DE69622182T3

DE69622182T3 - PROCESS FOR PRODUCING OBJECTS BY EPITACTIC GROWTH AND DEVICE

Info

Publication number: DE69622182T3
Application number: DE69622182T
Authority: DE
Inventors: Olle Kordina; Christer Hallin; Erik Janzen; Asko Vehanen; Rositza Yakimova; Marko Tuominen
Original assignee: Norstel AB
Current assignee: Norstel Norrk?ping Se AB
Priority date: 1995-10-04
Filing date: 1996-10-02
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2016-10-03
Also published as: DE69622182T2; ATE220132T1; JPH11513353A; DE69622182D1; JP4222630B2

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIKTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION AND PRIOR ART

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum epitaktischen Wachsen von Gegenständen aus einem von a) SiC, b) einem Nitrid der Gruppe III und c) Legierungen davon auf einem Substrat, das in einem Suszeptor mit Umfangswänden aufgenommen ist, bei dem diese Wände und dadurch das Substrat und ein Quellenmaterial für das Wachstum über ein Temperaturniveau aufgeheizt werden, ab dem die Sublimation des gewachsenen Materials erheblich anzuwachsen beginnt, und eine Trägergasströmung in Richtung des Substrats in den Suszeptor hineingeführt wird, um das Quellenmaterial für das Wachstum zu dem Substrat zu tragen, sowie eine Einrichtung zum epitaktischen Wachsen derartiger Gegenstände gemäß dem Oberbegriff des beigefügten unabhängigen Vorrichtungsanspruchs.The The present invention relates to a process for epitaxial growth from objects one of a) SiC, b) a group III nitride and c) alloys of which on a substrate taken in a susceptor with peripheral walls is where these walls are and thereby the substrate and a source material for growth over Temperature level to be heated, from which the sublimation of the grown Material begins to grow significantly, and a carrier gas flow in Direction of the substrate is introduced into the susceptor, to the source material for to carry the growth to the substrate, as well as a device for epitaxial growth of such articles according to the preamble of the appended independent device claim.

Entsprechend ist die Erfindung auf das Wachstum von SiC, Nitriden der Gruppe III und allen Arten von Legierungen davon anwendbar, aber das übliche Problem des Wachsens derartiger Gegenstände mit einer hohen Kristallqualität und bei einer sinnvollen Wachstumsrate aus kommerzieller Sicht wird nun anhand eines nicht beschränkenden Beispiels für SiC weiter erklärt.Corresponding the invention is based on the growth of SiC, nitrides of the group III and all kinds of alloys applicable, but the usual problem the growth of such objects with a high crystal quality and at a reasonable growth rate from a commercial point of view now on the basis of a non-limiting Example of SiC further explained.

SiC-Einkristalle werden insbesondere für die Verwendung in verschiedenen Arten von Halbleiterbauelementen gewachsen, wie beispielsweise für verschiedene Arten von Dioden, Transistoren und Thyristoren, die für Anwendungen vorgesehen sind, bei denen es möglich ist, von den überle genen Eigenschaften des SiC im Vergleich mit insbesondere Si zu profitieren, nämlich der Fähigkeit des SiC, unter extremen Bedingungen gut zu funktionieren. Die große Energiebandlücke zwischen dem Valenzband und dem Leitungsband des SiC versetzt Bauelemente, die aus dem Material hergestellt sind, in die Lage, bei hohen Temperaturen zu arbeiten, nämlich bis zu 1000 K.SiC single crystals be especially for the use in different types of semiconductor devices grown, such as for different Types of diodes, transistors and thyristors used for applications are provided where possible is, of the superior Properties of the SiC in comparison with in particular Si benefit, namely the ability SiC to work well under extreme conditions. The big energy band gap between The valence band and the conduction band of the SiC offset components that Made of the material, able to withstand high temperatures to work, namely up to 1000 K.

Es sind verschiedene Techniken für das epitaktische Wachstum von Siliziumcarbid bekannt, von denen die Technik des Keimsublimationswachstums die derzeit üblicherweise für das Wachsen von Siliziumcarbidkristallen für eine anschließende Substratherstellung verwendete ist. Diese Technik ist sowohl hinsichtlich der Kristallqualität als auch der Reinheit beschränkt. Die durch dieses Verfahren hergestellten Substrate sind mit Löchern perforiert, die Mikroröhren genannt werden, und weisen zusätzlich eine Mosaikstruktur auf, die mit Körnern leicht unterschiedlicher Kristallorientierung zusammenhängt. Das Wachstum der Kristalle erfolgt durch Sublimieren eines Quellenpulvers von SiC in einem Behälter. Die SiC-Dämpfe werden durch einen künstlich angelegten thermischen Gradienten zu dem Keimkristall transportiert. Die Wachstumsrate ist durch den Grad der Übersättigung der Dämpfe in der Atmosphäre um den Keimkristall herum bestimmt, die ihrerseits wiederum durch die Temperatur, den angelegten Temperaturgradienten und den Druck in dem System bestimmt ist. Der Dampftransport ist somit durch Diffusionsprozesse und Konvektion charakterisiert. Somit werden geringe Drücke in dem Behälter benötigt, um den Transport des sublimierten SiC-Pulvers effektiv zu machen, während zu viele Kollisionen des SiC-Dampfs auf seinem Weg zu dem Keimkristall vermieden werden. Bei einem derartigen System liegen die erreichten Wachstumsraten in der Größenordnung von wenigen mm/h. Typische Temperaturen, Temperaturgradienten und Drücke liegen entsprechend in der Größenordnung von 2400°C für das Quellmaterial, 10 –30°C/cm und 5-50 Millibar. Die Umgebung ist normalerweise Ar. Der Vorteil bei diesem Verfahren ist seine Einfachheit. Der Nachteil bei diesem Verfahren ist die beschränkte Kontrolle des Systems, die unbefriedigende Kristallqualität und die geringe Reinheit, welche größtenteils durch die Reinheit des Quellenmaterials beherrscht wird und die in der Tat durch die Wahl eines reineren Quellenmaterials verbessert werden kann. Aufgrund eines unvermeidbaren Entweichens von Si aus dem quasi abgeschlossenen Behälter kann das C/Si-Verhältnis des verdampften Quellenmaterials nicht während des gesamten Wachstums konstant gehalten werden. Dies beeinflusst das Wachstum auf negative Weise und verursacht Kristalldefekte. Um für eine anschließende Substratherstellung Kristalle einer signifikanten Größe zu wachsen, muss das Wachstum also von Zeit zu Zeit unterbrochen werden, um den Behälter wieder mit neuem Quellenmaterial zu füllen. Auch diese Unterbrechungen stören den wachsenden Kristall. Während des Wachstums verursacht die Anwesenheit des Temperaturgradienten an der Wachstumsgrenzfläche die Bildung von Kristalldefekten, wie beispielsweise Mikroröhren, Versetzungen und Punktdefektagglomerate.It are different techniques for The epitaxial growth of silicon carbide is known, of which the technique of germ sublimation growth currently common for the Growing of silicon carbide crystals for subsequent substrate production used is. This technique is both in terms of crystal quality as well limited to purity. The substrates produced by this method are perforated with holes, the microtubes be called, and additionally have a Mosaic structure made with grains slightly different crystal orientation. The Growth of the crystals occurs by sublimation of a source powder of SiC in a container. The SiC vapors be through an artificial applied thermal gradient transported to the seed crystal. The growth rate is determined by the degree of supersaturation of the vapors in the atmosphere determined around the seed crystal, which in turn by the temperature, the applied temperature gradient and the pressure is determined in the system. The vapor transport is thus by diffusion processes and convection characterizes. Thus, low pressures in the container needed to make the transport of the sublimed SiC powder effective, while Too many collisions of the SiC vapor on its way to the seed crystal avoided become. In such a system, the growth rates achieved in the order of magnitude of a few mm / h. Typical temperatures, temperature gradients and pressures are correspondingly of the order of magnitude from 2400 ° C for the source material, 10 -30 ° C / cm and 5-50 millibar. The environment is usually Ar. The advantage with This method is its simplicity. The disadvantage with this Procedure is the limited Control of the system, the unsatisfactory crystal quality and the low Purity, which mostly is dominated by the purity of the source material and the indeed improved by the choice of a purer source material can be. Due to unavoidable escape of Si the quasi-closed container can the C / Si ratio of the vaporized source material not throughout the growth kept constant. This affects growth to negative Way, causing crystal defects. Um for a subsequent substrate production Grow crystals of a significant size, Therefore, growth must be interrupted from time to time the container again to fill with new source material. These interruptions also disturb the growing crystal. While of growth causes the presence of the temperature gradient at the growth interface the formation of crystal defects, such as microtubes, dislocations and point defect agglomerates.

Eine weitere Technik, die für das epitaktische Wachstum von Siliziumcarbidschichten verwendet wird, ist die Technik der chemischen Gasphasenabscheidung, die hinsichtlich Reinheit und Kristallqualität der des Keimsublimationswachstums weit überlegen ist. Das für das Wachstum benötigte Gas wird durch ein Trägergas, das normalerweise Wasserstoff ist, zu dem Substrat transportiert. Die verwendeten Precursorgase sind in dem SiC-Fall normalerweise Silan und Propan. Die Precursorgase zerlegen sich oder werden aufgebrochen und die Silizium- und Kohlenstoffbestandteile wandern auf der wachsenden Kristalloberfläche, um einen geeigneten Gitterplatz zu finden. Die Temperatur des Systems wird normalerweise unter 1600°C gehalten. In der Wachstumsfront des Kristalls liegt im Wesentlichen kein Temperaturgradient vor. Der Vorteil bei dem CVD-Prozess ist die Reinheit und die Kristallqualität, die hauptsächlich durch die Substratqualität begrenzt ist. Der Nachteil bei der CVD-Technik sind die geringen Wachstumsraten, die jegliche Möglichkeit des Wachsens von Kristallen für eine Substratherstellung durch diese Technik oder sogar von dicken hochqualitativen Schichten bei einer kommerziell interessanten Kapazität ausschließen. Die typischen Wachstumsraten von CVD-gewachsenen epitaktischen SiC-Schichten liegen bei 1600°C in der Größenordnung von mehreren μm/h.Another technique used for the epitaxial growth of silicon carbide layers is the chemical vapor deposition technique, which is far superior to that of seed sublimation growth in purity and crystal quality. The gas required for growth is transported to the substrate by a carrier gas, which is normally hydrogen. The precursor gases used are normally silane and propane in the SiC case. The precursor gases decompose or break up and the silicon and carbon components migrate on the growing crystal surface to find a suitable lattice site. The temperature of the system is normally kept below 1600 ° C. In the growth front of the crystal is essentially no Temperature gradient before. The advantage of the CVD process is purity and crystal quality, which is mainly limited by substrate quality. The drawback with the CVD technique is the low growth rates which preclude any possibility of growing crystals for substrate production by this technique or even thick high quality layers at a commercially interesting capacity. The typical growth rates of CVD-grown epitaxial SiC layers at 1600 ° C in the order of several microns / h.

Kürzlich wurde ein weiterer Prozess vorgestellt, nämlich der Prozess der chemischen Gasphasenabscheidung bei Hochtemperatur (HTCVD) (Artikel über chemische Gasphasenabscheidung bei hoher Temperatur, veröffentlicht im Technical Digest der Int'1 Conf. on SiC and Related materials – ICSCRM-95 –, Kyoto, Japan, 1995, und WO-A-97/01658). Dieser Prozess ist technisch gesehen ein CVD-Prozess, der bei sehr hohen Temperaturen durchgeführt wird, wo Sublimation und Ätzen des Keimkristalls (Substrat) und des wachsenden Kristalls oder der wachsenden Schicht signifikant ist. Es hat sich gezeigt, dass das Ätzen der wachsenden Oberfläche die Kristallqualität verbessert, und auch aufgrund der Reinheit der Precursorgase ist die Reinheit der gewachsenen Kristalle sehr hoch. Aufgrund der erhöhten Oberflächenmobilität der Atome, die dadurch schneller ihre korrekten Gitterplätze finden, kann die Wachstumsrate bis zu einer Größenordnung von einigen mm/h erhöht werden. Bei dem HTCVD-Prozess liegen die verwendeten Temperaturen in der Größenordnung von 1900°C-2500°C. Der Vorteil bei dem HTCVD-Prozess ist die hohe Reinheit, die hohe Kristallqualität und auch die hohe Wachstumsrate. Der Nachteil bei der Technik ist die Schwierigkeit, auf künstliche Weise günstige Bedingungen für das Wachstum herzustellen, indem Silizium- und Kohlenstoff-Precursorgase zu jeder Zeit, d.h. während des Temperaturanstiegs bis zur Wachstumstemperatur und während des Wachstums, in einer korrekten Menge hinzugefügt werden. Wenn eine zu geringe Menge von Precursorgasen hinzugefügt wird, kann ein zu hoher Grad von Ätzen oder Sublimation auftreten, was dadurch eine Graphitisation der Kristalloberfläche verursachen kann, die Kristalldefekte verursacht oder ein Wachstum sogar vollständig verhindert. Wenn eine zu große Menge hinzugefügt wird, kann die Übersättigung für die Oberflächenmobilität zu hoch sein, und das Wachstum kann polykristallin sein. Die Bedingungen müssen somit künstlich nahe einem thermodynamischen Gleichgewicht gehalten werden, was sehr schwierig zu erreichen sein kann. Die Lösung zu diesem Problem wird in einer parallel anhängigen Patentanmeldung gegeben, die am gleichen Tag wie die vorliegende Anmeldung von der Anmelderin hinterlegt wurde. Diese Technik wurde beim Ausarbeiten der Oberbegriffe der beigefügten unabhängigen Ansprüche als den Stand der Technik bildend angesehen, obwohl die unten definierte erfindungsgemäße Technik in Wahrheit keine Art von CVD-Technik ist.Recently became another process presented, namely the process of chemical High-temperature vapor deposition (HTCVD) (Chemicals High-temperature vapor deposition, published in the Technical Digest the Int'1 Conf. on SiC and Related Materials - ICSCRM-95 -, Kyoto, Japan, 1995, and WO-A-97/01658). This process is technically a CVD process that is carried out at very high temperatures where sublimation and etching of the Germ crystal (substrate) and growing crystal or growing Layer is significant. It has been shown that the etching of the growing surface the crystal quality improved, and also because of the purity of Precursorgase is the purity of the grown crystals is very high. Due to the increased surface mobility of the atoms, This allows faster finding their correct lattice sites, the growth rate up to an order of magnitude increased by a few mm / h become. In the HTCVD process, the temperatures used are in the order of magnitude from 1900 ° C to 2500 ° C. The advantage in the HTCVD process is the high purity, the high crystal quality and also the high growth rate. The disadvantage with the technique is the difficulty on artificial Way cheap Conditions for to produce growth by adding silicon and carbon precursor gases every time, i. while the temperature rise to the growth temperature and during the Growth, to be added in a correct amount. If one too low Amount of precursor gases added may be too high Degree of etching or sublimation, thereby causing graphitization of the crystal surface that causes crystal defects or growth even completely prevented. If too big Quantity added is, the supersaturation can be for the Surface mobility too high and the growth can be polycrystalline. The conditions have to thus artificial be kept close to a thermodynamic equilibrium, which very difficult to achieve. The solution to this problem will be in a parallel pending Patent application given on the same day as the present Registration filed by the applicant. This technique was in working out the preambles of the appended independent claims as The prior art, although defined below, is considered inventive technique in truth, this is not some kind of CVD technique.

Ein weiteres Problem ist der Transport von Quellenmaterial für das Wachstum zu dem Suszeptor, was bei dem HTCVD-Prozess, der zum Wachsen von SiC durchgeführt wird, der Transport von Silan ist. Das Silan kann sich in einem frühen Stadium zerlegen und in einer vollständigen oder teilweisen Verstopfung der zu dem Suszeptor führenden Gasröh re oder in einer vollständigen Erschöpfung des Gases resultieren, was ein Wachstum unmöglich macht. Des Weiteren besteht ein Explosionsrisiko, wenn Silan in hohen Konzentrationen verwendet wird.One Another problem is the transport of source material for growth to the susceptor, what in the HTCVD process, which is to grow SiC performed is, the transport of silane is. The silane can be in one early Disassemble stage and in a complete or partial constipation leading to the susceptor Gasröh or in a complete exhaustion of gas, which makes growth impossible. Furthermore exists an explosion hazard when using silane in high concentrations becomes.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY THE INVENTION

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Lösung zu den letzteren, oben diskutierten Problemen vorzuschlagen, indem ein Verfahren und eine Einrichtung bereitgestellt werden, die es möglich machen, Gegenstände, sowohl Schichten als auch Einkristallkörper aus SiC, aus einem Nitrid der Gruppe III oder aus Legierungen davon, bei hohen Wachstumsraten epitaktisch zu wachsen, wobei trotzdem eine hohe Kristallqualität des gewachsenen Gegenstandes erreicht wird, und die Probleme zu lösen.The Object of the present invention is a solution to the latter, above discuss proposed problems by a procedure and a facility be made available, it is possible make, objects, both layers and single crystal bodies of SiC, a nitride Group III or alloys thereof, at high growth rates epitaxial growth, while still maintaining a high crystal quality of the grown Object is achieved and solve the problems.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem ein Verfahren bereitgestellt wird, das in der Einleitung definiert ist, mit den weiteren Schritten des unabhängigen Anspruchs 1. In dem SiC-Fall ist es auf diese Weise möglich, eine vorzeitige Zerlegung des Silans in der zu der Wachstumskammer führenden Rohrleitung und/oder eine vollständige Erschöpfung des Silans zu verhindern, indem Quellenmaterial im flüssigen oder festen Zustand auf diese Weise zu der Trägergasströmung hinzugegeben wird. Dieses Quellenmaterial kann beispielsweise Si, C, SiC, oder Kombinationen davon sein, vorzugsweise in einem festen Zustand als Pulver. Die am meisten bevorzugten Vorschläge sind, diese Zugaben als Si und C (Graphitpulver) oder als SiC-Pulver zu machen. Da die Schmelztemperatur von Si 1414°C beträgt, wird das Si viel effizienter in die Wachstumskammer eingeführt ohne vorzeitige Reaktionen in der Rohrleitung, welche die Leitung vollständig blockieren könnten, wie in dem Fall, wenn Silan als der Precursor verwendet wird.These The object is achieved according to the invention by a method is provided which defines in the introduction is, with the further steps of the independent claim 1. In the SiC case, it is possible in this way, a premature decomposition of the silane in the pipeline leading to the growth chamber and / or a complete exhaustion to prevent the silane by using source material in the liquid or solid state is added in this way to the carrier gas flow. This Source material may be, for example, Si, C, SiC, or combinations thereof, preferably in a solid state as a powder. The most preferred suggestions These additions are Si and C (graphite powder) or SiC powder close. Since the melting temperature of Si is 1414 ° C, the Si becomes much more efficient introduced into the growth chamber without premature reactions in the pipeline leading the line Completely could block as in the case when silane is used as the precursor.

Dank dieser Zugaben, wird der Transport des Quellenmaterials viel effizienter sein, als wenn Silan als Quellenmaterial verwendet wird, da ein zu starkes Erhöhen des Gasdrucks von Silan in der dem Suszeptor zugeführten Gasmischung, um eine hohe Wachstumsrate zu erreichen, dazu führt, dass Silan ohne Aufbrechen und ohne jegliches Wachstum durch den Suszeptor transportiert wird. Mit Bezug auf die Keimsublimationstechnik kann auf diese Weise Quellenmaterial zu dem Trägergas hinzugegeben werden, so dass Kristalle von unbegrenzter Länge ohne Unterbrechung gewachsen werden können.Thanks to these additions, transporting the source material will be much more efficient than using silane as the source material, since over-increasing the gas pressure of silane in the gas mixture fed to the susceptor to achieve a high growth rate will result in silane without Break up and transported through the susceptor without any growth. Regarding the seed sublimation technique can thus add source material to the carrier gas so that crystals of indefinite length can be grown without interruption.

Die EP 0 554 047 beschreibt eine Einrichtung und ein Verfahren, bei dem Bestandteile der Gasmischung außerhalb eines Suszeptors in der Reaktionszone miteinander reagieren, um dort SiC in festem Zustand zu bilden, welches dann zu einer Sublimationszone transportiert wird.The EP 0 554 047 describes an apparatus and method in which components of the gas mixture outside a susceptor in the reaction zone react with each other to form SiC in a solid state, which is then transported to a sublimation zone.

Die Definition "als das gewachsene Material" ist so zu interpretieren, dass, wenn beispielsweise SiC gewachsen wird, der Teil des Quellenmaterials SiC in einem festen Zustand ist. Somit ist das erfindungsgemäße Verfahren eine Verbesserung der Technik der chemischen Gasphasenabscheidung bei hoher Temperatur, die sie zu einem Hybrid dieser Technik und der Keimsublimationstechnik macht, wobei die Vorteile jeder dieser Techniken verwendet werden. Dank der Tatsache, dass diese Art von Quellenmaterial in einem festen Zustand in dem Behälter vorliegt, wird eine sehr gute Kontrolle eines weiten Parameterbereiches erreicht, so dass ein hochqualitativer Kristall mit einer hohen Wachstumsrate gewachsen werden kann.The Definition "as the grown material "is interpreted as meaning that, for example, when SiC is grown, the part of the source material SiC is in a solid state. Consequently is the inventive method an improvement in the technique of chemical vapor deposition at high temperature, they become a hybrid of this technology and the germ-sublimation technique does, taking advantage of each of these Techniques are used. Thanks to the fact that this kind of Source material is in a solid state in the container, a very good control of a wide range of parameters is achieved, making a high quality crystal with a high growth rate can be grown.

Die Si und C enthaltenden Dämpfe, die entweder durch Ätzen oder durch Sublimation des SiC erzeugt werden, werden durch das Trägergas oder durch das Trägergas in Verbindung mit einem thermischen Gradienten zu dem Substrat gebracht. Somit können zu jeder Zeit und während des gesamten Wachstumszyklus Bedingungen nahe dem thermischen Gleichgewicht erreicht werden, vorausgesetzt, dass zu jeder Zeit eine signifikante Menge von SiC in der Wachstumskammer vorhanden ist. Somit sind während der Temperaturrampe bis zur Wachstumstemperatur keine künstlichen Mittel zum Erzeugen eines thermodynamischen Gleichgewichts erforderlich. Diese Verbesserung wird es einfach machen, ohne jeglichen Temperaturgradienten SiC-Einkristallkörper zu wachsen. Es wird möglich sein, von den Vorteilen der Keimsublimationstechnik, hohe Wachstumsraten zu erreichen, zu profitieren, ohne gezwungen zu sein, die Nachteile dieser Technik zu akzeptieren, die mit der Verwendung des Temperaturgradienten zum Erreichen des Transports des Quellenmaterials im gasförmigen Zustand verbunden sind, da die Trägergasströmung für diesen Transport verwendet wird. Das Einführen des Trägergases für den Transport des Quellenmaterialdampfes ist ein Schlüsselpunkt, und in dem vorliegenden Fall ist es überflüssig, dem Trägergas irgendwelche Precursorgase zuzugeben. In dem Fall keiner Zugabe von Quellenmaterial zu der Trägergasströmung stromaufwärts von dem Behälter wird das Wachstum stoppen, sobald die exponierte Oberfläche des SK-Quellenmaterials zu klein wird, um als Übersättigung beibehalten zu werden. Der Trägergastransport zusammen mit einer vorgeschlagenen Modifikation beinhaltet eine Anzahl von Vorteilen:
Der Transport des Quellenmaterials wird viel effektiver sein, was bedeutet, dass die Wachstumsraten im Vergleich zu der Keimsublimationstechnik erheblich erhöht werden können. Zum Beibehalten hoher Wachstumsraten brauchen wesentlich kleinere Temperaturgradienten oder sogar überhaupt keine Temperaturgradienten angelegt zu werden, wobei somit eine signifikant verbesserte Kristallqualität ermöglicht wird. Durch Erhöhen oder Erniedrigen der Strömung des Trägergases kann der Dampftransport sehr leicht gesteuert werden. Der Grad von Übersättigung kann zu jeder Zeit auf einem kontrollierbaren Niveau gehalten werden. Wenn der thermische Gradient negativ gemacht wird, d.h. das Substrat ist auf einer höheren Temperatur als das Quellenmaterial, ist auch ein kontrolliertes Ätzen möglich. Sobald Wachstum gewünscht wird, verursacht der negative thermische Gradient kein Problem, da der Transport des Quellenmaterials durch ein Trägergas so viel effizienter als ein thermischer Gradient ist. In einer Weise ähnlich der des CVD können Dotierstoffe leicht zu dem Trägergas hinzugegeben werden. Da die Gase durch den Behälter hindurchströmen, wird viel Material verloren gehen und abgeschieden oder zu anderen Teilen des Behälters transportiert werden. Diese Verluste können jedoch sowohl für die Silizium- als auch für die Kohlenstoff enthaltenden Dämpfe im Wesentlichen gleich angenommen werden, was die Beibehaltung eines konstanten C/Si-Verhältnisses vereinfachen wird. Bei dieser Ausführungsform kann die Wachstumsrate einfach durch Steuern der Temperatur, auf welche die Suszeptorwände aufgeheizt werden, und der Strömungsrate der Trägergasströmung gesteuert werden. Die Definition "Behälter" ist als ein Gegenstand zu interpretieren, der einen Raum in Verbindung mit dem Suszeptorraum definiert, in dem eine Temperatur oberhalb des Temperaturniveaus vorherrscht, ab dem die Sublimation des Materialwachstums erheblich anzusteigen beginnt. Somit kann ein Behälter das gleiche wie der Suszeptor sein oder neben dem Suszeptor außerdem einen Raum direkt stromaufwärts von dem Suszeptorraum umfassen. Es wird betont, dass die entsprechenden Schlussfolgerungen auch für die Fälle des Wachsens von Gegenständen aus anderen Materialien als SiC gelten.The vapors containing Si and C, which are generated either by etching or by sublimation of the SiC, are brought to the substrate by the carrier gas or by the carrier gas in conjunction with a thermal gradient. Thus, conditions near thermal equilibrium can be achieved at any time and throughout the growth cycle, provided that there is a significant amount of SiC in the growth chamber at all times. Thus, no artificial means for generating a thermodynamic equilibrium are required during the temperature ramp to growth temperature. This improvement will make it easy to grow SiC single crystal bodies without any temperature gradient. It will be possible to capitalize on the advantages of seed-sublimation technology to achieve high growth rates without being forced to accept the disadvantages of this technique associated with the use of the temperature gradient to achieve the transport of the source material in the gaseous state the carrier gas flow is used for this transport. The introduction of the carrier gas for the transport of the source material vapor is a key point, and in the present case it is superfluous to add any precursor gas to the carrier gas. In the case of no addition of source material to the carrier gas flow upstream of the container, growth will stop once the exposed surface of the SK source material becomes too small to be maintained as supersaturation. The carrier gas transport together with a proposed modification includes a number of advantages:
The transport of the source material will be much more effective, which means that the growth rates can be significantly increased compared to the germ-sublimation technique. To maintain high growth rates, much smaller temperature gradients or even no temperature gradients need to be applied, thus enabling significantly improved crystal quality. By increasing or decreasing the flow of the carrier gas, the vapor transport can be controlled very easily. The degree of supersaturation can be kept at a controllable level at all times. If the thermal gradient is made negative, ie, the substrate is at a higher temperature than the source material, controlled etching is also possible. As growth is desired, the negative thermal gradient poses no problem because the transport of the source material by a carrier gas is so much more efficient than a thermal gradient. In a manner similar to CVD, dopants can be easily added to the carrier gas. As the gases flow through the container, much material will be lost and deposited or transported to other parts of the container. However, these losses can be assumed to be substantially the same for both the silicon and carbonaceous vapors, which will facilitate maintaining a constant C / Si ratio. In this embodiment, the growth rate can be controlled simply by controlling the temperature to which the susceptor walls are heated and the flow rate of the carrier gas flow. The definition "container" is to be interpreted as an item that defines a space in connection with the susceptor space in which a temperature above the temperature level prevails, from which the sublimation of material growth begins to increase significantly. Thus, a container may be the same as the susceptor or, besides the susceptor, also include a space immediately upstream of the susceptor space. It is emphasized that the corresponding conclusions also apply to cases of growth of objects made of materials other than SiC.

Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass niemals das gesamte Quellenmaterial im festen Zustand im Behälter verbraucht werden wird, sondern dass immer ein Puffer von Quellenmaterial im festen Zustand des gewachsenen Materials im Behälter vorhanden sein wird, so dass es niemals schwierig sein wird, ein thermodynamisches Gleichgewicht in dem System beizubehalten. Falls günstige thermodynamische Bedingungen zu jeder Zeit künstlich erreicht werden können, kann man das SK-Quellenmaterial in dem Behälter weglassen, und das System wird im Wesentlichen das gleiche sein wie die HTCVD in den Fällen, wenn das Quellenmaterial als Festkörper oder als Flüssigkeit zu dem Behälter hinzugegeben wird.In this way it can be ensured that the entire source material in the solid state will never be consumed in the container, but that there will always be a buffer of source material in the solid state of the grown material in the container so that it will never be difficult to thermodynamically Maintain balance in the system. If favorable thermodynamic conditions can be achieved artificially at any time, one can use the SK source omit lenmaterial in the container, and the system will be substantially the same as the HTCVD in the cases when the source material is added as a solid or liquid to the container.

Die entsprechenden Eigenschaften und Vorteile davon werden in einer erfindungsgemäßen und in den beigefügten Einrichtungsansprüchen definierten Einrichtung zum epitaktischen Wachsen von Gegenständen gefunden.The corresponding characteristics and advantages of it are in one according to the invention and in the attached establishment claims defined device for epitaxial growth of objects found.

Weitere bevorzugte Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens erscheinen aus der folgenden Beschreibung und den anderen abhängigen Ansprüchen.Further preferred features and advantages of the device according to the invention and the method of the invention appear from the following description and the other dependent claims.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION THE DRAWINGS

Mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen folgt unten eine spezielle Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, die als Beispiele zitiert sind.With Reference to the attached Drawings follows below a specific description of preferred embodiments of the invention cited as examples.

In den Zeichnungen ist:In the drawings is:

1 eine Längsschnittsansicht einer Einrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, 1 a longitudinal sectional view of a device according to a first embodiment of the invention,

2 eine perspektivische Ansicht des in der Einrichtung von 1 verwendeten Suszeptors gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform, die zum epitaktischen Wachsen von Schichten ausgebildet ist, wobei Teile der Suszeptorwände weggebrochen sind, um das Innere des Suszeptors darzustellen, 2 a perspective view of the in the device of 1 used susceptor according to a first preferred embodiment, which is designed for the epitaxial growth of layers, wherein parts of the susceptor walls are broken away to represent the interior of the susceptor,

3 eine Ansicht ähnlich der 2 eines Suszeptors gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform, der zum Wachsen von Einkristallkörpern durch das gleiche erfindungsgemäße Verfahren ausgebildet ist, wie es für das Wachstum in der Ausführungsform gemäß den 1 und 2 verwendet wird, und 3 a view similar to the one 2 of a susceptor according to a second preferred embodiment, which is adapted to grow single crystal bodies by the same method according to the invention as used for growth in the embodiment according to FIGS 1 and 2 is used, and

4 eine Ansicht ähnlich der 2 und 3 eines Suszeptors gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform, die ausgebildet ist, um das Wachstum von Einkristallkörpern nahezu unbegrenzter Länge zu ermöglichen. 4 a view similar to the one 2 and 3 a susceptor according to a third preferred embodiment, which is designed to allow the growth of single crystal bodies of virtually unlimited length.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS THE INVENTION

1 zeigt schematisch eine Einrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zum epitaktischen Wachsen von SiC mittels eines Verfahrens gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die ein Hybrid der Keimsublimation und der Gasphasenabscheidung bei Hochtemperatur ist, auf einem SiC-Substrat in einer vereinfachten Weise, und es ist offensichtlich, dass die fragliche Einrichtung auch andere Mittel umfasst, wie beispielsweise Pumpen, aber herkömmliche Ausrüstung, die nichts mit der Erfindung zu tun hat, wurde im Sinne der Klarheit und Konzentration auf die erfinderischen Eigenschaften weggelassen. Die Einrichtung umfasst ein Gehäuse 1, das aus einem sich im Wesentlichen vertikal erstreckenden Quarzrohr 2 und zwei gegenüberliegenden Endflanschen 3 und 4 gebildet ist. Der Endflansch 4 ist vorzugsweise abnehmbar, um Zugang zu dem Inneren des Rohrs 2 zu bekommen. Durch den unteren Endflansch 3 ist eine Leitung 5 zum Zuführen eines Stroms zumindest eines Trägergases eingeführt, der für den Transport von Quellenmaterial für das Wachstum zu dem Substrat im Inneren eines Suszeptors vorgesehen ist. Die Zusammensetzung und Aufgabe dieser Gasmischung, die zumindest ein Trägergas enthält, wird weiter unten detaillierter diskutiert. Die Leitung 5 ist mit separaten Leitungen 20-23 verbunden, die zu Quellen für verschiedene Zugaben von Quellenmaterial für das Wachstum zu dem Trägergas führen, und diese Leitungen sind mit nicht gezeigten Strömungsregulierungsmitteln versehen, um den Inhalt jeder Komponente in der Gasmischung wie gewünscht zu regulieren. Derartige Strömungsregulierungsmittel werden auch für die Trägergasströmung vorhanden sein. Um der Klarheit willen sind die Leitungen 20-23 in 1 so dargestellt, dass sie nahe dem Gehäuse 1 in die Leitung 5 zusammenlaufen, in der Praxis werden sie sich wahrscheinlich jedoch in einem größeren Abstand davon befinden. 1 schematically shows a device according to a preferred embodiment of the invention for the epitaxial growth of SiC by a method according to a preferred embodiment of the invention, which is a hybrid of seed sublimation and vapor deposition at high temperature, on a SiC substrate in a simplified manner, and it is Obviously, the device in question also includes other means, such as pumps, but conventional equipment unrelated to the invention has been omitted for the purposes of clarity and focus on the inventive characteristics. The device comprises a housing 1 consisting of a substantially vertically extending quartz tube 2 and two opposite end flanges 3 and 4 is formed. The end flange 4 is preferably removable to access the interior of the tube 2 to get. Through the lower end flange 3 is a lead 5 for introducing a stream of at least one carrier gas provided for transporting source material for growth to the substrate inside a susceptor. The composition and purpose of this gas mixture containing at least one carrier gas will be discussed in more detail below. The administration 5 is with separate lines 20 - 23 connected to sources for various additions of source material for growth to the carrier gas, and these conduits are provided with flow control means, not shown, for regulating the content of each component in the gas mixture as desired. Such flow control agents will also be present for the carrier gas flow. For the sake of clarity, the leads are 20 - 23 in 1 shown as being close to the case 1 into the pipe 5 However, in practice they are likely to be at a greater distance from it.

Des Weiteren umfasst die Einrichtung einen Trichter 6, um den Gasstrom aus der Leitung 5 in einen Suszeptor 7 zu konzentrieren (siehe auch 2). Der in den 1 und 2 gezeigte Suszeptor 7 ist für das epitaktische Wachsen von SiC-Schichten ausgebildet. Der Suszeptor ist im Wesentlichen zylindrisch mit Umfangswänden 8 einer im Wesentlichen gleichförmigen Dicke. Die Wände sind aus Graphit gefertigt, sie sind im Inneren aber mit einer SiC-Schicht 9 beschichtet oder alternativ durch eine zylindrische, aus SiC gefertigte Platte bedeckt. Der den Suszeptor umgebende Raum ist abgeschlossen und zur thermischen Isolierung mit Graphitschaum 10 gefüllt, um das umgebende Quarzrohr 2 zu schützen. Ein Mittel 11 zum Abstrahlen eines HF-Feldes in Form einer HF-Spule umgibt das Rohr 2 entlang der Längserstreckung des Suszeptors 7. Dieses Aufheizmittel 11 ist angeordnet, um ein HF-Feld abzustrahlen, das die Wände 8 des Suszeptors und dadurch die in den Suszeptor eingeführte Gasmischung gleichmäßig aufheizt.Furthermore, the device comprises a funnel 6 to remove the gas flow from the line 5 in a susceptor 7 to concentrate (see also 2 ). The in the 1 and 2 shown susceptor 7 is designed for the epitaxial growth of SiC layers. The susceptor is substantially cylindrical with peripheral walls 8th a substantially uniform thickness. The walls are made of graphite, but they are inside with a SiC layer 9 coated or alternatively covered by a cylindrical plate made of SiC. The space surrounding the susceptor is complete and for thermal insulation with graphite foam 10 filled to the surrounding quartz tube 2 to protect. A means 11 for radiating an RF field in the form of an RF coil surrounds the tube 2 along the longitudinal extent of the susceptor 7 , This heating agent 11 is arranged to emit an RF field covering the walls 8th of the susceptor and thereby evenly heats the gas mixture introduced into the susceptor.

Der Suszeptor 7 umfasst einen Deckel 12 aus dem gleichen Material wie der Rest des Suszeptors, auf dessen unterer Seite ein SiC-Substrat 13 angeordnet ist und der von dem Rest des Suszeptors entfernt werden kann, um das Substrat zu entfernen, nachdem darauf eine Schicht gewachsen wurde. Der Deckel 12 ist mit an der Außenseite befindlichen Gasauslasslöchern 14 versehen, so dass eine zu bevorzugende laminare Gasströmung durch den unteren Einlass 15 in den Suszeptorraum 18 eintritt und nahe an dem Substrat vorbeiströmt und den Suszeptor durch die oberen Auslässe 14 verlässt und dann die Einrichtung durch eine Leitung 16 verlässt, die mit einer nicht gezeigten Pumpe verbunden ist.The susceptor 7 includes a lid 12 from the same material as the rest of the suszep gate, on the lower side of a SiC substrate 13 which can be removed from the remainder of the susceptor to remove the substrate after a layer has been grown thereon. The lid 12 is with gas outlet holes on the outside 14 provided so that a preferred laminar gas flow through the lower inlet 15 in the susceptor room 18 enters and passes close to the substrate and the susceptor through the upper outlets 14 leaves and then the facility through a pipe 16 leaves, which is connected to a pump, not shown.

Die Temperatur im Inneren des Suszeptors 7 kann pyrometrisch geprüft werden, indem durch ein mit 17 bezeichnetes Fenster in den Suszeptor 7 geschaut wird.The temperature inside the susceptor 7 can be tested pyrometrically by using a with 17 designated window in the susceptor 7 is looked.

Im unteren Teil des Suszeptors befindet sich zumindest ein Teil des Quellenmaterials für das Wachstum in Form eines SiC-Pulvers mit hoher Reinheit. Der Trichter 6 weist Umfangsöffnungen 25 für den Durchtritt der Strömung der Gasmischung in den Suszeptorraum 18 auf.In the lower part of the susceptor, at least part of the source material for growth is in the form of a high purity SiC powder. The funnel 6 has circumferential openings 25 for the passage of the flow of the gas mixture into the susceptor space 18 on.

Die Funktion der Einrichtung ist wie folgt:
Das Aufheizmittel 11 heizt die Suszeptorwände 8 und dadurch den Suszeptorraum 18 und das Substrat 13 und das darin enthaltene SiC-Pulver 24 auf eine Temperatur oberhalb des Temperaturniveaus auf, ab dem die Sublimation des SiC erheblich anzusteigen beginnt, im vorliegenden Fall auf eine Temperatur von ungefähr 2300°C. Dies bedeutet, dass das SiC-Pulver und auch das SiC des Substrats sublimieren wird. Eine Gasströmung, die ein Trägergas enthält, das H₂, He oder Ar sein kann, wird durch die Leitung 5 und den Trichter 6 dem Suszeptorraum 18 zugeführt. Die Definition des Trägergases ist ein Gas, das nicht aktiv an dem Wachstum teilhat, d.h. das keine Bestandteile aufweist, die in den Gegenstand des Substrats hineingewachsen werden. He und Ar haben bezüglich H₂ den Vorteil, dass sie nicht mit reaktiven Elementen von aufgebrochenen Precursorgasen, wie beispielsweise Propan, reagieren, und He ist aufgrund seiner vergleichsweise hohen thermischen Leitfähigkeit verglichen mit Ar besonders gut geeignet, um für das Wachstum verwendet zu werden. Die Trägergasströmung trägt sublimiertes und im Dampfzustand in dem Suszeptorraum 18 vorliegendes SiC-Pulver in Richtung des Substrats 13, so dass kein Temperaturgradient für den Transport des SiC-Dampfes zu dem Substrat nötig ist. Das Entweichen von Si und C wird bei diesem System stark sein, es kann jedoch auf einem vernünftigen Niveau gehalten werden, da ein Betrieb bei Atmosphärendruck möglich ist. Der auf diese Weise zu dem Substrat getragene SiC-Dampf, bildet eine Atmosphäre mit einem bestimmten "SiC-Gasdruck" um das Substrat herum, die einer Sublimation des SiC von dem Substrat und einem Ätzen desselben entgegenwirkt. Auf diese Weise wird zu jeder Zeit sichergestellt, dass eine Übersättigung beibehalten wird und dass kein Ätzen des Substrats auftritt, so dass bei hohen Wachstumsraten ein SiC-Kristall von hoher Qualität auf dem Substrat gewachsen werden kann. Es hat sich herausgestellt, dass es kein Problem sein wird, auf diese Weise bei 2300°C einen Gegenstand von 0,5 mm/h zu wachsen, und wahrscheinlich können viel höhere Wachstumsraten ins Auge gefasst werden. Würde diese sogenannte SiC-Atmosphäre nicht um das Substrat herum bereitgestellt werden, kann folgendes passieren: Bei einer Temperatur, die hoch genug ist, beginnt das gesamte SiC zu sublimieren, was bedeuten würde, dass die SiC-Bestandteile von dem Substrat das Substrat mit einer höheren Rate als der Kohlenstoff verlassen werden, so dass eine Graphitschicht auf dem Substrat gebildet würde. Im Falle der chemischen Gasphasenabscheidung müssen Si und C enthaltende Precursorgase mit einem korrekten Verhältnis zugeführt werden, das zu Beginn des Wachstums schwer zu steu ern ist. Wenn dies passiert, kann das Resultat des Wachstums sehr schlecht sein, oder das Wachstum wird im schlimmsten Fall unmöglich sein. Die zur Steuerung der Wachstumsrate benötigten Parameter können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren leicht innerhalb eines weiten Parameterbereichs gesteuert werden, so dass eine angemessene Steuerung der relevanten Parameter immer sichergestellt ist. Es gibt zwei Hauptparameter zur Steuerung der Wachstumsrate, nämlich die Temperatur im Inneren des Suszeptors und die Strömungsrate des Trägergases. Die Temperatur im Inneren des Suszeptors kann durch ein Steuern des Aufheizmittels 11 kontrolliert werden, und die Wachstumsrate und die Qualität des gewachsenen Kristalls können mit der Temperatur erhöht werden. Höhere Temperaturen bringen aber auch das Risiko mit sich, dass Verunreinigungen aus den Wänden des Suszeptors heraus kommen. Die Strömungsrate des Trägergases wird die Strömung des verdampften SiC zu der Atmosphäre um das Substrat steuern. Die Wachstumsrate kann durch Steuern der Trägergasströmung sehr effektiv verändert werden, und die Einrichtung umfasst aus diesem Grunde ein schematisch angedeutetes Mittel 26, um eine Regulierung der Strömungsrate der Trägergasströmung zu erlauben. Eine höhere Strömungsrate des Trägergases wird eine höhere Wachstumsrate bedeuten, aber zu hohe Wachstumsraten können das Risiko einer verringerten Qualität des gewachsenen Materials mit sich bringen. Das Substrat sollte nicht eine höhere Temperatur als das SiC-Pulver aufweisen, da dies einen Temperaturgradienten bedeuten würde, der normalerweise in einem Transport des SiC zu dem kälteren Bereich resultiert, d.h. in Richtung des SiC-Pulvers. In diesem Fall ist die Trägergasströmung jedoch total dominierend und zwingt die Trägergasströmung "den SiC-Dampf' in die richtige Richtung, so dass immer ein positives Wachstum stattfindet, unabhängig von einem möglichen negativen Tem peraturgradienten in dem Raum, was aufgrund der vertikalen Anordnung des Suszeptors leicht der Fall sein kann.The function of the device is as follows:
The heating medium 11 heats the susceptor walls 8th and thereby the susceptor space 18 and the substrate 13 and the SiC powder contained therein 24 to a temperature above the temperature level from which the sublimation of the SiC begins to increase significantly, in the present case to a temperature of about 2300 ° C. This means that the SiC powder and also the SiC of the substrate will sublime. A gas stream containing a carrier gas, which may be H ₂ , He or Ar, passes through the conduit 5 and the funnel 6 the susceptor room 18 fed. The definition of the carrier gas is a gas that does not actively participate in the growth, ie, that does not have any components that are grown into the article of the substrate. He and Ar have the advantage, with respect to H ₂ , that they do not react with reactive elements of disrupted precursor gases, such as propane, and He is particularly well suited for growth because of its comparatively high thermal conductivity compared to Ar. The carrier gas flow carries sublimated and vaporized in the susceptor space 18 present SiC powder in the direction of the substrate 13 so that no temperature gradient is necessary for the transport of the SiC vapor to the substrate. The leakage of Si and C will be strong in this system, but it can be maintained at a reasonable level, since operation at atmospheric pressure is possible. The SiC vapor thus carried to the substrate forms an atmosphere having a certain "SiC gas pressure" around the substrate, which counteracts sublimation of the SiC from the substrate and etching thereof. In this way, it is ensured at all times that supersaturation is maintained and that no etching of the substrate occurs, so that at high growth rates a high quality SiC crystal can be grown on the substrate. It has been found that it will not be a problem to grow an object of 0.5 mm / h at 2300 ° C in this way and much higher growth rates are likely to be envisaged. If this so-called SiC atmosphere were not provided around the substrate, the following may happen: At a temperature high enough, all of the SiC will begin to sublimate, which would mean that the SiC constituents from the substrate would cross the substrate Leave higher rate than the carbon, so that a graphite layer would be formed on the substrate. In the case of chemical vapor deposition, precursor gases containing Si and C must be supplied at a correct ratio, which is difficult to control at the beginning of growth. If this happens, the result of the growth can be very bad, or growth will be impossible in the worst case. The parameters required for controlling the growth rate can easily be controlled within a wide parameter range in the method according to the invention, so that adequate control of the relevant parameters is always ensured. There are two main parameters for controlling the growth rate, namely the temperature inside the susceptor and the flow rate of the carrier gas. The temperature inside the susceptor may be controlled by controlling the heating means 11 can be controlled, and the growth rate and the quality of the grown crystal can be increased with the temperature. However, higher temperatures also entail the risk of contaminants escaping from the walls of the susceptor. The flow rate of the carrier gas will control the flow of vaporized SiC to the atmosphere around the substrate. The rate of growth can be changed very effectively by controlling the flow of carrier gas, and for that reason the device comprises schematically indicated means 26 for allowing regulation of the flow rate of the carrier gas flow. A higher flow rate of the carrier gas will mean a higher growth rate, but too high growth rates may entail the risk of reduced quality of the grown material. The substrate should not have a higher temperature than the SiC powder, as this would mean a temperature gradient that normally results in a transport of the SiC to the colder area, ie in the direction of the SiC powder. In this case, however, the carrier gas flow is totally dominant and forces the carrier gas flow "the SiC vapor" in the right direction, so that there is always a positive growth, regardless of a possible negative Tem peraturgradienten in the room, which may easily be the case due to the vertical arrangement of the susceptor.

Des Weiteren kann das Verhältnis von Si und C enthaltenden Molekülen durch Zugaben von Silan und Propan durch die Leitungen 22 und 23 zu dem Trägergas in dem Suszeptorraum 18 konstant gehalten werden. Das Silan kann auf seinem Weg zu dem Gehäuse 1 jedoch teilweise zerlegt oder aufgebrochen werden, was zu einer zumindest teilweisen Verstopfung der fraglichen Leitungen und zu einer herabgesetzten und weniger zuverlässigen Funktion der gesamten Einrichtung führt. Das Risiko eines solchen Aufbrechens ist höher bei geringen Gasströmungsraten. Dieses Problem wird jedoch gelöst, indem durch die Leitung 20 Si oder SiC als Pulver zu der Trägergasströmung hinzugegeben wird. Auf diese Weise könnte auch Kohlenstoff oder Graphit als Pulver hinzugegeben werden, falls sich dies als nötig erweisen sollte. Da Si bei einer solchen hohen Temperatur von ungefähr 1400°C schmilzt, besteht kein Risiko einer Verstopfung der fraglichen Leitungen. Dies bedeutet, dass Silizium in Form von Si-Pulver in höheren Konzentrationen dem Suszeptorraum 18 zugeführt werden kann, als in Form von Silan. Des Weiteren ist auch das Risiko von Explosionen eliminiert. Alle Kombinationen von Zugaben von Bestandteilen zu der Trägergasströmung können verwendet werden, aber am meisten würde die Zugabe eines Pulvers, eventuell einer Flüssigkeit, eines Bestandteils, wie beispielsweise eines Si-Pulvers, zu der Trägergasströmung durch die Leitung 20 oder 21 bevorzugt. Es wäre ebenfalls möglich, ein Mittel vorzusehen, das angepasst ist, um die Gase, welche die Einrichtung durch die Leitung 16 verlassen, zu analysieren, um die Zugaben in Abhängigkeit von dem Ergebnis dieser Analyse zu regulieren. Diese Art des Steuerns des für das Wachstum relevanten Verhältnisses, in dem SiC-Fall des C/Si-Verhältnisses, kann auch erfolgreich verwendet werden, wenn Gegenstände durch Verwendung der Technik der chemischen Gasphasenabscheidung gewachsen werden, d.h. wenn kein Quellenmaterial in der Form des zu wachsenden Materials in dem Suszeptorraum vorliegt.Furthermore, the ratio of Si and C-containing molecules can be increased by adding silane and propane through the conduits 22 and 23 to the carrier gas in the susceptor space 18 kept constant. The silane may be on its way to the housing 1 however, partially disassembled or broken, resulting in at least partial obstruction of the conduits in question and reduced and less reliable operation of the entire facility. The risk of such disruption is higher at low gas flow rates. This problem is however solved by the line 20 Si or SiC is added as a powder to the carrier gas flow. In this way, carbon or graphite could also be added as a powder, if this proves necessary. Since Si melts at such a high temperature of about 1400 ° C, there is no risk of clogging of the pipes in question. This means that silicon in the form of Si powder in higher concentrations of the susceptor space 18 can be supplied as in the form of silane. Furthermore, the risk of explosions is eliminated. Any combinations of additions of ingredients to the carrier gas flow may be used, but most would be the addition of a powder, possibly a liquid, of a component, such as a Si powder, to the carrier gas flow through the conduit 20 or 21 prefers. It would also be possible to provide a means adapted to the gases passing the device through the conduit 16 leave to analyze, to regulate the additions depending on the result of this analysis. This way of controlling the growth-relevant ratio, in the SiC case of the C / Si ratio, can also be successfully used when growing objects by using the chemical vapor deposition technique, that is, when no source material in the form of growing material is present in the susceptor space.

Dank des oben beschriebenen Verfahrens kann die Anfangsphase des Wachstums, die von besonderer Wichtigkeit für die Qualität der bald danach gewachsenen Schichten ist, angemessen gesteuert werden, und sehr hohe Wachstumsraten sind danach erreichbar – gut in der Größenordnung von mm/h. Dank dem erreichten effizienten Transport kann bei diesen hohen Temperaturen eine hohe Wachstumsrate erreicht werden. Dank der Reinheit des durch das Trägergas dem Suszeptorraum zugeführten Si-Pulvers oder Silans und Graphits oder Propans ist die Einführung von unerwünschten kompensierenden Akzeptoren in die gewachsenen Schichten drastisch verringert bezüglich des epitaktischen Wachstums derartiger Schichten durch CVD bei normalen Temperaturen, was in einer signifikanten Verlängerung der Minoritätsträgerlebensdauer in den gewachsenen Kristallen resultiert. Dies ist eine wesentliche Verbesserung für die Herstellung von bipolaren Hochleistungsbauelementen. Auf diese Weise wird es ermöglicht werden, Kristalle mit der gleichen Wachstumsrate oder mit höheren Wachstumsraten zu wachsen, als wenn die Keimsublimationstechnik verwendet wird, aber mit einer viel höheren Kristallqualität und Reinheit.thanks of the method described above, the initial phase of growth, which are of particular importance to the quality which is grown soon after, is adequately controlled, and very high growth rates are achievable afterwards - good in of the order of magnitude of mm / h. Thanks to the achieved efficient transport can with these high temperatures a high growth rate can be achieved. thanks the purity of the carrier gas Si powder supplied to the susceptor space or silanes and graphites or propane is the introduction of undesirable compensating acceptors in the grown layers drastically reduced with respect the epitaxial growth of such layers by CVD at normal temperatures, which is in a significant extension the minority carrier lifetime resulted in the grown crystals. This is a significant improvement for the Production of bipolar high-performance components. In this way it is made possible be, crystals with the same growth rate or with higher growth rates grow as if the germinal sublimation technique is used, but with a much higher one crystal quality and purity.

3 zeigt einen Suszeptor 7' gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, der angepasst ist, um Einkristallkörper 19 aus SiC auf einem Substrat in Form eines mit 13' bezeichneten Keimkristalls zu wachsen. Dieser Suszeptor ist vorgesehen, um in einer Einrichtung gemäß 1 in der gleichen Weise eingebaut zu werden wie der Suszeptor gemäß 2. Der Suszeptor gemäß 3 unterscheidet sich von dem gemäß 2 lediglich durch die Anordnung der Gasauslasslöcher 14' im unteren Teil des Suszeptors. Entsprechend wird die Gasströmung wie angedeutet den Bereich der gewachsenen SiC-Einkristallkörper dort erreichen, wo das Quellenmaterial abgeschieden werden wird, und die resultierenden Bestandteile davon werden zurückgeleitet und verlassen den Suszeptor durch die Löcher 14'. 3 shows a susceptor 7 ' according to a second preferred embodiment of the invention, which is adapted to single crystal body 19 from SiC on a substrate in the form of a 13 ' designated seed crystal to grow. This susceptor is intended to be used in a device according to 1 to be installed in the same way as the susceptor according to 2 , The susceptor according to 3 differs from the according to 2 only by the arrangement of Gasauslasslöcher 14 ' in the lower part of the susceptor. Accordingly, as indicated, the gas flow will reach the area of grown SiC single crystal bodies where the source material will be deposited, and the resulting components thereof will be returned and leave the susceptor through the holes 14 ' ,

Dank der verwendeten hohen Temperatur können auf diese Weise SiC-Einkristallkörper mit hoher Kristallqualität mit einer ausreichend hohen Wachstumsrate epitaktisch gewachsen werden. Wie bereits bemerkt wurde, wird es ein thermodynamisches Gleichgewicht in dem Suszeptorraum 18' geben, und das C/Si-Verhältnis darin kann durch jede geeignete Zugabe leicht konstant gehalten werden, wie oben bereits diskutiert wurde. Dies bedeutet, dass der Grad an Übersättigung, der sowohl die Wachstumsrate als auch die Bildung von Mikroröhren beeinflusst, ohne jeglichen thermischen Gradienten variiert werden kann.Thanks to the high temperature used, SiC single crystalline bodies of high crystal quality can be grown epitaxially with a sufficiently high growth rate. As already noted, there will be a thermodynamic equilibrium in the susceptor space 18 ' and the C / Si ratio therein can be easily kept constant by any suitable addition, as discussed above. This means that the degree of supersaturation, which affects both the growth rate and the formation of microtubes, can be varied without any thermal gradient.

4 zeigt einen Suszeptor gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Dieser Suszeptor weist nur ein von den anderen beiden Ausführungsformen verschiedenes Hauptmerkmal auf, nämlich den Deckel 12'', und durch den kann der gewachsene Kristall 19'' konstant angehoben werden, vorzugsweise durch Rotation desselben, wie beispielsweise bei dem Czochralski-Wachstum. Ohne diese Möglichkeit wäre es nötig, einen viel längeren Suszeptorraum zum Wachsen langer Gegenstände aufzuheizen. Und die große Distanz zwischen dem festen Quellenmaterial und dem Kristall wäre auch hinsichtlich Abscheidungen auf den Suszeptorwänden vor Erreichen des Kristalls schädlich. Auf diese Weise kann es möglich sein, das erfindungsgemäße Verfahren zu verwenden, um Einkristallkörper aus SiC kontinuierlich mit der gleichen Qualität während des gesamten Wachstums bis zu einer unbegrenzten Länge zu wachsen. Bei dieser Ausführungsform wird das Quellenmaterial für das Wachstum stromaufwärts von dem Suszeptor 7 zu der Trägergasströmung hinzugegeben und in einem festen oder flüssigen Zustand durch die Trägergasströmung zu dem Suszeptor getragen, um eine kontinuierliche Zuführung von Quellenmaterial für das Wachstum sicherzustellen. Ein derartiges Material kann ein Pulver von Si, C und/oder SiC sein. 4 shows a susceptor according to a third preferred embodiment of the invention. This susceptor has only one of the other two embodiments different main feature, namely the lid 12 '' , and through that can the grown crystal 19 '' be raised constantly, preferably by rotation of the same, such as in the Czochralski growth. Without this option, it would be necessary to heat up a much longer susceptor space for growing long items. And the large distance between the solid source material and the crystal would also be detrimental to deposits on the susceptor walls prior to reaching the crystal. In this way, it may be possible to use the method according to the invention to continuously select single crystal SiC bodies of the same quality to grow to an unlimited length throughout the growth. In this embodiment, the source material for growth becomes upstream of the susceptor 7 added to the carrier gas flow and carried in a solid or liquid state by the carrier gas flow to the susceptor to ensure a continuous supply of source material for growth. Such a material may be a powder of Si, C and / or SiC.

Ein Nachteil des erfindungsgemäßen Verfahrens können die größeren Materialverluste sein, die man im Vergleich zum Keimsublimationswachstum antreffen kann, dank dem Trägergastransport kann der Druck jedoch auf Atmosphärendruck gehalten werden, was dadurch diese Verluste auf ein gewisses Maß begrenzen wird. Die Verluste werden im Wesentlichen durch die Gasgeschwindigkeit beherrscht werden. Solange diese Verluste keine verminderte Funktion des Systems verursachen, beispielsweise durch ein Verstopfen von Filtern oder Röhren auf der stromabwärts gelegenen Seite, ist dies ein kleineres Problem, da zu jeder Zeit eine frische Zuführung von neuem Quellenmaterial aufrechterhalten werden kann.One Disadvantage of the inventive method can the larger material losses that you find in comparison to the germ sublimation growth can, thanks to the carrier gas transport However, the pressure can be kept at atmospheric pressure, which thereby limiting these losses to a certain extent. The losses will be dominated by the gas velocity. As long as these losses do not cause diminished function of the system, for example, by clogging filters or tubes the downstream located side, this is a minor problem since at any time a fresh feeder can be maintained by new source material.

Die Erfindung ist natürlich in keiner Weise auf die bevorzugten Ausführungsformen der oben beschriebenen Einrichtung und des oben beschriebenen Verfahrens beschränkt, sondern einem Fachmann würden sich mehrere Möglichkeiten zu Veränderungen daran erschließen, ohne dabei von der grundlegenden Idee der Erfindung abzuweichen.The Invention is natural in no way to the preferred embodiments of those described above Device and the method described above, but would a specialist There are several possibilities to changes open up without departing from the basic idea of the invention.

Wie bereits bemerkt wurde, ist die Erfindung auch auf das Wachstum eines Nitrids der Gruppe III, einer Legierung von Nitriden der Gruppe III oder einer Legierung von SiC und einem oder mehreren Nitriden der Gruppe III anwendbar, für das das entsprechende positive Resultat erwartet werden kann.As has already been noted, the invention is also based on the growth of a Group III nitrides, an alloy of nitrides of the group III or an alloy of SiC and one or more nitrides of Group III applicable, for that the corresponding positive result can be expected.

Die Definition "Gegenstand" in den Ansprüchen wird gemacht, um das epitaktische Wachstum aller Arten von Kristallen einzuschließen, beispielsweise von Schichten verschiedener Dicken und von dicken Einkristallkörpern.The Definition "subject matter" in the claims made to the epitaxial growth of all types of crystals include, for example, layers of different thicknesses and thicknesses Boules.

Alle Definitionen, die das Material betreffen, schließen natürlich auch unvermeidbare Verunreinigungen und beabsichtigte Dotierungen ein.All Of course, definitions concerning the material also include unavoidable impurities and intended doping.

Es wäre natürlich möglich, aber kaum erwünscht, einen Teil des Quellenmaterials für das Wachstum in einem flüssigen oder einem Dampfzustand anstelle von einem festen Zustand in die Trägergasströmung hinzuzugeben, um es in dem Suszeptorraum in einen Dampfzustand (in dem Fall des flüssigen Zustands) zu bringen. Die Wahl eines Trägergases ist in keiner Weise auf die zwei oben genannten beschränkt.It would of course be possible, but hardly desired, a part of the source material for growth in a liquid or to add a vapor state instead of a solid state into the carrier gas flow, to turn it into a vapor state in the susceptor space (in the case of the liquid state) bring to. The choice of a carrier gas is in no way limited to the two above.

Es wird möglich sein, ein Quellenmaterial als das gewachsene Material in einem anderen Zustand als ein Pulver in dem Suszeptor bereitzustellen, beispielsweise in Stücken oder als Kombination von Pulver und Stücken. Wie bereits bemerkt wurde, kann dies auch erreicht werden, indem ein Suszeptor oder ein Behälter vorgesehen wird, der aus dem gewachsenen Material gefertigt ist oder im Inneren damit beschichtet ist.It becomes possible its one source material as the grown material in another To provide state as a powder in the susceptor, for example in pieces or as a combination of powder and pieces. As already noted, This can also be achieved by providing a susceptor or a container is made of the grown material or inside coated with it.

Es wäre auch möglich, das zuletzt genannte Quellenmaterial in einem anderen Teil des Suszeptors als in dem unteren Teil desselben vorzusehen, und andere als vertikale Ausdehnungen des Suszeptors werden möglich sein.It would be too possible, the latter source material in another part of the susceptor as in the lower part of the same, and other than vertical Expansions of the susceptor will be possible.

Der Kristall kann bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung auf andere Weise als durch Schrauben, zum Beispiel durch eine durch Ziehen verursachte Versetzung, in der Richtung aus dem Suszeptorraum hinaus bewegt werden.Of the Crystal may in an alternative embodiment of the invention other than by screws, for example through a through Pull induced displacement, in the direction from the susceptor space to be moved out.

Die Definition "durch Aufheizen in dem Behälter in einen Dampfzustand gebracht" in den Ansprüchen umfasst auch den Fall, bei dem ein Suszeptorraum derart aufgeheizt wird, dass ein stromaufwärts davon gelegener Behälterraum indirekt auf eine derartige Temperatur aufgeheizt wird, dass das Quellenmaterial im festen Zustand in dem Behälter außerhalb des Suszeptors in einen Dampfzustand gebracht wird.The Definition "by Heating in the container in a steam state "in the claims also includes the case where a susceptor space is so heated being that one upstream of this located container space is indirectly heated to such a temperature that the source material in the solid state in the container outside the susceptor is brought into a vapor state.

Die Definition "Bestandteil" soll als ein Teil des gewachsenen Materials verstanden werden und muss nicht das gleiche wie das gewachsene Material sein.The Definition "constituent" is intended as a part of grown material and does not have to be the same be like the grown material.

Claims

Verfahren zum epitaktischen Wachsen von Gegenständen (19) aus einem von a) SiC, b) einem Nitrid der Gruppe III oder c) Legierungen davon auf einem Substrat (13), das in einem Suszeptor (7) mit Umfangswänden (8) aufgenommen ist, bei dem diese Wände und dadurch das Substrat und ein Quellenmaterial für das Wachstum über ein Temperaturniveau aufgeheizt werden, ab dem die Sublimation des gewachsenen Materials erheblich anzuwachsen beginnt, eine Trägergasströmung in Richtung des Substrats in den Suszeptor hineingeführt wird, um das Quellenmaterial für das Wachstum zum Substrat zu tragen, wobei zumindest ein Teil des Quellenmaterials für das Wachstum in einem a) festen Zustand oder b) flüssigen Zustand stromaufwärts von dem Suszeptor (7) der Trägergasströmung zugefügt wird und durch die Trägergasströmung zum Suszeptor getragen wird, um durch das Aufheizen in dem Suszeptor in einen gasförmigen Zustand gebracht zu werden und der für das Wachstum in einem gasförmigen Zustand durch die Trägergasströmung zum Substrat getragen wird, wobei zumindest ein Teil (24) des Quellenmaterials in einem festen Zustand als das gewachsene Material im Suszeptor vorliegt, bevor das Wachstum begonnen wird, und durch das Aufheizen in einen gasförmigen Zustand gebracht wird und in einem gasförmigen Zustand durch die Trägergasströmung für das Wachstum zum Substrat (13) getragen wird, wobei das Quellenmaterial im festen Zustand durch a) Fertigen des Suszeptors aus dem gewachsenen Mate rial, b) Beschichten des Suszeptors im Inneren mit dem gewachsenen Material oder c) Platzieren des gewachsenen Materials im Suszeptor im Suszeptor bereitgestellt wird, wobei zumindest ein Teil des Quellenmaterials im gasförmigen Zustand für das Wachstum stromaufwärts von dem Suszeptor (7) dem Trägergasstrom zugefügt wird und zur Bildung einer Komponente des gewachsenen Materials durch das Aufheizen im Inneren des Suszeptors aufgebrochen wird.Process for the epitaxial growth of objects ( 19 ) from one of a) SiC, b) a Group III nitride or c) alloys thereof on a substrate ( 13 ) suspended in a susceptor ( 7 ) with peripheral walls ( 8th ), in which these walls and thereby the substrate and a source material for growth are heated above a temperature level from which the sublimation of the grown material begins to increase significantly, a carrier gas flow is directed towards the substrate in the susceptor to the source material for growth to the substrate, wherein at least part of the source material is for growth in a) solid state or b) liquid state upstream of the susceptor ( 7 ) is added to the carrier gas flow and carried by the carrier gas flow to the susceptor to be brought into a gaseous state by the heating in the susceptor and is carried by the carrier gas flow to the substrate for growth in a gaseous state, wherein at least a portion ( 24 ) of the source material in a solid state as the grown material in the susceptor is present before the growth is started and brought into a gaseous state by the heating and in a gaseous state by the carrier gas flow for growth to the substrate ( 13 ), wherein the source material is provided in the solid state by a) preparing the susceptor from the grown Mate rial, b) coating the susceptor inside with the grown material or c) placing the grown material in the susceptor in the susceptor, wherein at least one Part of the source material in gaseous state for growth upstream of the susceptor ( 7 ) is added to the carrier gas stream and broken up to form a component of the grown material by the heating inside the susceptor.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der der Trägergasströmung hinzugefügte Teil des Quellenmaterials zumindest eine Komponente des zu wachsenden Materials enthält.Method according to claim 1, characterized in that that of the carrier gas flow added part the source material at least one component of the growing Contains material.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Quellenmaterials für das Wachstum stromaufwärts vom Suszeptor (7) der Trägergasströmung hinzugefügt wird und in einem gasförmigen Zustand durch die Trägergasströmung zum Suszeptor getragen wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that at least part of the source material for the growth upstream of the susceptor ( 7 ) is added to the carrier gas flow and carried in a gaseous state by the carrier gas flow to the susceptor.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das gewachsene Material SiC ist.Method according to one of claims 1 to 3, characterized that the grown material is SiC.

Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eines von a) Si, b) C, c) SiC, d) Si und C, e) Si und SiC, f) C und SiC oder g) SiC, C und Si als Pulver der Trägergasströmung hinzugefügt werden.Method according to claim 4, characterized in that that one of a) Si, b) C, c) SiC, d) Si and C, e) Si and SiC, f) C and SiC or g) SiC, C and Si are added as a powder to the carrier gas flow.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil im gasförmigen Zustand eines von a) Silan, b) Propan oder c) Silan und Propan ist.Method according to claim 1, characterized in that that part in gaseous Condition one of a) silane, b) propane or c) silane and propane.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil (24) des Quellenmaterials im festen Zustand als eines von a) Pulver, b) Stücken oder c) Pulver und Stücken im Behälter vorliegt.Method according to claim 1, characterized in that the part ( 24 ) of the source material in the solid state is present as one of a) powder, b) pieces or c) powder and pieces in the container.

Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Suszeptorwände (8) auf eine Temperatur oberhalb 1900°C erhitzt werden.Method according to claim 4, characterized in that the susceptor walls ( 8th ) are heated to a temperature above 1900 ° C.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck innerhalb des Suszeptors im Wesentlichen auf Atmosphärendruck gehalten wird.Method according to one of claims 1 to 8, characterized that the pressure within the susceptor is substantially at atmospheric pressure is held.

Einrichtung zum epitaktischen Wachsen von Gegenständen aus einem von a) SiC, b) einem Nitrid der Gruppe III oder c) Legierungen davon auf einem Substrat (13), umfassend einen Suszeptor (7) mit Umfangswänden (8), die einen Raum (18) zum Aufnehmen des Substrats umgeben, ein Mittel (11) zum Aufeizen der Umfangswände und dadurch des Substrats und des Quellenmaterials für das Wachstum über ein Temperaturniveau, ab dem die Sublimation des gewachsenen Materials erheblich anzuwachsen beginnt, und ein Mittel (5) zum Zuführen einer Trägergasströmung in den Suszeptor (7) in Richtung des Substrats, um das Quellenmaterial für das Wachstum zum Substrat (13) zu tragen, wobei die Einrichtung außerdem ein Bauteil (20, 21) umfasst, um zumindest einen Teil des Quellenmaterials für das Wachstum in einem a) festen Zustand oder b) flüssigen Zustand stromaufwärts vom Suszeptor (7) der Trägergasströmung hinzuzufügen, wobei das Zuführmittel (5) ausgebildet ist, um die Trägergasströmung dazu zu bringen, dieses hinzugefügte Quellenmaterial zum Suszeptor zu tragen, wobei das Aufheizmittel ausgebildet ist, um dieses hinzugefügte Quellenmaterial durch Aufheizen in dem Suszeptor in einen gasförmigen Zustand zu bringen, um dieses hinzugefügte Quellenmaterial in einem gasförmigen Zustand durch die Trägergasströmung für das Wachstum zum Substrat zu tragen, wobei das Bereitstellungsmittel angepasst ist, um zumindest einen Teil (24) des Quellenmaterials in einem festen Zustand als das gewachsene Material im Suszeptor bereitzustellen, bevor das Wachstum begonnen wird, wobei das Aufheizmittel (11) für ein Aufheizen dieses Quellenmaterials im festen Zustand angepasst ist, um es in einen gasförmigen Zustand zu bringen, damit es durch die Trägergasströmung für das Wachstum zum Substrat (13) getragen wird, wobei das Bereitstellungsmittel angepasst ist, um den Teil des Quellenmaterials im festen Zustand in dem Raum (18) des Suszeptors dadurch bereitzustellen, dass entweder a) der Suszeptor aus dem gewachsenen Material gefertigt ist, oder b) der Suszeptor im Inneren mit dem gewachsenen Material beschichtet ist, oder c) ein gewachsenes Material im Suszeptor bereitgestellt wird, wobei die Einrichtung ferner ein Bauteil (22, 23) umfasst, um zumindest einen Teil des Quellenmaterials für das Wachstum im gasförmigen Zustand oberhalb von dem Suszeptor der Trägergasströmung hinzuzufügen, damit dieses durch das Aufheizen im Inneren des Suszeptors aufgebrochen wird, um eine Komponente des gewachsenen Materials zu bilden.Device for the epitaxial growth of objects from one of a) SiC, b) a group III nitride or c) alloys thereof on a substrate ( 13 ) comprising a susceptor ( 7 ) with peripheral walls ( 8th ), which has a room ( 18 ) for receiving the substrate, a means ( 11 ) for whitening the peripheral walls and thereby the substrate and the source material for growth above a temperature level from which the sublimation of the grown material begins to increase significantly, and a means ( 5 ) for supplying a carrier gas flow into the susceptor ( 7 ) in the direction of the substrate to the source material for growth to the substrate ( 13 ), the device also being a component ( 20 . 21 ) to at least a portion of the source material for growth in an a) solid state or b) liquid state upstream of the susceptor ( 7 ) add the carrier gas flow, the feed means ( 5 ) is adapted to cause the carrier gas flow to carry this added source material to the susceptor, wherein the heating means is adapted to bring this added source material by heating in the susceptor in a gaseous state to this added source material in a gaseous state carrying the carrier gas flow for growth to the substrate, wherein the providing means is adapted to at least a part ( 24 ) of the source material in a solid state as the grown material in the susceptor before growth is started, wherein the heating means ( 11 ) is adapted for heating said source material in the solid state so as to bring it into a gaseous state so that it can be transported by the carrier gas flow for growth to the substrate ( 13 ), wherein the provisioning means is adapted to move the part of the source material in the solid state in the space ( 18 ) of the susceptor by either a) making the susceptor from the grown material, or b) coating the susceptor internally with the grown material, or c) providing a grown material in the susceptor, the device further comprising a component ( 22 . 23 ) to add at least a portion of the gaseous growth source material above the susceptor to the carrier gas flow to be broken by the heating inside the susceptor to form a component of the grown material.

Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Bauteil (20, 21) zum Hinzufügen zumindest eines Teils des Quellenmaterials für das Wachstum stromaufwärts vom Behälter (7) zu der Trägergasströmung umfasst, und dass das Zuführmittel (5) ausgebil det ist, um die Trägergasströmung dazu zu bringen, dieses hinzugefügte Quellenmaterial in einem gasförmigen Zustand zum Suszeptor zu tragen.Device according to claim 10, characterized in that it comprises a component ( 20 . 21 ) for adding at least part of the source material for growth upstream of the container ( 7 ) to the carrier gas flow, and that the supply means ( 5 ) is ausgebil det to the Trägergasströ to bring this added source material in a gaseous state to the susceptor.

Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (20, 21) ausgebildet ist, um den Teil des Quellenmaterials in Form zumindest einer Komponente des zu wachsenden Materials der Trägergasströmung hinzuzufügen.Device according to claim 10 or 11, characterized in that the component ( 20 . 21 ) is adapted to add the portion of the source material in the form of at least one component of the material to be grown of the carrier gas flow.

Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie für das Wachstum von SiC angepasst ist.Device according to one of claims 10 to 12, characterized that they are for the growth of SiC is adjusted.

Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (20, 21) ausgebildet ist, um eines von a) Si, b) C, c) SiC, d) Si und C, e) Si und SiC, f) C und SiC oder g) SiC, C und Si als Pulver der Trägergasströmung hinzuzufügen.Device according to claim 13, characterized in that the component ( 20 . 21 ) is adapted to add one of a) Si, b) C, c) SiC, d) Si and C, e) Si and SiC, f) C and SiC or g) SiC, C and Si as a powder of the carrier gas flow.

Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bereitstellungsmittel ausgebildet ist, um den Teil (24) des Quellenmaterials im festen Zustand als eines von a) Pulver, b) Stücken oder c) Pulver und Stücken im Behälter bereitzustellen.Device according to claim 10, characterized in that the provisioning means is designed to hold the part ( 24 ) of the source material in the solid state as one of a) powder, b) pieces or c) powder and pieces in the container.

Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufheizmittel (11) ausgebildet ist, um die Suszeptorwände auf eine Temperatur oberhalb 1900°C aufzuheizen.Device according to claim 13, characterized in that the heating means ( 11 ) is configured to heat the susceptor walls to a temperature above 1900 ° C.

Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufheizmittel (11) ausgebildet ist, um die Suszeptorwände auf eine Temperatur zwischen 2000°C und 2500°C aufzuheizen.Device according to claim 16, characterized in that the heating means ( 11 ) is configured to heat the susceptor walls to a temperature between 2000 ° C and 2500 ° C.

Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Mittel umfasst, um im Wesentlichen Atmosphärendruck im Suszeptor beizubehalten.Device according to one of claims 10 to 17, characterized that it comprises a means to substantially atmospheric pressure to maintain in the susceptor.

Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführmittel (5) ausgebildet ist, um dem Suszeptor eines von a) Edelgas, b) H₂ oder c) Edelgas und H₂ als Trägergas zuzuführen.Device according to one of claims 10 to 18, characterized in that the supply means ( 5 ) is adapted to supply the susceptor one of a) noble gas, b) H ₂ or c) noble gas and H ₂ as a carrier gas.

Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführmittel (5) ausgebildet ist, um dem Suszeptor Helium als Trägergas zuzuführen.Device according to claim 19, characterized in that the supply means ( 5 ) is configured to supply helium as a carrier gas to the susceptor.

Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Mittel (26) zum Regeln der Strömungsrate der Trägergasströmung umfasst.Device according to one of claims 10 to 20, characterized in that it comprises a means ( 26 ) for controlling the flow rate of the carrier gas flow.