DE1913676A1 - Verfahren zum Abscheiden von Schichten aus halbleitendem bzw. isolierendem Material aus einem stroemenden Reaktionsgas auf erhitzte Halbleiterkristalle bzw. zum Dotieren solcher Kristalle aus einem stroemenden dotierenden Gas - Google Patents
Verfahren zum Abscheiden von Schichten aus halbleitendem bzw. isolierendem Material aus einem stroemenden Reaktionsgas auf erhitzte Halbleiterkristalle bzw. zum Dotieren solcher Kristalle aus einem stroemenden dotierenden GasInfo
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Description
Verfahren zum Abscheiden von Schichten aus halbleitenclern
bzw. isolierendem Material aus einem strömenden Reaktions gas auf erhitzte Halbleiterkristalle bnw. sum Dotieren
solcher Kristalle aus einem strömenden dotierenden Gas
Die Erfindung besieht sich auf ein Verfahren zum Abscheiden von Schichten aus halbleitendem bzw. isolierendem Material
aus einem strömenden Reaktionsgas auf erhitzte
Halbleiterkristalle bzv/. zum Dotieren solcher Kristalle
aus einem strömenden dotierenden Gas, bei dem durchwegs konstante oder nur stufenweise geänderte Betriebsbedingungen
angewendet werden.
Bei der Abscheidung epitaktischer Halbleiterschichten auf einkristallinen Halbleiterscheiben oder bad. der pyrolytischen
Abscheidung von Siliciumoxid- und/oder Siliciumnitridschichten aus der Gasphase auf solchen Kristallen ist
ea schwierig, gleichmäßige Schichtstärken, insbesondere bei gleichzeitiger Beschichtung einer größeren Anzahl von
Halbleiterscheiben, zu erreichen. Es tritt nämlich Erschöpfung
des Reaktionsgases an aktiven Substanzen auf, dem man bisher durch Erzeugung einer turbulonten Strömung
des Reaktionsgases und der hieraus resultierenden Durehnischung von verbrauchtem mit neuem Gas Rechnung zu tragen
versuchte. Dann benötigt man aber Prallkörper oder bewegte Rührflügel oder bewegte Gaszui'ührungsdüsen. Alle
derartigen Mittel bedingen zusätzliche, insbesondere bewegte
Körper im Reaktionsgefüß, mit doncn da;; Reaktion?"-gas
in besonders intensive Berührung gelangt. Dies bedeutet eine erhöhte Verunreinigungsgefahr der abgeschiedenen
Schichten und eine Vermehrung von Möglichkeiten au unerwünschten
Abscheidungen im Reaktionsgofaß.
9/493/994 Stg/Schm
009839/180 4
BAD OBfGINAL
Es ist Aufgabe der ^rfindnng. lie durcl^ Verarmung des Reaktionsgases
an aktiven KoEiponaircen bedingte Ungleichheit
der Abscheidung mit möglichst einfachen Mitteln au verhindern,
Aus diesem Grund ist das erfinäungsgeraäße Verfahren dadurch
gekennzeichnet, daß sämtliche Arbeitsphasen mit konstant gehaltenen Betriebsbedingungen derai't durchgeführt
werden, daß das Reaktionsgas während dex" Hälfte der
jeweils dafür erforderlichen Zeit von der einen Seite, während der anderen Hälfte von der entgegengesetzten Seite
über die zu behandelnden Halbleiterkristalle etwa W tangential geführt wird.
Das Verfahren kann auch derart verfeinert werden, daß der
Betrieb mit mehrmals wechselnder Strömungsrichtung während der einzelnen der oben definierten Arbeitsphasen erfolgt.
Im übrigen wird darauf aufmerksam gemacht, daß der Begriff "konstant gehaltene Betriebsparametex^" im strengen
Sinn aufzufassen ist und sich daher auf die Konstanthaltung aller das erzielte Ergebnis beeinflussende Betriebsparameter
bezieht. Hier sind vor allem Temperaturverhältnisse,
Lage der zu behandelnden Scheiben im Reaktionsgefäß und die Zusammensetzung und Geschwindigkeit"
des Reaktionsgases zu nennen.
Die technische Durchführung der einzelnen, der Abscheidung von anorganischen Schichten aus Halbleiterober flächen
bzw, zum Dotieren von Halbleiterkristallen aus der
Gasphase dienende Maßnahmen sind an sich bekannt und brauchen auch hier nicht näher beschrieben zu "werden, Pur
die Durchführung der Erfindung ist es lediglich notwendig, daß dor betreffende Prosaß entweder während der ganzen
aufzuwendenden Seitdaüor nit konstant gehaltenen Betriebsbedingungen
erfolgt odor daß sich der Prozeß aus einzelnen Schritten suaarasiensatst, die mit konstant gehaltenen,
aber voneinander alsv/eö-chenden Bedingungen durchge-
'" "' 009839/1804
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■ - 3 -
führt; "'ST^ue^ '!?iVr ·ίΐθ Ένϊΐ.^Λ'ΐτ^ ist nun "'""rg-oelic.Ti-. faS
.leder silt konstanten 'Bedingungen durchgeführte Schritt
mit wechselnder Strömungsrichtung des Realrtion8ga.ses
durchgeführt v/ird, nie sie oben beschrieben ist. Im allgemeinen
genügt dabei, wenn während der ersten Hälfte- der für jeden dieser Schritte erforderlichen Zeitperioden das
Reakticnsgas von der einen Richtung, während der zweiten
HLLIfte τοπ der entgegengesetzten Richtung geführt v/ird.
!Doch ist es, wie oben bereits erwähnt, mitunter zweckmäßig,
die Ströinungsrichtung während einzelner Phasen mehrmals
wechseln zu lassen. Dabei muß jedoch darauf geachtet v/erden, daß die Gesamtzeiten, mit denen das G-as von den
verschiedenen Richtungen über die zu behandelnden Halbleiterscheiben geführt v/ird, sowohl während jeder einzelnen
Artoeitnstufe als auch für das gesarate Yerfahren einander
gloicli sind -
Zur Durchführung genügt die in der Zeichnung dargestellte Apparatur. Zu behandelnde Halbleiter scheiben'] wer den durch
Kontakt rait einer induktiv beheizten Heizplatte 2 aus elektrisch leitenden, thermisch und chemisch hochbeständigem
Material auf die erforderliche Behandlungstemperatur erhitzt. Beispielsweise besteht die Heizplatte aus
einem Graphitkörper, der an seiner Oberfläche lückenlos mit reinem SiC oder reinem Silicium überzogen ist. Die
Heizplatte 2 mit den zu behandelnden Halbleiterscheiben
int im Inneren eines aus Quarz bestehenden' Reaktionsrohres
angeordnet. Dieses Rohr ist an jedem seiner Enden mit
einem Gaszufüliruiigsrolir 4 bzw. 5 verseilen. Außerdem ist
das Bohr am Ort des Heizers 2 von einer Induktionsspule
6 konzentrisch umgeben. PUr die Gaszufuhr ist ein sieh
gabelndes Rolar 7 vorgesehen, dessen Gabelseitenüber je
einen Gashahn H-, bzw. Hp zu je einer ßaszuführung 4 bzw.
5 zum Reaktionsrohr führen. Diese Gassufünrungein sind im
Reaktionsrohr so angebracht, daß aus innen strömendes Gas in Gegenrichtung etwa tangential über die zu behandelnden
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Halbleiterscheiben 1 strömt. Im Beispielsfalle sind die beiden Zuführungen an den Enden des Reaktionsrohres 3 angebracht.
Jede der beiden GasZuführungen 4 und 5 ist nicht nur mit
der gemeinsamen Gaszuführung 7, sondern auch über je ein
weiteres Rohr nebst zugehörigem Gashahn H^ bzw. EL mit
einem Absug verbunden. Es wird deshalb verständlich, daß
man mit dieser Anordnung das Reaktionsgas alternativ sowohl in Richtung von der Zuleitung 4 zur Zuleitung 5 (die
dann als Ableitung dient) als auch umgekehrt führen kann. I.lan braucht hierzu wahlweise nur von den jeder der beiden
Zuführungen 4 bzw. 5 zugeordneten Paaren von Gashähnen
" jeweils einen offen und den anderen geschlossen zu halten, derart, daßrbeim einen Hahnpaar I1H-,, H,, bzw. Hp5 H.)
der zum Abzug? beim anderen der zur gemeinsamen Gaszufuhr 7 offen ist.
2 Patentansprüche
1 Figur
1 Figur
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Claims (2)
1. Verfahren zum Abscheiden von Schichten aus halbleitendem bzw. isolierendem Material aus einem strömenden
Reaktionsgas auf erhitzte Halbleiterkristalle bzw. zum Dotieren solcher Kristalle aus einem strömenden dotierenden Gas, bei dem durchwegs konstante oder nur stufenweise geänderte Betriebsbedingungen angewendet v/erden, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Arbeitsphasen mit konstant gehaltenen Betriebsbedingungen derart durchgeführt v/erden, daß das Beaktionsgas während der Hälfte der jeweils^Jiierzu erforderlichen Zeit von der einen Seite, während der anderen Plälfte von der entgegengesetzten Seite über die' zu behandelnden Halbleiterkristalle etwa tangential geführt wird.
Reaktionsgas auf erhitzte Halbleiterkristalle bzw. zum Dotieren solcher Kristalle aus einem strömenden dotierenden Gas, bei dem durchwegs konstante oder nur stufenweise geänderte Betriebsbedingungen angewendet v/erden, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Arbeitsphasen mit konstant gehaltenen Betriebsbedingungen derart durchgeführt v/erden, daß das Beaktionsgas während der Hälfte der jeweils^Jiierzu erforderlichen Zeit von der einen Seite, während der anderen Plälfte von der entgegengesetzten Seite über die' zu behandelnden Halbleiterkristalle etwa tangential geführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrieb während der einzelnen Phasen konstanter
Betriebsbedingungen mit mehrmals wechselnder Strömungsrichtung erfolgt.
Betriebsbedingungen mit mehrmals wechselnder Strömungsrichtung erfolgt.
BAD
ΡΛ 9/493/994 Stg/Schm 009839/1804
Leerseite
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