locally in a targeted manner.
  • the gas inlet element according to the invention has a gas outlet surface on which gas outlet openings are arranged in such a way that a gas flow that is as homogeneous as possible can be fed into the process chamber.
  • the effective width of the gas inlet element is greater than the width of the substrate running transversely to the flow direction, so that a laminar first gas flow emerges from the gas outlet surface of the gas inlet element, which flows through the process chamber in a uniform flow direction.
  • the flow lines of the first gas flow which run in a straight line from the gas inlet element to over the substrate, can run parallel to one another or emerge from the gas inlet element in a star shape, i.e. in a radial direction relative to a center of the process chamber.
  • the concentration of its components is distributed homogeneously over the entire cross-sectional area.
  • the gas inlet element preferably has a gas outlet surface which has a large number of gas passage openings which are evenly distributed thereon and which have identical areas to one another. It can be provided that the concentration of the first gas flow differs in the vertical direction if, for example, different reactive gases are fed in at different horizontal levels.
  • the gas flow is homogeneous in each case.
  • a second gas flow is fed into such a homogeneous first gas flow downstream of the gas inlet element and upstream of the substrate.
  • a gas outlet opening is used whose width is smaller than the width of the substrate.
  • a local gas flow of the dopant is formed which influences the substrate only on a partial surface.
  • the position of the partial surface depends on where the at least one gas outlet opening is arranged on a line running transversely to the flow direction. If the gas outlet opening is arranged, for example, on a center line which runs in the flow direction of the gas from the gas inlet element,
  • the dopant incorporation within the layer in the center of the substrate changes. If, on the other hand, the gas outlet opening is offset from the center line, the dopant incorporation increases in a region of the layer that is spaced from the center of the substrate.
  • the flow line of the second gas flow generated by the gas outlet surface can pass over the substrate in a region that runs between the center of the substrate and a point on the edge of the substrate that lies on a line running through the center of the substrate and transverse to the flow direction. However, it can also be provided that the flow line runs outside the edge of the substrate, so that the second gas flow flows past the substrate.
  • the gas that influences the layer composition in particular the dopant concentration, essentially only influences the edge of the substrate.
  • the gas outlet opening can be located on a flow line that is offset by an angle to the center line running through the center of the substrate in the direction of flow. The angle can be selected so that the gas flow flows over a partial area of the substrate that lies between the center and the edge of the substrate.
  • the gas flow can also flow past the substrate. If several substrates are next to each other, for example in a circumferential line around the center of the process chamber, the second gas flow can also flow through a gap between two substrates, for example through the middle of this gap.
  • the at least one gas outlet opening can be offset by a distance from the center line running through the center of the substrate in the direction of flow.
  • the gas outlet opening can also impart an impulse to the second gas flow so that its direction deviates from the flow direction of the first gas flow.
  • a bore forming the gas outlet opening can run at an angle to the surface normal of the susceptor surface.
  • the angle influences the point of action of the second gas flow
  • the length of the distance influences the position of the point of action of the second gas flow on the substrate.
  • the direction of an outlet channel that opens into the outlet opening influences the point of action of the second gas flow.
  • the width of the gas outlet surface of the gas outlet opening running transversely to the flow direction is smaller than half, a third, a quarter, a fifth or a sixth of the width of the substrate running transversely to the flow direction.
  • the gas outlet surface can also be made up of several partial openings with different individual surfaces.
  • the composition of a layer composed of several components can be influenced locally using the method described above.
  • the dopant incorporation is preferably influenced using the method.
  • the width of the gas outlet opening can also be used as a means of influencing the mass flow of the second gas flow, for example in the manner of a throttle. For this purpose, a combination of different individual openings can be provided which have the same opening area or different opening areas.
  • the method according to the invention is preferably used when depositing SiC layers on substrates, for example SiC substrates, as already described in the above-mentioned prior art, i.e. at temperatures which are greater than, for example, 1500 degrees Celsius.
  • Reactive gases for example SiC substrates, as already described in the above-mentioned prior art, i.e. at temperatures which are greater than, for example, 1500 degrees Celsius.
  • At least one carbon-containing gas for example methane, propane or the like, and a silicon-containing gas, for example monosilane, disilane or trichlorosilane, are used.
  • a silicon-containing gas for example monosilane, disilane or trichlorosilane
  • Si(CH3)4 it is also possible to use Si(CH3)4).
  • the SiC layer is to be doped with nitrogen.
  • a nitrogen-containing gas such as ammonia or N2 can be used as a gas influencing the dopant concentration within the layer.
  • the method can be used not only for N-doping, but also for P-doping.
  • nitrogen can also be used, for example aluminum, boron, for example in the form of TMAl or TEB or another suitable Al or B compound.
  • a carbon-containing gas such as methane, propane or the like is used as the gas influencing the dopant concentration within the layer. While when using a gas containing the dopant, the dopant concentration in the layer increases essentially proportionally to the partial pressure of the gas or the dopant immediately above the substrate, when using the carbon-containing gas, the dopant incorporation in the layer is reduced essentially in a reciprocal manner with the partial pressure of the gas or the substance preventing the dopant incorporation immediately above the substrate.
  • N2 for example, the dopant incorporation can be increased locally.
  • methane or propane for example, the dopant incorporation can be reduced locally.
  • the outlet opening offset by an angle to the center line or offset by a distance to the center line in such a way that the flow line on which the second gas flow through the gas outlet opening flows runs over the substrate between the center line and the edge of the substrate. This is particularly advantageous if the second gas flow contains N2 and the dopant concentration
  • the dopant concentration in the layer then has a maximum in the area of the center and the edge of the substrate.
  • the dopant concentration has a minimum between the center and the edge of the substrate.
  • the angle or distance is chosen so that the flow line of the second gas flow runs through this minimum, so that the dopant incorporation is specifically promoted here. In the case of a rotating susceptor, the areas exerted on the gas flow by the rotation must also be taken into account. If, on the other hand, the dopant concentration without the second gas flow has a U-shaped course over the diameter of the layer, i.e.
  • the second gas flow can contain a reactive gas that suppresses the dopant incorporation, for example a carbon-containing gas. It is then advantageous if the second gas flow is only limited to the edge of the substrate. For this purpose, it can be beneficial to allow the second gas flow to flow past the substrate directly at the edge of the substrate. It can also be advantageous to allow the second gas flow to flow through a gap between two substrates, preferably in the middle. This reduces the dopant incorporation in the edge area of the substrate.
  • the gas outlet opening can be spaced away from the substrate or by a substrate holder carrying the substrate.
  • the gas outlet opening can be a circular hole in the susceptor that is connected to a supply line.
  • the device used to carry out the method can have a susceptor that is driven to rotate around its center.
  • pockets can be arranged evenly distributed in the circumferential direction around the center, each of which contains a substrate holder.
  • Purge gas flows that contain only an inert gas, for example hydrogen, can be fed into the bottom of the pockets. This purge gas is used to create a gas cushion that supports the respective substrate holder and causes it to rotate, with the rotation speed of the substrate holder being greater than the rotation speed of the susceptor. Due to the rotation of the substrate holder, a layer that is rotationally symmetrical in terms of its properties is formed on the substrate.
  • the device can have a gas outlet element that is arranged downstream of the substrate or the substrate holder in the flow direction of the gas flows.
  • the gas outlet element can surround the susceptor in a ring such that an edge of the susceptor running on a circular arc line borders the gas outlet element.
  • a gas discharge line can connect the gas outlet element to a pump with which the total pressure within the process chamber can be set to a negative pressure.
  • the process chamber is preferably heated with a heating device.
  • the heating device can be an RF coil that heats the susceptor, which can be made of graphite, and generates eddy currents in the susceptor.
  • a process chamber ceiling can be heated by heat radiation from the susceptor. The process chamber ceiling can also be actively heated.
  • the device for carrying out the process can have six uniform gas flow channels arranged around the 31039N1PCT – 4.12.2023 Center-arranged storage locations for substrates.
  • the angle by which the flow line is offset from the center line can be in the range between 5 and 10 degrees.
  • the preferred angle can be 8.5 degrees.
  • the circular substrate can be at a sector angle of 70 degrees, so that a tangent running through the center to the edge of the substrate runs at an angle of 35 degrees to the center line.
  • the invention also relates to a method for depositing a layer on a substrate with a process chamber that is limited at the bottom by a susceptor and at the top by a process chamber ceiling. Process gases are fed into the process chamber through a gas inlet element.
  • the process gases flow through the process chamber in a horizontal direction.
  • the gas inlet element can have several gas inlet zones arranged vertically one above the other, through which different reactive gases can enter the process chamber separately from one another.
  • the reactive gases can contain silicon and carbon, for example trichlorosilane or H 2 H 4.
  • Ammonia can also be fed into the process chamber as a dopant through one of the gas inlet zones. This can be through a gas inlet zone arranged at the top. However, the ammonia can also be fed into the process chamber through any other gas inlet zone, for example through a middle gas inlet zone that is away from the process chamber ceiling and the susceptor.
  • a further doping gas can be fed into the process chamber through a gas outlet opening in the bottom of the process chamber, in particular a gas outlet opening as described above.
  • this gas outlet opening which can basically have the same properties as the gas outlet opening described above, it is preferred to 31039N1PCT - 4.12.2023
  • nitrogen mo nitrogen N2
  • NH 3 and N 2 can be fed in at different positions.
  • the two doping gases can be fed into the process chamber through any of the several gas inlet zones arranged one above the other.
  • FIG. 3 the section of the first embodiment designated III in Figure 2
  • Fig. 4 the section of a second embodiment shown in Figure 3
  • Fig. 5 the section of a third embodiment shown in Figure 3
  • Fig. 6 schematically the course of a dopant concentration in a layer on a line d running through the center 12 of the substrate 9, wherein the second gas flow contains a gas that promotes the incorporation of dopant
  • Fig. 7 schematically the course of a dopant concentration in a layer on a line d running through the center 12 of the substrate 9, wherein the second gas flow contains a gas that reduces the incorporation of dopant
  • Fig. 8 shows the detail of a fourth embodiment shown in Figure 3, Fig.
  • the gas inlet element 6 has a single gas inlet zone through which a homogeneous mixture of the gases flows into the process chamber 4, forming a homogeneous laminar flow.
  • several gas inlet zones can be arranged one above the other, through which different mixtures of the gases each flow into the process chamber 4 as a homogeneous laminar flow.
  • the CVD reactor is operated in such a way that a homogeneous, laminar flow profile is formed over at least part of the height of the cross-sectional area, preferably over the entire cross-sectional area of the process chamber 4.
  • a gas outlet opening 10 is arranged, through which a second gas flow can be fed into the process chamber.
  • the position of the gas outlet opening 10 influences the effective point of a gas flow through the gas outlet surface of the gas outlet opening 10 in 31039N1PCT – 4.12.2023 the second gas flow flowing through the process chamber 4, which contains a gas that influences the layer composition, preferably the dopant concentration within the layer, which can be, for example, nitrogen or one of the carbon-containing reactive gases mentioned above.
  • the second gas flow flows through the process chamber 4 along a flow line 14.
  • FIG. 1 shows a plan view of the susceptor 2 of the first embodiment, which is surrounded by an annular gas outlet element 7.
  • the W-shaped curve A shows the dopant concentration that a layer deposited on the substrate 9 without the second gas flow has along a line d through the center 12, with a dopant additionally being fed into the process chamber through the gas inlet element 6. Due to the rotation of the substrate 9 during the deposition of the layer, the dopant concentration has a rotational symmetry. However, it has a maximum in the area of the center and in the area of the edges of the substrate 9. There is a minimum in between.
  • Curve B shows the influence of a second gas flow, which contains a reactive gas that promotes the incorporation of the dopant, for example nitrogen, on the radial dopant concentration.
  • the W-shaped curve A also shows the dopant concentration that a layer deposited on the substrate 9 without the second gas flow has along the line d through the center point 12, with a dopant also being fed in here through the gas inlet element 6.
  • the dopant concentration is rotationally symmetrical due to the rotation of the substrate 9 during the deposition of the layer.
  • Curve B' shows the effect of the second gas flow in an arrangement of the gas outlet opening 10 according to Figure 3.
  • Curve C' shows the effect of the second gas flow in an arrangement of the gas outlet opening 10 according to Figure 4.
  • the eleventh embodiment shown in Figure 16 shows a gas outlet opening 10 which is offset from the center line 11 by an angle ⁇ of approximately 8 to 10 degrees.
  • the substrate 9 has a diameter B2 such that the 31039N1PCT – 4.12.2023 Tangents enclose an angle of 70 degrees.
  • the angle ⁇ is between 5 and 10 degrees.
  • the angle can be 8.5 degrees.
  • the reference number 25 here represents a ring which has several gas outlet openings 10. The angle ⁇ can be adjusted by rotating the ring 25 around the center 13.
  • Figure 17 shows the influence of the angle ⁇ on the dopant concentration C, which is removed along the radius R of a substrate 9.
  • Zones Z1, Z2, Z3 can be defined, which are also shown in Figure 16, in which the dopant incorporation can be influenced in a targeted manner.
  • the zone Z1 extends, for example, from the edge 9' of the substrate into a first region of one half of the substrate.
  • Zone Z2 extends over an angular area that runs centrally over one half of substrate 9.
  • Zone Z3 extends adjacent to this beyond the center of the substrate.
  • the maximum influence on the dopant incorporation is in zone Z2, which extends over an area that is between 30mm and 60mm from the center 12. [0054]
  • the minima and maxima of curve A can be neutralized in a targeted manner.
  • the gas stream exiting the gas outlet opening which contains a gas that influences the dopant concentration, can be used to specifically influence the dopant incorporation in a zone that lies between the center of the substrate and the edge of the substrate.
  • the exemplary embodiment describes the local influence on the dopant incorporation.
  • the invention also includes methods with which ternary or quaternary semiconductor layers are deposited, the layer composition being locally influenced by the second gas flow 31039N1PCT – 4.12.2023 can. In this case, no dopant is fed into the process chamber through the gas outlet opening 10, 10', 10'', but rather one of the starting materials forming the crystal.
  • a device which is characterized in that the gas outlet opening 10 is connected to a source 23, 21 of the layer composition or 31039N1PCT – 4.12.2023 the dopant concentration within the layer is connected.
  • a device characterized by a control device 24, which has a control program that controls the device according to one of claims 1 to 8.
  • All of the features disclosed are essential to the invention (in isolation, but also in combination with one another).
  • the disclosure content of the associated/attached priority documents (copy of the prior application) is hereby fully included in the disclosure of the application, also for the purpose of including features of these documents in claims of the present application.
  • the subclaims characterize, even without the features of a referenced claim, with their features independent inventive developments of the prior art, in particular in order to make divisional applications based on these claims.
  • the invention specified in each claim can additionally have one or more of the features provided in the above description, in particular with reference numbers and/or specified in the list of reference numbers.
  • the invention also relates to designs in which individual features mentioned in the above description are not implemented, in particular insofar as they are clearly dispensable for the respective intended use or can be replaced by other technically equivalent means.
  • 31039N1PCT – 4.12.2023 List of reference symbols 1 Housing 2 Susceptor d Line through the center 2' Edge 12 3 Process chamber ceiling B1 Width of the gas outlet opening 4 Process chamber 10, 10', 10'' 5 Heating device B2 Width (diameter) of the substrate 6 Gas inlet device 9 7 Gas outlet device S Flow direction 8 Substrate holder A Dopant concentration 8' Axis of rotation B, B', C, C', D, D' Dopant concentration 9 Substrate 9' Edge S Flow direction of the first gas flow 10 Gas outlet opening 10' Gas outlet opening 10'' Gas outlet opening 11 Center line 12 Center 13 Center 14, 14', 14''' Flow line 15, 16, 17, 18, 19 Supply line 20 Mass flow controller 21 Gas source, carbon 22 Gas source, silicon 23 Gas source, nitrogen 24 Control

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)

Abstract

Verfahren zum Abscheiden einer Schicht auf einem Substrat (9), wobei in eine auf eine Prozesstemperatur gebrachte Prozesskammer (4) mittels eines Gaseinlassorganes (6) ein homogener erster Gasfluss eingespeist wird, der in einer Strömungsrichtung (S) über das Substrat (9) strömt und der ein oder mehrere reaktive Gase beinhaltet, deren Zerlegungsprodukte die Schicht bilden, wobei durch eine Gasaustrittsfläche einer stromabwärts des Gaseinlassorganes (6) und stromaufwärts des Substrates (9) angeordneten Gasaustrittsöffnung (10, 10', 10'') ein zweites Gasfluss in die Prozesskammer (4) eingespeist wird, der zumindest ein eine Dotierstoffkonzentration innerhalb der Schicht beeinflussendes Gas beinhaltet, wobei die quer zur Strömungsrichtung (S) verlaufende Breite (B1) der Gasaustrittsöffnung (10, 10', 10'') kleiner als die der quer zur Strömungsrichtung verlaufende Breite (B2) des Substrates (9) ist, und durch die Gasaustrittsöffnung (10, 10', 10'') ein die Schichtzusammensetzung beeinflussendes Gas strömt.

Description

Beschreibung Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden von SiC-Schichten auf einem Substrat Gebiet der Technik [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ab- scheiden einer Schicht auf einem Substrat, wobei in eine auf eine Prozesstempe- ratur gebrachte Prozesskammer mittels eines Gaseinlassorganes ein homogener Gasfluss eingespeist wird. Der Gasfluss strömt über die Querschnittsfläche der Prozesskammer gleichmäßig und laminar in einer einheitlichen Flussrichtung, wobei die Flusslinien des Gasflusses parallel zueinander oder in Radialrichtung zu einem Zentrum verlaufen können. Der in einer Strömungsrichtung über das Substrat strömende Gasfluss enthält ein oder mehrere reaktive Gase, deren Zer- legungsprodukte die auf dem Substrat abzuscheidende Schicht bilden. Durch eine zusätzliche Gasaustrittsöffnung, die stromabwärts des Gaseinlassorganes und stromaufwärts des Substrates bzw. eines das Substrat tragenden Substrat- halters angeordnet ist, fließt ein zweiter Gasfluss in die Prozesskammer. Der zweite Gasfluss beinhaltet ein eine Schichtzusammensetzung innerhalb der Schicht beeinflussendes reaktive Gas, beispielsweise einen Dotierstoff. Stand der Technik [0002] Die DE 102018124957 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Abschei- den von Halbleiterschichten mit einer Prozesskammer, in deren Zentrum sich ein Gaseinlassorgan befindet, mit dem ein Prozessgas in die Prozesskammer eingespeist wird, das sich in radialer Richtung in der Prozesskammer ausbreitet und dabei über um das Gaseinlassorgan angeordnete Substrate strömt. Die Substrate werden von Substrathaltern getragen, die von einem Spülgas getra- gen werden. Das Spülgas ist nicht nur in der Lage, die Substrathalter in eine
31039N1PCT – 4.12.2023 Drehung zu versetzen, durch eine Variation des Spülgasflusses kann auch der Wärmetransport zum Substrathalter beeinflusst werden. Stromaufwärts des Substrathalters ist jeweils eine Gaseintrittsöffnung angeordnet, durch die ein Ausgleichsgas in die Prozesskammer eingespeist wird, mit dem die Schwan- kungen des Spülgases ausgeglichen werden können. [0003] Die US 8,052,794 B2 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abscheiden von SiC. Das Verfahren wird bei Prozesstemperaturen, die höher als 1600 Grad Celsius liegen, durchgeführt. Als reaktive Gase werden ein siliziumenthaltendes und ein kohlenstoffenthaltendes reaktives Gas durch ein Gaseinlassorgan in die Prozesskammer eingespeist. Zusätzlich wird durch das Gaseinlassorgan ein gasförmiger Dotierstoff in Form von Stickstoff N2 einge- speist. [0004] Eine ähnliche Vorrichtung beschreibt die US 10,930,492 B2. Bei beiden Vorrichtungen werden die Substrate von auf einem Suszeptor angeordneten Substrathaltern getragen, die von einem Spülgas in der Schwebe gehalten wer- den. Dem Spülgas wird ein die Dotierstoffkonzentration innerhalb der Schicht beeinflussendes Gas beigemischt, um den Dotierstoffeinbau in der Schicht zu beeinflussen. [0005] Die US 10,858,758 B2 beschreibt einen CVD-Reaktor zum Abscheiden von SiC-Schichten mit einem Gaseinlassorgan, das in Strömungsrichtung stromaufwärts eines Substrates angeordnet ist. Das Gaseinlassorgan besitzt eine Gaseinlassaustrittsfläche, deren Breite größer ist, als die Breite des Substrates. Die Gasaustrittsfläche ist in drei Zonen geteilt, durch die jeweils eine Mischung von Wasserstoff, Propan, Monosilan und Stickstoff in die Prozesskammer ein- gespeist werden kann, wobei sich die Mischungen in den drei Zonen unter- scheiden können.
31039N1PCT – 4.12.2023 [0006] Mit dem zuletzt beschriebenen Verfahren soll erreicht werden, dass die auf dem Substrat abgeschiedenen SiC-Schichten eine möglichst homogene Dotierstoffkonzentration aufweisen. An SiC-Schichten, die ohne die zusätzliche Einspeisung des Dotierstoffs in das das Gaspolster erzeugende Spülgas abge- schieden werden, wurde eine zum Rand der Schicht hin ansteigende Dotier- stoffkonzentration beobachtet. Diese Inhomogenität des Dotierstoffeinbaus soll mit den oben beschriebenen Maßnahmen vermindert werden. Zusammenfassung der Erfindung [0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Homogenität der Dotierstoffkonzentration innerhalb der Schicht weiter zu verbessern und insbe- sondere Mittel anzugeben, mit denen lokal gezielt auf die Schichtzusammen- setzung innerhalb der Schicht eingewirkt werden kann. [0008] Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Er- findung, wobei die Unteransprüche nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen der in den nebengeordneten Ansprüchen angegebenen Erfindung sind, sondern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe darstellen. [0009] Während beim Stand der Technik ein zusätzlicher Gasfluss erzeugt wird, der ein die Dotierstoffkonzentration innerhalb der Schicht beeinflussen- des Gas beinhaltet, der aus einer Gasaustrittsfläche austritt, die breiter ist als die quer zur Strömungsrichtung sich erstreckende Breite des Substrates, schlägt die Erfindung vor, die Breite der Gasaustrittsfläche zu vermindern, so dass sie klei- ner ist als die Breite des Substrates. Als Folge dessen bildet sich ein entlang einer in der Strömungsrichtung verlaufenden Strömungslinie fließender Gasstrom, in dem sich die Konzentration beispielsweise eines Dotierstoffs vom benachbarten Gasstrom unterscheidet. Der entlang der Strömungslinie fließen- de Gasstrom kann sich zwar aufgrund von Diffusionseffekten aufweiten. Er
31039N1PCT – 4.12.2023 beeinflusst den Dotierstoffeinbau in die Schicht auf einem lokal begrenzten Be- reich auf der Oberfläche des Substrats. Das erfindungsgemäße Gaseinlassorgan besitzt eine Gasaustrittsfläche, auf der Gasaustrittsöffnungen derart verteilt an- geordnet sind, dass ein möglichst homogener Gasfluss in die Prozesskammer eingespeist werden kann. Die wirksame Breite des Gaseinlassorgans ist größer als die quer zur Strömungsrichtung verlaufende Breite des Substrates, so dass aus der Gasaustrittsfläche des Gaseinlassorganes ein laminarer erster Gasfluss austritt, der in einer einheitlichen Flussrichtung durch die Prozesskammer strömt. Die gradlinig vom Gaseinlassorgan bis über das Substrat verlaufenden Flusslinien des ersten Gasflusses können parallel zueinander verlaufen oder sternförmig aus dem Gaseinlassorgan heraustreten, also in einer Radialrichtung bezogen auf ein Zentrum der Prozesskammer. Im ersten Gasfluss ist die Kon- zentration seiner Bestandteile homogen über die gesamte Querschnittsfläche verteilt. Um dies zu erreichen besitzt das Gaseinlassorgan bevorzugt eine Gasaustrittsfläche, die eine Vielzahl von gleichmäßig darauf verteilte Gasdurch- trittsöffnungen, die untereinander identische Flächen aufweisen. Es kann vor- gesehen sein, dass sich die Konzentration des ersten Gasflusses in vertikaler Richtung unterscheiden, wenn beispielsweise voneinander verschiedene reaktive Gase in unterschiedlichen horizontalen Ebenen eingespeist werden. Innerhalb dieser horizontalen Ebenen ist der Gasfluss allerdings jeweils homo- gen. Erfindungsgemäß wird in einen derartigen homogenen ersten Gasfluss stromabwärts des Gaseinlassorganes und stromaufwärts des Substrates ein zweiter Gasfluss eingespeist. Hierzu wird eine Gasaustrittsöffnung verwendet, deren Breite geringer ist, als die Breite des Substrates. Als Folge dessen bildet sich ein lokaler Gasfluss des Dotierstoffs aus, der das Substrat nur auf einer Teilfläche beeinflusst. Dabei hängt die Lage der Teilfläche davon ab, wo auf einer quer zur Strömungsrichtung verlaufenden Linie die zumindest eine Gasaustrittsöffnung angeordnet ist. Ist die Gasaustrittsöffnung beispielsweise auf einer Mittellinie angeordnet, die in Strömungsrichtung des aus dem Gasein-
31039N1PCT – 4.12.2023 lassorgan austretenden ersten Gasflusses durch den Mittelpunkt des Substrates verläuft, so verändert sich der Dotierstoffeinbau innerhalb der Schicht im Zent- rum des Substrates. Ist hingegen die Gasaustrittsöffnung versetzt zu der Mittel- linie angeordnet, so vergrößert sich der Dotierstoffeinbau in einem Bereich der Schicht, die vom Zentrum des Substrates beabstandet ist. Die Strömungslinie des durch die Gasaustrittsfläche erzeugten zweiten Gasflusses kann in einem Bereich über das Substrat verlaufen, der zwischen dem Mittelpunkt des Sub- strates und einem Punkt auf dem Rand des Substrates verläuft, der auf einer durch den Mittelpunkt des Substrates und quer zur Strömungsrichtung verlau- fenden Linie liegt. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Strömungslinie außerhalb des Randes des Substrates verläuft, so dass der zweite Gasfluss am Substrat vorbei fließt. In diesem Fall beeinflusst das die Schichtzusammenset- zung, insbesondere die Dotierstoffkonzentration beeinflussende Gas im We- sentlichen nur den Rand des Substrates. Bei einem CVD-Reaktor, der ein zent- rales Gaseinlassorgan aufweist, kann die Gasaustrittsöffnung auf einer Strömungslinie liegen, die um einen Winkel versetzt zu der in Strömungsrich- tung durch den Mittelpunkt des Substrates verlaufenden Mittellinie liegt. Der Winkel kann dabei so gewählt sein, dass der Gasfluss über eine Teilfläche des Substrates strömt, die zwischen Mittelpunkt und Rand des Substrates liegt. Der Gasfluss kann aber auch am Substrat vorbei strömen. Liegen mehrere Substrate nebeneinander, beispielsweise in einer Umfangslinie um das Zentrum der Pro- zesskammer so kann der zweite Gasfluss auch durch einen Zwischenraum zwi- schen zwei Substraten hindurch fließen, beispielsweise mittig durch diesen Zwischenraum. Bei einem CVD-Reaktor, der nicht sternförmig von dem ersten Gasfluss durchströmt wird, sondern linear, kann die mindestens eine Gasaus- trittsöffnung um eine Strecke versetzt zur in Strömungsrichtung durch den Mit- telpunkt des Substrates verlaufenden Mittellinie liegen. Alternativ dazu kann die Gasaustrittsöffnung dem zweiten Gasfluss aber auch einen Impuls vermit- teln, so dass seine Richtung von der Flussrichtung des ersten Gasflusses
31039N1PCT – 4.12.2023 abweicht, beispielsweise kann eine die Gasaustrittsöffnung ausbildende Boh- rung schräg zur Flächennormale der Suszeptoroberfläche verlaufen. Im ersten Fall beeinflusst der Winkel die Wirkungsstelle des zweiten Gasflusses, im zwei- ten Fall beeinflusst die Länge der Strecke des Abstandes die Lage der Wirkstelle des zweiten Gasflusses auf dem Substrat. Im dritten Fall beeinflusst die Rich- tung eines Austrittskanals, der in der Austrittsöffnung mündet die Wirkungs- stelle des zweiten Gasflusses. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die quer zur Strömungsrichtung verlau- fende Breite der Gasaustrittsfläche der Gasaustrittsöffnung kleiner ist, als die Hälfte, ein Drittel, ein Viertel, ein Fünftel oder ein Sechstel der quer zur Strö- mungsrichtung verlaufenden Breite des Substrates. Je kleiner die Breite der Gasaustrittsfläche der Gasaustrittsöffnung ist, desto präziser lässt sich mit ein oder mehreren Gasaustrittsöffnungen die Zusammensetzung der Schicht und insbesondere der Dotierstoffeinbau in der Schicht lokal beeinflussen. Die Gasaustrittsfläche kann sich aber auch aus mehreren Teilöffnungen mit unter- schiedlichen Einzelflächen zusammensetzen. Mit dem zuvor beschriebenen Verfahren kann die Zusammensetzung einer aus mehreren Komponenten zu- sammengesetzte Schicht lokal beeinflusst werden. Bevorzugt wird mit dem Verfahren der Dotierstoffeinbau beeinflusst. Die Weite der Gasaustrittsöffnung kann auch als Mittel zur Beeinflussung des Massenflusses des zweiten Gas- flusses verwendet werden, beispielsweise in der Art einer Drossel. Hierzu kann eine Kombination verschiedener individueller Öffnungen vorgesehen sein, die untereinander eine gleiche Öffnungsfläche oder verschiedene Öffnungsflächen aufweisen. Damit lässt sich die Größe und die Gestalt der Zone beeinflussen, auf welcher das Substrat durch den zweiten Gasfluss beeinflusst wird. Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt beim Abscheiden von SiC- Schichten auf Substraten, beispielsweise SiC-Substraten angewendet, wie es im oben genannten Stand der Technik bereits beschrieben wird, also bei Tempera- turen, die größer als beispielsweise 1500 Grad Celsius sind. Als reaktive Gase
31039N1PCT – 4.12.2023 werden zumindest ein kohlenstoffenthaltendes Gas, beispielsweise Methan, Propan oder dergleichen und ein Silizium enthaltendes Gas, beispielsweise Monosilan, Disilan oder Trichlorsilan verwendet. Es ist aber auch möglich, Si(CH3)4) zu verwenden. Die SiC-Schicht soll mit Stickstoff dotiert werden. Als ein die Dotierstoffkonzentration innerhalb der Schicht beeinflussendes Gas kann ein stickstoffenthaltendes Gas wie Ammoniak oder N2 verwendet werden. Mit dem Verfahren lässt sich nicht nur eine N-Dotierung, sondern auch eine P-Dotierung erreichen. Anstelle von Stickstoff können auch andere Dotierstoffe, beispielsweise Aluminium, Bor, beispielsweise in Form von TMAl oder von TEB oder einer anderen geeigneten Al- oder B-Verbindung verwendet werden. Es ist aber auch vorgesehen, dass als die Dotierstoffkonzentration innerhalb der Schicht beeinflussendes Gas ein kohlenstoffenthaltendes Gas wie beispielsweise Methan, Propan oder dergleichen verwendet wird. Während bei der Verwen- dung eines den Dotierstoff enthaltenen Gases die Dotierstoffkonzentration in der Schicht im Wesentlichen proportional mit dem Partialdruck des Gases oder des Dotierstoffs unmittelbar oberhalb des Substrates ansteigt, wird bei der Verwendung des kohlenstoffenthaltenen Gases der Dotierstoffeinbau in die Schicht im Wesentlichen in reziproker Weise mit dem Partialdruck des Gases oder des den Dotierstoffeinbau verhindernden Stoffs unmittelbar oberhalb des Substrates abgesenkt. Mit der Verwendung beispielsweise von N2 lässt sich lokal der Dotierstoffeinbau steigern. Mit der Verwendung beispielsweise von Methan oder Propan lässt sich der Dotierstoffeinbau lokal vermindern. Um dem eingangs genannten Problem der am Rande der Schicht höheren Dotier- stoffkonzentration zu begegnen, kann es somit förderlich sein, die Austrittsöff- nung derart um einen Winkel versetzt zur Mittellinie bzw. um eine Strecke ver- setzt zur Mittellinie anzuordnen, dass die Strömungslinie, auf der der durch die Gasaustrittsöffnung fließende zweite Gasfluss fließt, zwischen Mittellinie und Rand des Substrates über das Substrat verläuft. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der zweite Gasfluss N2 enthält und die Dotierstoffkonzentration
31039N1PCT – 4.12.2023 ohne den zweiten Gasfluss über einen Durchmesser der Schicht einen W-förmigen Verlauf hat. Die Dotierstoffkonzentration in der Schicht hat dann im Bereich des Mittelpunktes und des Randes des Substrates jeweils ein Maxi- mum. Zwischen Mittelpunkt und Rand des Substrates hat die Dotierstoffkon- zentration ein Minimum. Der Winkel bzw. der Abstand ist so gewählt, dass die Strömungslinie des zweiten Gasflusses durch dieses Minimum hindurch ver- läuft, so dass hier der Dotierstoffeinbau gezielt gefördert wird. Bei einem sich drehenden Suszeptor sind zudem die durch die Drehung auf den Gasfluss aus- geübten Flächen zu berücksichtigen. Hat hingegen die Dotierstoffkonzentration ohne den zweiten Gasfluss einen über einen Durchmesser der Schicht U-förmig verlaufenden Verlauf, also im Bereich des Mittelpunktes ein Minimum und im Bereich des Randes ein Maximum, so kann der zweite Gasfluss ein den Dotier- stoffeinbau unterdrückendes reaktives Gas beinhalten, beispielsweise ein koh- lenstoffhaltiges Gas. Es ist dann von Vorteil, wenn der zweite Gasfluss nur auf den Rand des Substrates beschränkt ist. Hierzu kann es förderlich sein, den zweiten Gasfluss unmittelbar am Rand des Substrates am Substrat vorbei strö- men zu lassen. Es kann auch vorteilhaft sein, den zweiten Gasfluss bevorzug mittig durch einen Zwischenraum zwischen zwei Substraten hindurch strömen zu lassen. Hierdurch wird der Dotierstoffeinbau gezielt im Randbereich des Substrates vermindert. Die Gasaustrittsöffnung kann durch einen Abstand vom Substrat oder einen das Substrat tragenden Substrathalter entfernt sein. Die Gasaustrittsöffnung kann eine kreisrunde Bohrung im Suszeptor sein, die mit einer Zuleitung verbunden ist. Bei einer rotationssymmetrischen Anordnung kann die Bohrung bzw. können die mehreren, jeweils einem Substrat zugeord- neten Bohrungen auf in einem Ring angeordnet sein, der das Gaseinlassorgan umgibt. Ist dieser Ring in azimutaler Richtung verschieblich, kann die Position der Gasaustrittsöffnung verändert werden. Bei einer linear durchströmten Prozesskammer können die Bohrungen auch auf einer verschiebbaren Platte angeordnet sein, so dass durch das Verschieben der Platte der Abstand der
31039N1PCT – 4.12.2023 Gasaustrittsöffnung zur Mittellinie eingestellt werden kann. Die zur Durchfüh- rung des Verfahrens verwendete Vorrichtung kann einen Suszeptor aufweisen, der um sein Zentrum drehangetrieben werden. In dem Suszeptor können in Umfangsrichtung um das Zentrum gleichmäßig verteilt Taschen angeordnet sein, in denen jeweils ein Substrathalter liegt. In den Boden der Taschen können Spülgasflüsse eingespeist werden, die ausschließlich ein Inertgas, beispielswei- se Wasserstoff enthalten. Mit diesem Spülgas wird ein Gaspolster erzeugt, das den jeweiligen Substrathalter trägt und in eine Drehung versetzt, wobei die Rotationsgeschwindigkeit der Substrathalter größer ist als die Rotationsge- schwindigkeit des Suszeptors. Wegen der Drehung des Substrathalters bildet sich auf dem Substrat eine hinsichtlich ihrer Eigenschaften rotationssymmetri- sche Schicht. Durch die Wahl des Winkels bzw. des Abstandes und der quer zur Strömungsrichtung gemessenen Breite der Gasaustrittsöffnung lässt sich der Dotierstoffeinbau gezielt in radialen Zonen beeinflussen. Es kann vorgese- hen sein, dass durch das Gaseinlassorgan ausschließlich ein Inertgas, beispiels- weise Wasserstoff und ein kohlenstoffenthaltendes und ein siliziumenthalten- des Gas in die Prozesskammer eingespeist wird. Dann erfolgt der Dotierstoff- einbau in die Schicht ausschließlich mit reaktiven Gasen, die durch ein oder mehrere Gasaustrittsöffnungen der zuvor beschriebenen Art und Anordnung austreten. Hierzu kann es von Vorteil sein, dass zu einem, bevorzugt jedem Substrat mehrere Gasaustrittsöffnungen insbesondere auf einer quer zur Strö- mungsrichtung verlaufenden Linie, die eine Gerade oder eine Kreisbogenlinie sein kann, angeordnet sind. Durch die verschiedenen Gasaustrittsöffnungen kann lokal gezielt auf den Dotierstoffeinbau Einfluss genommen werden. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass durch verschiedene Gasaustrittsöffnun- gen und insbesondere verschiedenen Substraten zugeordneten Gasaustrittsöff- nungen unterschiedliche Gasflüsse strömen, wobei sich die Flüsse hinsichtlich des Massenflusses unterscheiden können. Bevorzug ist der Partialdruck des reaktiven Gases innerhalb des Gasflusses in allen Flüssen derselbe. Es ist aber
31039N1PCT – 4.12.2023 auch vorgesehen, dass durch das Gaseinlassorgan zusätzlich ein den Dotierstoff enthaltenes reaktives Gas eingespeist wird und mit dem zweiten Gasfluss der Dotierstoffeinbau lokal beeinflusst wird. Hierzu wird es als vorteilhaft angese- hen, wenn der zweite Gasfluss einen zuvor homogenen Gasfluss inhomogeni- siert. Die Vorrichtung kann ein Gasauslassorgan aufweisen, dass in Strömungs- richtung der Gasflüsse stromabwärts des Substrates bzw. des Substrathalters angeordnet ist. Bei einer rotationssymmetrischen Anordnung von Suszeptor und Gaseinlassorgan kann das Gasauslassorgan den Suszeptor ringförmig um- fassen, so dass ein auf einer Kreisbogenlinie verlaufender Rand des Suszeptors an das Gasauslassorgan angrenzt. Eine Gasableitung kann das Gasauslassorgan mit einer Pumpe verbinden, mit der sich der Totaldruck innerhalb der Prozess- kammer auf einen Unterdruck einstellen lässt. Die Prozesskammer wird bevor- zugt mit einer Heizeinrichtung beheizt. Die Heizeinrichtung kann eine den Suszeptor, der aus Graphit gefertigt sein kann, beheizende RF-Spule sein, die im Suszeptor Wirbelströme erzeugt. Eine Prozesskammerdecke kann durch Wärmestrahlung vom Suszeptor beheizt sein. Die Prozesskammerdecke kann aber auch aktiv beheizt werden. Durch das Einspeisen der reaktiven Gase in die Prozesskammer entstehen aufgrund der erhöhten Temperatur Zerlegungspro- dukte, beispielsweise Si, C und N oder diese Elemente enthaltene Zwischen- produkte, die durch eine Grenzfläche des Prozessgases oberhalb des Substrates zur Substratoberfläche diffundieren, wo sie unter Ausbildung einer stickstoff- dotierten SiC-Schicht mit der Oberfläche des Substrates bzw. der bereits darauf abgeschiedenen Schicht reagieren. Dass die Schichtzusammensetzung beein- flussende reaktive Gas kann nicht nur durch die ergänzende Gasaustrittsöff- nung in die Prozesskammer eingespeist werden. Es ist auch vorgesehen, dass dieses reaktive Gas auch durch das Gaseinlassorgan in die Prozesskammer ein- gespeist wird, so dass mit dem aus der Gasaustrittsöffnung austretenden Gas- fluss die Versorgung der Substratoberfläche lokal moduliert wird. Die Vorrich- tung zur Durchführung des Verfahrens kann sechs gleichmäßige um das 31039N1PCT – 4.12.2023 Zentrum angeordnete Lagerplätze für Substrate aufweisen. Der Winkel, um den die Strömungslinie gegenüber der Mittellinie versetzt liegt, kann im Be- reich zwischen 5 und 10 Grad liegen. Bevorzugter Winkel kann 8,5 Grad betra- gen. In diesem Fall kann das kreisrunde Substrat in einem Sektorwinkel von 70 Grad liegen, so dass eine durch das Zentrum verlaufenden Tangente zum Rand des Substrates in einem Winkel von 35 Grad zur Mittellinie verläuft. [0010] Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Abscheiden einer Schicht auf einem Substrat mit einer Prozesskammer, die nach unten hin durch einen Suszeptor und nach oben hin durch eine Prozesskammerdecke be- grenzt ist. Durch ein Gaseinlassorgan werden Prozessgase in die Prozesskam- mer eingespeist. Die Prozessgase durchströmen die Prozesskammer in horizon- taler Richtung. Das Gaseinlassorgan kann mehrere vertikal übereinander angeordnete Gaseinlasszonen aufweisen, durch die voneinander getrennt ver- schiedene reaktive Gase in die Prozesskammer eintreten können. Die reaktiven Gase können Silizium und Kohlenstoff enthalten, beispielsweise Trichlorsilan oder H2H4 sein. Durch eine der Gaseinlasszonen kann auch Ammoniak als Do- tierstoff in die Prozesskammer eingespeist werden. Dies kann durch eine zu- oberst angeordnete Gaseinlasszone sein. Der Ammoniak kann aber auch durch jede andere Gaseinlasszone, also beispielsweise durch eine mittlere Gaseinlass- zone, die von der Prozesskammerdecke und vom Suszeptor entfernt ist, in die Prozesskammer eingespeist werden. [0011] Durch eine Gasaustrittsöffnung im Boden der Prozesskammer, insbe- sondere eine Gasaustrittsöffnung, wie sie zuvor beschrieben worden ist, kann ein weiteres Dotiergas in die Prozesskammer eingespeist werden. Bevorzugt wird durch diese Gasaustrittsöffnung, die grundsätzlich dieselbe Eigenschaft aufweisen kann, wie die oben beschriebene Gasaustrittsöffnung, wird bevor- 31039N1PCT – 4.12.2023 zugt Stickstoff (molekularer Stickstoff N2) eingespeist. Der Stickstoff durch- strömt somit einen untersten Bereich der Prozesskammer. [0012] NH3 und N2 können an verschiedenen Positionen eingespeist werden. Die beiden Dotiergase können durch jede der mehreren übereinander ange- ordneten Gaseinlasszonen in die Prozesskammer eingespeist werden. Es ist insbesondere vorgesehen, dass NH3 oder HCN oder Pyridin (C5H5N), Hydra- zin (N2H4) oder Dimethylhydrazin (C2H8N2) oder unsymmetrisches Dime- thylhydrazin durch eine oder durch mehrere Gaseinlasszonen in die Prozess- kammer eingespeist wird. Es können verschiedene Dotiergase durch voneinander verschiedene Gaseinlasszonen eingespeist werden. [0013] Es ist insbesondere vorgesehen, dass NH3 oder ein anderes der oben genannten Dotiergase durch das Gaseinlassorgan in die Prozesskammer einge- speist wird. Dies kann in verschiedenen vertikalen Höhen erfolgen, beispiels- weise durch das oberste Gaseinlassorgan, durch ein in der Mitte liegendes Gas- einlassorgan oder durch ein unten liegendes Gaseinlassorgan. [0014] Zusätzlich kann aus der im Boden der Prozesskammer also im Suszep- tor angeordneten Gasaustrittsöffnung NH2 in die Prozesskammer eingespeist werden. [0015] Es ist aber auch möglich, NH3 durch diese Gasaustrittsöffnung einzu- speisen. Es ist insbesondere möglich, NH3 gleichzeitig auch durch die unterste Gaseinlasszone einzuspeisen und NH3 durch die Gasaustrittsöffnung. 31039N1PCT – 4.12.2023 Zusammenfassung der Erfindung [0016] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand bei- gefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 schematisch einen Querschnitt durch einen CVD-Reaktor zur Durchführung des Verfahrens, Fig. 2 eine Draufsicht etwa entlang der Schnittebene II-II auf einen Suszeptor 2, Fig. 3 den in Figur 2 mit III bezeichneten Ausschnitt des ersten Aus- führungsbeispiels, Fig. 4 den in der Figur 3 dargestellten Ausschnitt eines zweiten Aus- führungsbeispiels, Fig. 5 den in der Figur 3 dargestellten Ausschnitt eines dritten Aus- führungsbeispiels, Fig. 6 schematisch den Verlauf jeweils einer Dotierstoffkonzentration in einer Schicht auf einer durch den Mittelpunkt 12 des Substra- tes 9 verlaufenden Linie d, wobei der zweite Gasfluss ein den Dotierstoffeinbau förderndes Gas beinhaltet, Fig. 7 schematisch den Verlauf jeweils einer Dotierstoffkonzentration in einer Schicht durch einer durch den Mittelpunkt 12 des Sub- strates 9 verlaufenden Linie d, wobei der zweite Gasfluss ein den Dotierstoffeinbau verminderndes Gas beinhaltet, 31039N1PCT – 4.12.2023 Fig. 8 den in der Figur 3 dargestellten Ausschnitt eines vierten Aus- führungsbeispiels, Fig. 9 schematisch einen Querschnitt durch einen CVD-Reaktor zur Durchführung des Verfahrens eines fünften Ausführungsbei- spiels, Fig. 10 eine Draufsicht auf den Suszeptor des CVD-Reaktors des fünf- ten Ausführungsbeispiels, Fig. 11 eine Darstellung gemäß Figur 10 eines sechsten Ausführungs- beispiels, Fig. 12 eine Darstellung gemäß Figur 10 eines siebten Ausführungsbei- spiels und Fig. 13 eine Darstellung gemäß Figur 10 eines achten Ausführungsbei- spiels. Fig. 14 eine Darstellung gemäß Figur 10, wobei die Gasaustrittsöff- nung 10 auf einer verschiebbaren Platte 25’ angeordnet ist, Fig. 15 eine Darstellung gemäß Figur 3 eines zehnten Ausführungsbei- spiels, bei dem zwei Gaseintrittsöffnungen 11 mit unterschied- lichem Durchmesser vorgesehen sind, 31039N1PCT – 4.12.2023 Fig. 16 neuntes Ausführungsbeispiel in einer Darstellung gemäß Fi- gur 3, wobei mit zusätzlichen Hilfslinien drei Zonen Z1, Z2, Z3 markiert sind, Fig. 17 die Dotierstoffkonzentration in einer Schicht abhängig vom Winkel α, Fig. 18 eine Darstellung gemäß Figur 9 eines achten Ausführungsbei- spiels der Erfindung. Beschreibung der Ausführungsformen [0017] Der in den Figuren 1 und 9 dargestellte CVD-Reaktor besitzt ein Ge- häuse 1 und ist Teil einer Beschichtungseinrichtung, die zusätzlich eine Steuer- einrichtung 24 und ein Gasversorgungssystem aufweist. [0018] Das Gasversorgungssystem besitzt eine Vielzahl von Zuleitungen 15, 16, 17, 18, 19, durch die von Gasquellen 21, 22, 23 bereitgestellte reaktive Gase zusammen mit einem Inertgas, dessen Gasquelle nicht dargestellt ist, zu einer im Gehäuse 1 angeordneten Prozesskammer 4 transportiert werden können. Eine Gasquelle 21 stellt ein kohlenstoffenthaltendes Gas, eine Gasquelle 22 ein siliziumenthaltendes Gas und eine Gasquelle 23 ein stickstoffenthaltendes Gas zur Verfügung, wobei diese Gase Methan, Propan, Silan, Disilan, Trichlorsilan, Stickstoff, Ammoniak oder dergleichen sein können. In den Zuleitungen 15, 16, 17, 18, 19 befinden sich nicht dargestellte Ventile sowie Massenflusscontrol- ler 20, mit denen der Gasfluss eingestellt werden kann. Die Gasflüsse können mit der Steuereinrichtung 24 eingestellt werden. Hierzu enthält die Steuerein- richtung 24 einen programmierbaren Steuerrechner, der ein in der Steuerein- richtung 24 abgespeichertes Rezept abarbeiten kann, in welchem Werte für die 31039N1PCT – 4.12.2023 Gasflüsse enthalten sind. Mit dem Rezept können mehrere aufeinanderfolgende Prozessschritte automatisiert durchgeführt werden. Es können ein oder mehre- re Schichten, die SiC- enthalten und mit Stickstoff dotiert sind, auf einem Sub- strat, beispielsweise einem SiC-Substrat abgeschieden werden. Die Vorrichtung ist aber auch geeignet, andere Materialsysteme abzuscheiden. [0019] Der CVD-Reaktor beinhaltet einen Suszeptor 2, der sich in einer Hori- zontalebene erstreckt und der mit einer unterhalb des Suszeptors 2 angeordne- ten Heizeinrichtung 5 auf eine Prozesstemperatur von über 1500 Grad Celsius aufgeheizt werden kann. Es ist ein Gaseinlassorgan 6 vorgesehen, mit dem die reaktiven Gase in die Prozesskammer 4eingespeist werden können. Die Zulei- tungen 15, 16, 17 für Kohlenstoff, Silizium und Stickstoff enthaltene Gase mün- den in das Gaseinlassorgan 6. Das Gaseinlassorgan 6 besitzt eine Gasaustritts- fläche, die porös ist oder die eine große Anzahl gleichmäßig verteilter und insbesondere gleich großer Öffnungen aufweist, durch die eine Gasmischung der zuvor beschriebenen Gase in die Prozesskammer 4 eintreten kann. Beim Ausführungsbeispiel besitzt das Gaseinlassorgan 6 eine einzige Gaseinlasszone, durch die eine homogene Mischung der Gase unter Ausbildung einer homoge- nen laminaren Strömung in die Prozesskammer 4 strömt. Bei nicht dargestellten Ausführungsbeispielen können mehrere Gaseinlasszonen übereinander ange- ordnet sein, durch die verschiedene Mischungen der Gase jeweils als homogene laminare Strömung in die Prozesskammer 4 einströmen. [0020] Der CVD-Reaktor wird derart betrieben, dass sich über zumindest ei- nen Teil der Höhe der Querschnittsfläche, bevorzugt über die gesamte Quer- schnittsfläche der Prozesskammer 4 ein homogenes, laminares Strömungsprofil ausbildet. Bei dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel verlaufen die Strömungen des ersten Gasflusses, der aus dem Gaseinlassorgan 6 austritt, sternförmig bezogen auf ein Zentrum 13, welches innerhalb des Gaseinlassor- 31039N1PCT – 4.12.2023 gans 6 liegt. Die Gasausaustrittsfläche erstreckt sich hier auf einer Zylinder- fläche, die sich von einem vom Suszeptor 2 ausgebildeten Boden der Prozess- kammer 4 bis zu einer Prozesskammerdecke 3 erstreckt. Bei dem in der Figur 9 dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Gasaustrittsfläche eine Rechteck- fläche sein, wobei die in Strömungsrichtung S sich erstreckende Breite der Gasaustrittsfläche größer ist, als ein Durchmesser B2 des Substrates 9. [0021] Stromabwärts bezogen auf den ersten Gasfluss besitzt der Suszeptor 2 Lagerplätze jeweils für ein Substrat 9. Beim Ausführungsbeispiel werden die Lagerplätze jeweils von einem Substrathalter 8 ausgebildet, der in einer Tasche des Suszeptors 2 einliegt. In den Boden der Tasche münden nicht dargestellte Zuleitungen für jeweils einen Spülgasfluss, der aus dem Inertgas, beispielswei- se Wasserstoff besteht. Dieser Spülgasfluss erzeugt unterhalb des Substrat- halters 8 ein Gaskissen, welches den Substrathalter 8 anhebt und ihn in eine Drehung um seine Achse 8’ versetzt. [0022] Radial außerhalb eines Randes 2’ bzw. dem Gaseinlassorgan 6 gegen- überliegend ist ein Gasauslassorgan 7 vorgesehen, durch welches das mit dem Gaseinlassorgan 6 in die Prozesskammer 4 eingespeiste Prozessgas bzw. Zerle- gungsprodukte des Prozessgases aus der Prozesskammer 4 herausgeführt wer- den können. Dies erfolgt mit einer nicht dargestellten Pumpe, die innerhalb der Prozesskammer 4 einen Unterdruck erzeugen kann. [0023] In einer Zone, die vom ersten Gasfluss bevorzugt gleichmäßig und ho- mogen durchströmt wird und die stromabwärts des Gaseinlassorganes 6 und stromaufwärts des Substrathalter 8 bzw. des Substrates 9 liegt, ist eine Gasaus- trittsöffnung 10 angeordnet, durch die ein zweiter Gasfluss in die Prozesskam- mer eingespeist werden kann. Die Lage der Gasaustrittsöffnung 10 beeinflusst die Wirkstelle eines durch die Gasaustrittsfläche der Gasaustrittsöffnung 10 in 31039N1PCT – 4.12.2023 die Prozesskammer 4 strömenden zweiten Gasfluss, der ein die Schichtzusam- mensetzung, bevorzugt die Dotierstoffkonzentration innerhalb der Schicht be- einflussendes Gas enthält, welches beispielsweise Stickstoff oder einer der koh- lenstoffenthaltenden oben genannten reaktiven Gase sein kann. Der zweite Gasfluss durchströmt die Prozesskammer 4 entlang einer Strömungslinie 14. Die Lage der Strömungslinie 14 in Bezug auf eine Mittellinie 11, die in Strö- mungsrichtung S des ersten Gasflusses durch den Mittelpunkt 12 des Substra- tes 9 verläuft, beeinflusst den Dotierstoffeinbau in die Schicht in verschiedenen Radialabständen bezogen auf den Mittelpunkt 12. Die Strömungslinie 14 ver- läuft entlang der Strömungsrichtung S des ersten Gasflusses. [0024] Es sind Zuleitungen 18, 19 vorgesehen, mit denen der zweite Gasfluss in die Prozesskammer 4 eingespeist werden kann. Die Zuleitungen 18, 19 sind mit einer Kohlenstoffgasquelle 21 oder einer Stickstoffgasquelle 23 verbunden. Die Zuleitungen 18, 19 münden in einer oder mehreren Gasaustrittsöffnun- gen 10, 10’, 10’’. [0025] Die Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf den Suszeptor 2 des ersten Aus- führungsbeispiels, der von einem ringförmigen Gasauslassorgan 7 umgeben ist. In einer gleichmäßigen Umfangsverteilung um das Zentrum 13 sind sechs Sub- strate 9 angeordnet. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Anzahl der Substrate 9 kleiner oder größer sein. Durch die Mittelpunkte 12 der Substrate 9 erstrecken sich gedachte Mittelinien 11, die parallel zur Strömungsrichtung S des ersten Gasflusses verlaufen und somit durch das Zentrum 13. Eine stern- förmige Schar von Strömungslinien erstreckt sich in symmetrischer Weise um das Zentrum 13. [0026] Die Gasaustrittsöffnungen 10 sind bei dem in Figur 2 dargestellten ers- ten Ausführungsbeispiel, das in der Figur 3 vergrößert dargestellt ist, versetzt 31039N1PCT – 4.12.2023 zur Mittellinie 11 angeordnet. Eine durch das Zentrum 13 und durch den Mit- telpunkt der Gasaustrittsöffnung 10 verlaufende Gerade bildet eine Strömungs- linie 14 aus, entlang sich der aus der Gasaustrittsöffnung 10 heraustretende zweite Gasfluss strömt. Der Winkel α zwischen der Mittellinie und der Strö- mungslinie 14 ist hier so gewählt, dass die Strömungslinie 14 über eine der bei- den Hälften des Substrates 9 verläuft, in die die Mittellinie 11 die Substratober- fläche teilt. Je nach Größe des Winkels α verändert sich die radiale Lage einer Wirkstelle des zweiten Gasflusses bezogen auf den Mittelpunkt 12 des Substra- tes 9. [0027] Die im Ausführungsbeispiel kreisförmige Gasaustrittsöffnung besitzt einen Durchmesser B1, der wesentlich kleiner ist, als der Durchmesser B2 des kreisförmigen Substrates 9. Bevorzugt ist der Durchmesser der Gasaustrittsflä- che der Gasaustrittsöffnung 10 kleiner als die Hälfte, ein Drittel, ein Viertel, ein Fünftel oder ein Sechstel des Durchmessers des Substrates 9. Der Durchmesser der Gasaustrittsöffnung 10 kann aber auch kleiner sein, als ein Zehntel des Durchmessers des Substrates. Je kleiner die quer zur Strömungsrichtung S ge- messene Breite B1 der Gasaustrittsfläche der Gasaustrittsöffnung 10 ist, desto geringer ist die Breite des aus ihr heraustretenden zweiten Gasflusses, der sich als Folge einer Diffusion oder der sternförmigen Anordnung der Flusslinien der Hauptströmung quer zur Strömungsrichtung ausbreitet. Je geringer das Ver- hältnis von Breite B1 der Gasaustrittsflächen zu einer quer zur Strömungsrich- tung S gemessenen Breite B2 des Substrates 9 ist, desto lokal gezielter kann mit dem zweiten Gasfluss der Dotierstoffeinbau in die Schicht beeinflusst werden. [0028] Bei dem in der Figur 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel be- findet sich die Gasaustrittsöffnung 10 auf der Mittellinie 11, so dass der aus ihr heraustretende zweite Gasfluss durch die Mitte des Substrates 9 verläuft. 31039N1PCT – 4.12.2023 [0029] Bei dem in der Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich die Gasaustrittsöffnung etwa auf einer Winkelhalbierenden zweier Mittelli- nien 11, die durch die Mittelpunkte 12 zweier benachbarter Substrate 9 verlau- fen, so dass die Strömungslinie 14 durch den Zwischenraum zweier Substrate 9 verläuft. Der zweite Gasfluss wird hier gezielt an den Substraten 9 vorbei ge- führt, so dass das im zweiten Gasfluss enthaltene den Dotierstoffeinbau beein- flussende Gas nur im Bereich des Randes 9’ des Substrates wirkt. [0030] Die Figur 6 zeigt schematisch die Wirkungen der Anordnungen der Gasaustrittsöffnungen 10 in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen. [0031] Die W-förmige Kurve A zeigt die Dotierstoffkonzentration, die eine ohne den zweiten Gasfluss auf dem Substrat 9 abgeschiedene Schicht aufweist entlang einer Linie d durch den Mittelpunkt 12, wobei, durch das Gaseinlassor- gan 6 zusätzlich ein Dotierstoff in die Prozesskammer eingespeist wird. Auf- grund der Drehung des Substrates 9 während des Abscheidens der Schicht be- sitzt die Dotierstoffkonzentration eine Rotationssymmetrie. Sie besitzt jedoch im Bereich des Mittelpunktes und im Bereich der Ränder des Substrates 9 ein Maximum. Dazwischen befindet sich jeweils ein Minimum. [0032] Die Kurve B zeigt den Einfluss eines zweiten Gasflusses, der ein den Dotierstoffeinbau förderndes reaktives Gas, beispielsweise Stickstoff enthält, auf die radiale Dotierstoffkonzentration. Im Bereich zwischen Mittelpunkt 12 und Rand 9’ des Substrates 9, dort wo in der Figur 3 die Wirkstelle ist, kommt es zu einem maximalen Dotierstoffeinbau. Damit können die in der Kurve A dargestellten Minima ausgeglichen werden. [0033] Die Kurve C zeigt den Einfluss eines zweiten Gasflusses, der ein den Dotierstoffeinbau förderndes reaktives Gas enthält, wobei die Gasaustrittsöff- 31039N1PCT – 4.12.2023 nung 10 entsprechend dem in der Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel angeordnet ist, also auf der Mittellinie 11 liegt. Hier liegt die Wirkstelle in der Mitte, so dass sich im Bereich des Mittelpunktes 12 ein Maximum der Dotier- stoffkonzentration ausbildet. [0034] Die Kurve D zeigt den Einfluss eines zweiten Gasflusses, der ein den Dotierstoffeinbau förderndes reaktives Gas enthält, wobei die Gasaustrittsöff- nung 10 entsprechend dem in der Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel angeordnet ist, so dass sich eine Strömungslinie 14 zwischen zwei Substraten 9 ausbildet. Hier wird lediglich der Randbereich der beiden Substrate 9 von dem zweiten Gasfluss beeinflusst, weil die Wirkstelle zwischen den Substraten 9 liegt. Die Maxima liegen hier am Rand 9’, wohingegen im Bereich des Mittel- punktes ein Minimum 12 entsteht. [0035] Die Figur 7 zeigt schematisch die Wirkungen der Anordnungen der Gasaustrittsöffnungen 10 in den in den Figuren 3 bis 5 beschriebenen Ausfüh- rungsbeispielen, wobei jetzt allerdings der zweite Gasfluss ein den Dotierstoffe- inbau hemmendes reaktives Gas, beispielsweise ein kohlenstoffenthaltendes Gas enthält. [0036] Die W-förmige Kurve A zeigt auch hier die Dotierstoffkonzentration, die ein ohne den zweiten Gasfluss auf dem Substrat 9 abgeschiedene Schicht aufweist entlang der Linie d durch den Mittelpunkt 12, wobei auch hier durch das Gaseinlassorgan 6 ein Dotierstoff eingespeist wird. Auch hier ist die Dotier- stoffkonzentration aufgrund der Drehung des Substrates 9 während des Ab- scheidens der Schicht rotationssymmetrisch. 31039N1PCT – 4.12.2023 [0037] Die Kurve B’ zeigt die Wirkung des zweiten Gasflusses in einer Anord- nung der Gasaustrittsöffnung 10 gemäß Figur 3. Hier bilden sich im Bereich zwischen Mittelpunkt 12 und Rand 9’ jeweils Minima aus. [0038] Die Kurve C’ zeigt die Wirkung des zweiten Gasflusses in einer Anord- nung der Gasaustrittsöffnung 10 gemäß Figur 4. Hier bewirkt das den Dotier- stoffeinbau vermindernde reaktive Gas ein Minimum im Bereich des Mittel- punktes und Maxima im Bereich der Ränder 9’. [0039] Die Kurve D’ zeigt die Wirkung des zweiten Gasflusses in einer An- ordnung der Gasaustrittsöffnung 10 gemäß Figur 5. Hier bewirkt das den Do- tierstoffeinbau vermindernde reaktive Gas die Ausbildung eines Maximums im Bereich des Mittelpunktes 12 und die Ausbildung jeweils eines Minimums im Bereich der Ränder 9’. [0040] Durch eine gezielte Wahl des Winkels α bzw. eines gezielten Verhält- nisses des aus der Gasaustrittsöffnung 10 austretenden den Dotierstoffeinbau beeinflussenden Gases zum aus dem Gaseinlassorgan 6 austretenden reaktiven Gases, welches den Dotierstoffeinbau beeinflusst, kann mit dem zweiten Gas- fluss die jeweilige Kurve A derart verändert werden, dass sie möglichst flach verläuft. Es ist somit möglich, die Kurve im Bereich ihrer Minima anzuheben bzw. im Bereich ihrer Maxima abzusenken. [0041] Es ist möglich, gleichzeitig durch das Gaseinlassorgan 6 und durch die Gasaustrittsöffnung 10 einen die Dotierstoffkonzentration innerhalb der Schicht beeinflussenden Gasstrom strömen zu lassen. Es ist aber auch vorgesehen, dass nur durch die Gasaustrittsöffnung 10 die Dotierstoffkonzentration beeinflus- sender Gasstrom strömt. Bei dem in der Figur 8 dargestellten Ausführungsbei- spiel sind mehrere Gasaustrittsöffnungen 10, 10’ vorgesehen, die auf voneinan- 31039N1PCT – 4.12.2023 der verschiedenen Strömungslinien 14, 14’ angeordnet sind und durch die die- selben oder verschiedenartige Gasflüsse austreten können. Mit diesen zwei zweiten Gasflüssen lässt sich der Dotierstoffeinbau gezielt an zwei verschiede- nen Radialpositionen auf dem Substrat 9 beeinflussen. Die Winkel α, α’ können gleich sein oder verschieden sein. [0042] Die Figur 9 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines CVD-Reaktors, bei dem die im Gehäuse 1 angeordnete Prozesskammer 4 in Horizontalrichtung linear vom ersten Gasfluss durchströmt wird. Das Substrat 9 liegt in der Mitte des Suszeptors 2 und ist von den beiden Wänden der Prozesskammer 4 in einer Richtung quer zur Strömungsrichtung S gleich weit beabstandet. Durch ein Zentrum 13 des Gaseinlassorgans 6 und durch den Mittelpunkt 12 des Substra- tes 9 bzw. eines das Substrat tragenden Substrathalters 8 verläuft eine Mittelli- nie 14. Die Mittellinie 14 hat die Richtung der Strömungsrichtung S. [0043] Aus dem Gaseinlassorgan 6 tritt ein homogener laminarer Hauptgas- strom aus, der einen Dotierstoff enthalten kann oder keinen Dotierstoff enthal- ten kann. Der Gasstrom durchströmt die Prozesskammer 4 derart, dass auf dem Substrat 9 eine SiC-Schicht abgeschieden wird. Durch die Gasaustrittsfläche einer zusätzlichen Gasaustrittsöffnung 10 wird ein weiterer, die Dotierstoffkon- zentration beeinflussender Gasfluss in die Prozesskammer eingespeist, wobei bei dem in der Figur 10 dargestellten Ausführungsbeispiel die Gasaustrittsöff- nung 10 einen Abstand α zur Mittellinie 11 aufweisen kann, so dass die parallel zur Mittellinie 11 sich erstreckende Strömungslinie 14 über eine der beiden Hälften des Substrates 9 verläuft. [0044] Das in der Figur 18 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im We- sentlichen dem in der Figur 9 dargestellten Ausführungsbeispiel. Die Gasquel- le 23 kann N2 enthalten. Eine Gasquelle 23′ kann Ammoniak enthalten. Die 31039N1PCT – 4.12.2023 Massenflusskontroller 20 sind derart eingestellt, dass Ammoniak durch die zu- oberst liegende Gaseinlasszone durch das Gaseinlassorgan 6 in die Prozess- kammer 4 strömt. Ammoniak erzeugt in einer SiC-Schicht, die auf einem Sub- strat 9 abgeschieden wird, das auf einem sich drehenden Substrathalter 8 liegt, ein glockenförmiges, zum Rand hin abfallendes Dotierstoffprofil, wie es die Linie C in der Figur 6 zeigt. [0045] Durch die Zuleitung 18 wird N2 in den Boden der Prozesskammer 4 eingespeist, sodass es aus der Gasaustrittsöffnung 10 heraustritt. Ammoniak erzeugt ein wannenförmiges, zum Rand hin ansteigendes Dotierstoffprofil, wie es die Kurve A in der Figur 6 zeigt. Durch eine geeignete Wahl der Einstellun- gen der Massenflusskontroller 20 also ein geeignetes Verhältnis der Massen- flüsse von N2 und Ammoniak kann ein nahezu ebenes Dotierstoffprofil in der SiC-Schicht erzeugt werden, die auf dem Substrat 9 abgeschieden wird. [0046] Bei dem in der Figur 11 dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Gasaustrittsöffnung 10 auf der Mittellinie 11. [0047] Bei dem in der Figur 12 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Gasaustrittsöffnungen 10, 10’ vorgesehen, wobei eine Gasaustrittsöffnung 10 auf der Mittellinie 14 und eine zweite Gasaustrittsöffnung 10’ versetzt zur Mit- tellinie 14 angeordnet ist. [0048] Bei dem in der Figur 13 dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Gasaustrittsöffnungen 10, 10’, 10’’ vorgesehen, die wie auch beim in der Fi- gur 12 dargestellten Ausführungsbeispiel auf einer Linie liegen, die quer zur Strömungsrichtung S verläuft. Die durch die Gasaustrittsöffnungen 10’, 10’’ verlaufenden Strömungslinien 14’, 14’’ können über den Rand 9’ des Substra- tes 9 verlaufen. 31039N1PCT – 4.12.2023 [0049] Auch hier kann durch eine gezielte Auswahl des die Dotierstoffkon- zentration beeinflussenden Gases und dessen Massenfluss bzw. Verhältnis zu einem Massenfluss eines durch das Gaseinlassorgan eintretenden die Dotier- stoffkonzentration beeinflussenden Gases lokal die Dotierstoffkonzentration innerhalb der Schicht beeinflusst werden, wobei die Wirkungen der einzelnen zweiten Gasflüsse hinsichtlich der Lage der Gasaustrittsöffnung 10, 10’, 10’’ be- zogen auf die Mitteillinie 11 und die Qualität des Gases in den Figuren 6 und 7 dargestellt sind. Sind mehrere Gasaustrittsöffnungen 10, 10’, 10’’ vorgesehen, so brauchen sie nicht auf einer exakten Linie quer zur Strömungsrichtung S ver- laufen. Sie können auch jeweils einen anderen Abstand zum Gaseinlassorgan 6 aufweisen, so dass sich die aus den Gasaustrittsöffnungen 10, 10’, 10’’ strömen- den Gasflüsse an ihren Wirkstellen auf dem Substrat 9 in einer unterschiedli- chen Weise aufgefächert haben. [0050] Das in der Figur 14 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Plat- te 25’, die quer zur Strömungsrichtung S verschieblich ist und die die Gasaus- trittsöffnung 10 aufweist. Durch Verschieben der Platte 25 kann der Abstand der Strömungslinie 14 von der Mittellinie 11 individuell eingestellt werden. [0051] Die Figur 15 zeigt ein zehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wo- bei auf zwei Strömungslinien 14, 14’, die beide über die Fläche des Substrates 9 verlaufen stromaufwärts des Substrates 9 jeweils eine Gasaustrittsöffnung 10, 10’ angeordnet ist. Hierbei besitzt die Gasaustrittsöffnung 10’ einen größeren Durchmesser als die Gasaustrittsöffnung 10. [0052] Das in der Figur 16 dargestellte elfte Ausführungsbeispiel zeigt eine Gasaustrittsöffnung 10, die um einen Winkel α von etwa 8 bis 10 Grad von der Mittellinie 11 versetzt verläuft. Das Substrat 9 hat hier einen derartigen Durch- messer B2, dass durch das Zentrum 13 verlaufende, an den Rand 9’ angelegte 31039N1PCT – 4.12.2023 Tangenten einen Winkel von 70 Grad einschließen. Bei einer derartigen Anord- nung ist es von Vorteil, wenn der Winkel α zwischen 5 und 10 Grad liegt. Be- vorzugt kann der Winkel 8,5 Grad betragen. Mit der Bezugsziffer 25 ist hier ein Ring dargestellt, der mehrere Gasaustrittsöffnungen 10 aufweist. Durch Ver- drehen des Rings 25 um das Zentrum 13 kann der Winkel α verstellt werden. [0053] Die Figur 17 zeigt den Einfluss des Winkels α auf die Dotierstoffkon- zentration C, die entlang des Radius R eines Substrates 9 abgetragen ist. Es las- sen sich Zonen Z1, Z2, Z3 definieren, die auch in der Figur 16 dargestellt sind, in denen der Dotierstoffeinbau gezielt beeinflusst werden kann. Die Zone Z1 erstreckt sich beispielsweise vom Rand 9’ des Substrates bis in einen ersten Be- reich einer Hälfte des Substrates. Die Zone Z2 erstreckt sich über einen Winkel- bereich, der mittig über eine Hälfte des Substrates 9 verläuft. Die Zone Z3 er- streckt sich daran angrenzend über den Mittelpunkt des Substrates hinaus. Das Maximum der Beeinflussung des Dotierstoffeinbaus liegt in der Zone Z2, die sich über einen Bereich erstreckt, der zwischen 30mm und 60mm vom Mittel- punkt 12 entfernt ist. [0054] Es können gezielt die Minima bzw. Maxima der Kurve A neutralisiert werden. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung und Größe der Gasaustritts- fläche der Gasaustrittsöffnung kann mit dem aus der Gasaustrittsöffnung aus- tretenden Gasstrom, der ein die Dotierstoffkonzentration beeinflussten Gas enthält, gezielt der Dotierstoffeinbau in einer Zone beeinflusst werden, die zwi- schen Mittelpunkt des Substrates und dem Rand des Substrates liegt. [0055] Das Ausführungsbeispiel beschreibt die lokale Beeinflussung des Do- tierstoffeinbaus. Die Erfindung umfasst aber auch solche Verfahren, mit denen ternäre oder quaternäre Halbleiterschichten abgeschieden werden, wobei die Schichtzusammensetzung lokal durch den zweiten Gasfluss beeinflusst werden 31039N1PCT – 4.12.2023 kann. Es wird dann kein Dotierstoff durch die Gasaustrittsöffnung 10, 10’, 10’’ in die Prozesskammer eingespeist, sondern einer der den Kristall bildenden Ausgangsstoffe. Ein derartiges Materialsystem kann das Materialsys- tem GaInAsP sein. [0056] Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zu- mindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenstän- dig weiterbilden, wobei zwei, mehrere oder alle dieser Merkmalskombinatio- nen auch kombiniert sein können, nämlich: [0057] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die quer zur Strö- mungsrichtung S verlaufende Breite B1 der Gasaustrittsöffnung 10, 10’, 10’’ kleiner als die quer zur Strömungsrichtung verlaufende Breite B2 des Substra- tes 9 ist. [0058] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine durch die Gasaustrittsöffnung 10, 10’, 10’’ entlang der Strömungsrichtung S verlaufende Strömungslinie 14 um einen Winkel α oder um eine Strecke a versetzt zu einer in Strömungsrichtung S durch den Mittelpunkt 12 des Substrates 9 verlaufende Mittellinie 11 liegt. [0059] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Strömungsli- nie 14 zwischen Mittelpunkt 12 und dem Rand 9’ des Substrates 9 über das Substrat 9 verläuft oder dass die Strömungslinie 14 außerhalb des Randes 9’ des Substrates 9 am Substrat 9 vorbei verläuft oder dass die Strömungslinie 14 durch einen Zwischenraum zwischen zwei nebeneinander angeordneten Subs- traten 9 verläuft. 31039N1PCT – 4.12.2023 [0060] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die quer zur Strö- mungsrichtung S verlaufende Breite B1 der Gasaustrittsöffnung 10, 10’, 10’’ kleiner ist als die Hälfte, ein Drittel, ein Viertel, ein Fünftel oder ein Sechstel der quer zur Strömungsrichtung S verlaufenden Breite B2 des Substrates 9 ist. [0061] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Substrat 9 auf einem Substrathalter 8 liegt, der um eine Drehachse 8’ drehangetrieben wird und/oder dass das Substrat 9 von einem Suszeptor 2 getragen wird, der von einer Heizeinrichtung 5 auf eine Prozesstemperatur gebracht wird und/oder dass das Gaseinlassorgan 6 das Zentrum 13 des Suszeptors 2 bildet und einen sich in Radialrichtung bezogen auf das Zentrum 13 fließenden ersten Gasfluss erzeugt. [0062] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der erste Gasfluss die Prozesskammer 4 entlang paralleler oder sternförmig verlaufenden Flussli- nien durchströmt. [0063] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der durch das Gas- einlassorgan 6 eingespeiste erste Gasfluss zumindest ein kohlenstoffenthalten- des und siliziumenthaltendes Gas zum Abscheiden einer SiC-Schicht enthält und dass durch die Gasaustrittsöffnung 10, 10’, 10’’ ein kohlenstoffenthaltendes oder ein stickstoffenthaltendes Gas in die Prozesskammer 4 strömt. [0064] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass in Strömungsrich- tung S zwischen Gaseinlassorgan 6 und Substrat 9 mehrere Gasaustrittsöffnun- gen 10, 10’, 10’’ angeordnet sind. [0065] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Gasaus- trittsöffnung 10 mit einer Quelle 23, 21 eines die Schichtzusammensetzung oder 31039N1PCT – 4.12.2023 die Dotierstoffkonzentration innerhalb der Schicht beeinflussendes Gases ver- bunden ist. [0066] Eine Vorrichtung, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung 24, die ein Steuerprogramm aufweist, das die Vorrichtung nach einem der Ansprü- che 1 bis 8 steuert. [0067] Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritäts- unterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender An- meldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren, auch ohne die Merkmale eines in Bezug genommenen Anspruchs, mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbe- sondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die in jedem Anspruch angegebene Erfindung kann zusätzlich ein oder mehrere der in der vorstehenden Beschreibung, insbesondere mit Bezugsziffern versehene und/oder in der Bezugsziffernliste angegebene Merkmale aufweisen. Die Er- findung betrifft auch Gestaltungsformen, bei denen einzelne der in der vorste- henden Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirklicht sind, insbeson- dere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungszweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel ersetzt werden kön- nen. 31039N1PCT – 4.12.2023 Liste der Bezugszeichen 1 Gehäuse 2 Suszeptor d Linie durch den Mittelpunkt 2’ Rand 12 3 Prozesskammerdecke B1 Breite der Gasaustrittsöffnung 4 Prozesskammer 10, 10’, 10’’ 5 Heizeinrichtung B2 Breite (Durchmesser) des Sub- 6 Gaseinlassorgan strates 9 7 Gasauslassorgan S Strömungsrichtung 8 Substrathalter A Dotierstoffkonzentration 8’ Drehachse B, B’, C, C’, D, D’ Dotierstoffkon- 9 Substrat zentration 9’ Rand S Strömungsrichtung des ersten 10 Gasaustrittsöffnung Gasflusses 10’ Gasaustrittsöffnung 10’’ Gasaustrittsöffnung 11 Mittellinie 12 Mittelpunkt 13 Zentrum 14, 14’, 14’’ Strömungslinie 15, 16, 17, 18, 19 Zuleitung 20 Massenflusscontroller 21 Gasquelle, Kohlenstoff 22 Gasquelle, Silizium 23 Gasquelle, Stickstoff 24 Steuereinrichtung 25 Ring 25’ Platte 31039N1PCT – 4.12.2023

Claims

Ansprüche 1. Verfahren zum Abscheiden einer Schicht auf einem Substrat (9), wobei in eine auf eine Prozesstemperatur gebrachte Prozesskammer (4) mittels ei- nes Gaseinlassorganes (6) ein homogener erster Gasfluss eingespeist wird, der in einer Strömungsrichtung (S) über das Substrat (9) strömt und der ein oder mehrere reaktive Gase beinhaltet, deren Zerlegungsprodukte die Schicht bilden, wobei durch eine Gasaustrittsfläche einer stromabwärts des Gaseinlassorganes (6) und stromaufwärts des Substrates (9) angeord- neten Gasaustrittsöffnung (10, 10’, 10’’) ein zweiter Gasfluss in die Pro- zesskammer (4) eingespeist wird, der zumindest ein der zumindest die Zusammensetzung der Schicht oder eine Dotierstoffkonzentration inner- halb der Schicht beeinflussendes reaktives Gas beinhaltet, dadurch ge- kennzeichnet, dass die quer zur Strömungsrichtung (S) verlaufende Brei- te (B1) der Gasaustrittsöffnung (10, 10’, 10’’) kleiner als die quer zur Strömungsrichtung verlaufende Breite (B2) des Substrates (9) ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch die Gasaustrittsöffnung (10, 10’, 10’’) entlang der Strömungsrichtung (S) ver- laufende Strömungslinie (14) um einen Winkel (α) oder um eine Stre- cke (a) versetzt zu einer in Strömungsrichtung (S) durch den Mittel- punkt (12) des Substrates (9) verlaufende Mittellinie (11) liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strö- mungslinie (14) zwischen Mittelpunkt (12) und dem Rand (9’) des Substra- tes (9) über das Substrat (9) verläuft oder dass die Strömungslinie (14) au- ßerhalb des Randes (9’) des Substrates (9) am Substrat (9) vorbei verläuft oder dass die Strömungslinie (14) durch einen Zwischenraum zwischen zwei nebeneinander angeordneten Substraten (9) verläuft. 31039N1PCT – 4.12.2023
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die quer zur Strömungsrichtung (S) verlaufende Breite (B1) der Gasaustrittsöff- nung (10, 10’, 10’’) kleiner ist als die Hälfte, ein Drittel, ein Viertel, ein Fünftel oder ein Sechstel der quer zur Strömungsrichtung (S) verlaufen- den Breite (B2) des Substrates (9) ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sub- strat (9) auf einem Substrathalter (8) liegt, der um eine Drehachse (8’) drehangetrieben wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sub- strat (9) von einem Suszeptor (2) getragen wird, der von einer Heizeinrich- tung (5) auf eine Prozesstemperatur gebracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasein- lassorgan (6) das Zentrum (13) des Suszeptors (2) bildet und einen sich in Radialrichtung bezogen auf das Zentrum (13) fließenden ersten Gasfluss erzeugt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gas- fluss die Prozesskammer (4) entlang paralleler oder sternförmig verlau- fenden Flusslinien durchströmt.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der durch das Gaseinlassorgan (6) eingespeiste erste Gasfluss zumindest ein kohlenstoff- enthaltendes und siliziumenthaltendes Gas zum Abscheiden einer SiC- Schicht enthält und dass durch die Gasaustrittsöffnung (10, 10’, 10’’) ein kohlenstoffenthaltendes oder ein stickstoffenthaltendes Gas in die Pro- zesskammer (4) strömt. 31039N1PCT – 4.12.2023
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungs- richtung (S) zwischen Gaseinlassorgan (6) und Substrat (9) mehrere Gas- austrittsöffnungen (10, 10’, 10’’) angeordnet sind.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass durch das Gaseinlassorgan (6) Ammoniak und durch die Gasaustrittsöffnung (10) N2 in die Prozesskammer (4) eingespeist wird.
12. Vorrichtung zum Abscheiden einer Schicht auf einem Substrat (9), mit ei- nem Gehäuse (1), in dem eine Prozesskammer (4) angeordnet ist, die einen Suszeptor (2), ein Gaseinlassorgan (6) zum Einspeisen eines ersten Pro- zessgases und ein Gasauslassorgan (7) zum Herausführen des Prozessga- ses (1) aus der Prozesskammer (4) aufweist, wobei in einer Zone stromab- wärts des Gaseinlassorgans (6) und stromaufwärts des Substrathalters (8) zumindest eine Gasaustrittsöffnung (10, 10’, 10’’) angeordnet ist, die eine Gasaustrittsfläche aufweist, deren quer zu einer Strömungsrichtung (S) des ersten Prozessgases durch die Prozesskammer (4) verlaufende Brei- te (B1) kleiner ist als die quer zur Strömungsrichtung (S) verlaufende Brei- te des Substrathalters (8) oder des Substrates (9) ist und durch die ein wei- teres Gas in die Prozesskammer (4) einspeisbar ist, dadurch gekennzeich- net, dass die Gasaustrittsöffnung (10) mit einer Quelle (23, 21) eines die Schichtzusammensetzung oder die Dotierstoffkonzentration innerhalb der Schicht beeinflussendes Gases verbunden ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Steuereinrich- tung (24), die ein Steuerprogramm aufweist, das die Vorrichtung nach ei- nem der Ansprüche 1 bis 8 steuert.
14. Vorrichtung oder Verfahren, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche. 31039N1PCT – 4.12.2023
PCT/EP2023/084516 2022-12-09 2023-12-06 VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM ABSCHEIDEN VON SiC-SCHICHTEN AUF EINEM SUBSTRAT WO2024121228A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022132776.0 2022-12-09
DE102022132776.0A DE102022132776A1 (de) 2022-12-09 2022-12-09 Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden von SiC-Schichten auf einem Substrat

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024121228A1 true WO2024121228A1 (de) 2024-06-13

Family

ID=89158039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2023/084516 WO2024121228A1 (de) 2022-12-09 2023-12-06 VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM ABSCHEIDEN VON SiC-SCHICHTEN AUF EINEM SUBSTRAT

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022132776A1 (de)
WO (1) WO2024121228A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8052794B2 (en) 2005-09-12 2011-11-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Directed reagents to improve material uniformity
US20130180454A1 (en) * 2010-09-17 2013-07-18 Wonik Ips Co., Ltd. Thin film deposition apparatus
DE102018124957A1 (de) 2018-10-10 2020-04-16 Aixtron Se CVD-Reaktor mit auf Gaspolstern aufliegenden Substrathaltern
US10858758B2 (en) 2017-04-04 2020-12-08 Mitsubishi Electric Corporation Manufacturing method for silicon carbide epitaxial wafer and manufacturing method for silicon carbide semiconductor device
US10930492B2 (en) 2015-09-11 2021-02-23 Showa Denko K.K. Method for producing SiC epitaxial wafer and apparatus for producing SiC epitaxial wafer
WO2022049063A2 (de) * 2020-09-07 2022-03-10 Aixtron Se Cvd-reaktor mit temperierbarem gaseinlassbereich

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8052794B2 (en) 2005-09-12 2011-11-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Directed reagents to improve material uniformity
US20130180454A1 (en) * 2010-09-17 2013-07-18 Wonik Ips Co., Ltd. Thin film deposition apparatus
US10930492B2 (en) 2015-09-11 2021-02-23 Showa Denko K.K. Method for producing SiC epitaxial wafer and apparatus for producing SiC epitaxial wafer
US10858758B2 (en) 2017-04-04 2020-12-08 Mitsubishi Electric Corporation Manufacturing method for silicon carbide epitaxial wafer and manufacturing method for silicon carbide semiconductor device
DE102018124957A1 (de) 2018-10-10 2020-04-16 Aixtron Se CVD-Reaktor mit auf Gaspolstern aufliegenden Substrathaltern
WO2022049063A2 (de) * 2020-09-07 2022-03-10 Aixtron Se Cvd-reaktor mit temperierbarem gaseinlassbereich

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022132776A1 (de) 2024-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1618227B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum abscheiden von halbleiterschichten mit zwei prozessgasen, von denen das eine vorkonditioniert ist
DE69732722T2 (de) CVD Verfahren
DE69126122T2 (de) Methode und apparat zum wachsen von verbindungshalbleiterkristallen
DE69433656T2 (de) Verfahren zum Einleiten reaktiven Gases in eine Substratbearbeitungsvorrichtung
EP2488679B1 (de) Cvd-reaktor mit auf einem mehrere zonen aufweisenden gaspolster liegenden substrathalter
EP2470684B1 (de) Cvd-verfahren und cvd-reaktor
EP1718784B1 (de) Einlasssystem für einen mocvd-reaktor
DE102018124957A1 (de) CVD-Reaktor mit auf Gaspolstern aufliegenden Substrathaltern
DE102009043840A1 (de) CVD-Reaktor mit streifenförmig verlaufenden Gaseintrittszonen sowie Verfahren zum Abscheiden einer Schicht auf einem Substrat in einem derartigen CVD-Reaktor
DE112014003693B4 (de) Epitaxiereaktor
DE102014104218A1 (de) CVD-Reaktor mit Vorlaufzonen-Temperaturregelung
DE112014002916T5 (de) Vorrichtung zum Ausbilden eines Siliciumcarbidhalbleiterfilms und Filmbildungsverfahren, welches diese verwendet
DE10057134A1 (de) Verfahren zum Abscheiden von insbesondere kristallinen Schichten sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP1194611B1 (de) Anlage und verfahren zur vakuumbehandlung bzw. zur pulverherstellung
WO2012143262A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum grossflächigen abscheiden von halbleiterschichten mit gasgetrennter hcl-einspeisung
EP4211290A2 (de) Cvd-reaktor mit temperierbarem gaseinlassbereich
DE69116033T2 (de) Reaktor zur Behandlung von Halbleiterscheiben.
DE102019133704A1 (de) Anlage zur chemischen sic-gasphasenabscheidung
WO2024121228A1 (de) VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM ABSCHEIDEN VON SiC-SCHICHTEN AUF EINEM SUBSTRAT
EP1481117B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum abscheiden von halbleiterschichten
WO2024121230A1 (de) VORRICHTUNG ZUM ABSCHEIDEN VON SiC-SCHICHTEN AUF EINEM SUBSTRAT MIT EINEM VERSTELLBAREN GASAUSTRITTSELEMENT
WO2024146826A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum behandeln von substraten
DE102017203255B4 (de) Reaktor zur Verwendung bei einem System einer chemischen Dampfabscheidung und Verfahren zum Betreiben eines Systems einer chemischen Dampfabscheidung
DE102011054566A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Abscheiden mehrkomponentiger Schichten, insbesondere metallorganischer Halbleiterschichten
DE69510667T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Materialabscheidung auf einer Halbleiterscheibe

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23820839

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)