CH494066A - Verfahren zum Herstellen einkristalliner dotierter Schichten aus Halbleitermaterial durch epitaktisches Aufwachsen - Google Patents

Verfahren zum Herstellen einkristalliner dotierter Schichten aus Halbleitermaterial durch epitaktisches Aufwachsen

Info

Publication number
CH494066A
CH494066A CH927466A CH927466A CH494066A CH 494066 A CH494066 A CH 494066A CH 927466 A CH927466 A CH 927466A CH 927466 A CH927466 A CH 927466A CH 494066 A CH494066 A CH 494066A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
base material
semiconductor base
doping
evaporator
doping material
Prior art date
Application number
CH927466A
Other languages
English (en)
Inventor
Heinz Dr Henker
Steggewentz Hermann
Schlueter Kurt
Original Assignee
Siemens Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Ag filed Critical Siemens Ag
Publication of CH494066A publication Critical patent/CH494066A/de

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P95/00Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02Epitaxial-layer growth
    • C30B25/08Reaction chambers; Selection of materials therefor
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/20Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
    • H10P14/24Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using chemical vapour deposition [CVD]
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/20Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
    • H10P14/34Deposited materials, e.g. layers
    • H10P14/3402Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
    • H10P14/3404Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being Group IVA materials
    • H10P14/3411Silicon, silicon germanium or germanium
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/20Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
    • H10P14/34Deposited materials, e.g. layers
    • H10P14/3438Doping during depositing
    • H10P14/3441Conductivity type
    • H10P14/3442N-type

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description


  
 



  Verfahren zum Herstellen einkristalliner dotierter Schichten aus Halbleitermaterial durch epitaktisches Aufwachsen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einkristalliner dotierter Schichten aus Halbleitermaterial durch epitaktisches Aufwachsen. Bei diesem Verfahren werden das die Aufwachsschichten bildende Halbleitergrundmaterial sowie das Leitungstyp und/oder Leitfähigkeit bestimmende Dotierungsmaterial durch pyrolytische Zersetzung aus ihren gasförmigen Verbindungen abgeschieden und auf einem einkristallinen beheizten Träger aus Halbleitermaterial zum Aufwachsen gebracht.



   Es ist bereits bekannt, Dotierungsmaterial und Halbleitergrundmaterial gemeinsam zu verdampfen und auf einem beheizten Träger zur Abscheidung zu bringen.



  Die aufeinanderfolgende Abscheidung von Schichten unterschiedlichen Leitungstyps und/oder unterschiedlicher Leitfähigkeit erfolgt bei dem bekannten Verfahren in der Weise, dass zwei getrennte Verdampfergefässe verwendet werden, die jeweils mit Halbleitergrundmaterial und einem entsprechenden Anteil Dotierungsmaterial beschickt sind. Durch Betätigen von Hähnen oder Ventilen, die in die Zuleitungen eingebaut sind, werden dann die zur Erzeugung der jeweilig erwünschten Schicht dienenden Gemische zugeführt.



   Es ist ausserdem bereits vorgeschlagen worden, die gasförmigen Verbindungen des Halbleitergrundmaterials und des Dotierungsmaterials in getrennten Verdampfern zu erzeugen und diese Gefässe parallel zu schalten. Die Einstellung der Dotierungskonzentration erfolgt dann in der Weise, dass ein Teil der gasförmigen Verbindung des Halbleitergrundmaterials abgezweigt und durch das eine verdampfbare Verbindung des Dotierstoffes enthaltene Gefäss geleitet wird.



   Ausserdem sind Verfahren bekannt, bei denen Halbleitergrundmaterial und Dotierungsmaterial getrennt verdampft, über getrennte Zuleitungen in das Abscheidegefäss geleitet und dort auf dem erhitzten Träger zur Abscheidung gebracht werden.



   Die bisher benutzten Verfahren haben jedoch den Nachteil, dass sich die exakte Einstellung einer genau definierten Dotierungskonzentration nur schwer erreichen lässt,   insbevondere    dann, wenn zwischen dem Dampfdruck der verwendeten gasförmigen Verbindung des Halbleitermaterials und demjenigen des Dotierungsmaterials erhebliche Unterschiede bestehen. Die exakte Einstellung der Dotierungskonzentration konnte bei den bekannten Verfahren nur mit Hilfe komplizierter und aufwendiger Vorrichtungen erreicht werden.



   Die den bisher benutzten Verfahren anhaftenden Nachteile können durch Anwendung des Verfahrens gemäss der Erfindung vermieden werden. Man geht bei diesem Verfahren so vor, dass das Verhältnis der zugeführten Menge an gasförmiger Verbindung des Halbleitergrundmaterials zur zugeführten Menge an gasförmiger Verbindung des Dotierungsmaterials dadurch eingestellt wird, dass eine Vorverdünnung des Dotierungsmaterials im Verdampfergefäss vorgenommen wird, dass die Vorverdünnung durch Vermischen einer verdampfbaren Verbindung des Dotierungsmaterials mit einer ebensolchen des Halbleitergrundmaterials herbeigeführt wird und dass zum Zuführen der in den Verdampfergefässen erzeugten gasförmigen Verbindungen von Halbleitergrundmaterial und Dotierungsmaterial bis kurz vor dem Reaktionsraum getrennte Zuleitungen verwendet werden,

   von denen wenigstens eine zum Zuführen des in einem gemeinsamen Verdampfergefäss erzeugten, das Dotierungsmaterial und einen Teil des Halbleitergrundmaterials enthaltenden Gasgemisches vorgesehen ist.



   Bei einer Ausführungsform des Verfahrens gemäss der Erfindung werden zwei Verdampfergefässe mit je einer Zuleitung zum Reaktionsgefäss verwendet. Eine der Zuleitungen dient zum Zuführen des in Gasform vorliegenden Halbleitergrundmaterials, die andere zum Zuführen des zusammen mit einem Teil des Halbleitergrundmaterials in Dampfform übergeführten Dotie   rungsmaterials.   



   Bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens gemäss der Erfindung, die für die Herstellung mehrerer aufeinanderfolgender Schichten unterschiedlichen Lei  tungstyps und/oder unterschiedlicher Leitfähigkeit besonders geeignet ist, werden ausser dem mit reinem Halbleitergrundmaterial beschickten Verdampfergefäss mehrere, mindestens jedoch zwei unterschiedliche Dotierungsmaterialien enthaltende Verdampfungsgefässe verwendet, die abwechselnd eingesetzt werden können. Die Dotierungsmaterialien in den einzelnen Verdampfergefässen liegen auch bei diesem Ausführungsbeispiel in Form flüssiger verdampfbarer Verbindungen vor, die jeweils mit einer entsprechenden Menge einer ver   dampfbaren    Verbindung des Halbleitergrundmaterials vermischt sind.



   Dabei ist es zweckmässig, dass sowohl die reines Halbleitergrundmaterial als auch die mit Dotierungsmaterial vermischtes Halbleitergrundmaterial enthaltenden Verdampfergefässe auf gleicher oder zumindest nahezu gleicher Temperatur gehalten werden. Die Einstellung der Temperatur in den Verdampfergefässen kann dabei in der Weise erfolgen, dass diese an einen gemeinsamen
Kühlmittelkreislauf angeschlossen werden.



   Gemäss einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Reaktionsgase, in Dampfform vorliegendes Halbleitergrundmaterial einerseits und Dotierungsmaterial enthaltendes Gasgemisch anderseits, mittels eines Trägergases in das Reaktionsgefäss eingeführt werden.



   Die Zuführung der Reaktionsgase kann dabei durch Einstellung der Verdampfungstemperatur und/oder durch Regelung der Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases derart gesteuert werden, dass das gewünschte
Dotierungsprofil entsteht.



   Die Vorverdünnung des Dotierungsmaterials wird bei dem Verfahren gemäss der Erfindung z.B. in der
Weise vorgenommen, dass das insbesondere in Form einer Verbindung vorliegende Dotierungsmaterial in einer verdampfbaren flüssigen Verbindung des Halbleiter grundmaterials gelöst wird.



   Zur Herstellung von p-dotierten Schichten aus Germanium kann beispielsweise das Germanium in Form seines Tetrachlorids zur Anwendung gebracht werden.



   Als Dotierungsmaterial kann dann Bor in Form von
Dekaboran verwendet werden. Durch die Verwendung einer Lötung von Dekaboran in Germaniumtetrachlorid als dotierendes Gasgemisch werden die beim getrennten Verdampfen von Germaniumtetrachlorid und Dekabo ran auf Grund der stark unterschiedlichen Dampfdrucke auftretenden Nachteile vermieden.



   Zur Herstellung von n-dotierten Siliciumschichten wird beispielsweise Antimon als Dotierungsstoff verwen det. In diesem Fall kommt Silicium in Form von Tri chlorsilan, Antimon in Form von Antimonpentachlorid zur Anwendung.



   Die Durchführung des Verfahrens gemäss der Er findung lässt sich in besonders vorteilhafter Weise mit
Hilfe einer Vorrichtung vornehmen, die sich dadurch auszeichnet, dass zur Aufnahme flüssiger verdampfba rer Verbindungen des   Halbleitergrundinaterials    bzw. des
Dotierungsmaterials getrennte Verdampfergefässe vorge sehen sind, dass die Verdampfergefässe durch Zulei tungen mit dem zur Durchführung der Aufwachsreak tion dienenden Reaktionsgefäss verbunden sind, wobei die Zuleitungen zunächst getrennt verlaufen und dann  über ein   gemeinsames    Verbindungsstück in das Reak tionsgefäss eingeführt sind, und dass sämtliche Verdamp fergefässe an einen gemeinsamen Kühlmittelkreislauf an geschlossen sind.



   Die Verdampfergefässe sind zweckmässigerweise mit Einlassventilen zum Einleiten des Trägergases ausgestattet. Ausserdem ist es von Vorteil, die Verdampfergefässe als Sprudelverdampfer auszubilden.



   Das Verfahren nach der Lehre der Erfindung eignet sich zur Herstellung von Halbleiteranordnungen, die zu an sich bekannten Halbleiterbauelementen wie Transistoren, Gleichrichter oder dergleichen weiterverarbeitet werden können.



   Nähere Einzelheiten der Erfindung gehen aus dem anhand der Figur beschriebenen Ausführungsbeispiel hervor.



   In der Figur ist eine Ausführungsform einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung schematisch dargestellt. Das zur Durchführung der pyrolytischen Zersetzung der gasförmigen Verbindungen von Halbleitergrundmaterial und Dotierungsmaterial vorgesehene Reaktionsgefäss 1 ist mit den Verdampfergefässen 2 und 3 über die Zuleitungen 4 und 5 verbunden. Die Zuleitungen 4 und 5 sind bei diesem Ausführungsbeispiel durch ein gemeinsames Verbindungsstück 6 zusammengefasst, so dass die aus den Verdampfergefässen 2 und 3 kommenden Reaktionsgase gemeinsam in das Reaktionsgefäss 1 eintreten. Die bei der Umsetzung entstehenden Restgase verlassen das Reaktionsgefäss dann an der Austrittsöffnung 7. Die Verdampfergefässe 2 und 3 sind mit den Zuleitungen 8 und 9 zum Einführen des Trägergases in die Verdampfergefässe ausgestattet. Zur Regelung der Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases, z. B.

  Wasserstoff, sind die Ventile 10 und 11, die als Dosierventile verwendet werden, vorgesehen. Die Verdampfer 2 und 3 sind als sogenannte Sprudelverdampfer mit Sprudelfritten 12 und 13 versehen. Das Trägergas tritt durch die Fritten in das Verdampfergefäss, in dem sich die flüssigen Verbindungen des Halbleitergrundmaterials bzw.



  des Dotierungsmaterials befinden, unter Blasenbildung ein. Ausserdem sind die Verdampfer 2 und 3 mit Kühlmänteln 14 und 15 von üblicher Bauart umgeben. Diese sind über ein Verbindungsstück 16 zu einem gemeinsamen   Kühlweg    zusammengeschlossen. Als Kühlmittel wird beispielsweise Leitungswasser verwendet, das bei der Einlassöffnung 17 in den Kühlmittelkreislauf einströmt und diesen bei der Austrittsöffnung 18 verlässt.



  Die Strömungsrichtung der Reaktionsgase entspricht dabei der Richtung der Pfeile 19, 20 und 21.



   Zur Herstellung p-dotierter Germaniumschichten wird beispielsweise das Verdampfergefäss 2 mit flüssigem Germaniumtetrachlorid 22 beschickt. In dem Verdampfergefäss 3 befindet sich eine Lösung 23 von Dekaboran in Germaniumtetrachlorid. Die Einstellung der gewünschten Konzentration des Dotierungsmaterials im Reaktionsgefäss 1 wird dann sowohl durch die Konzentration der Lösung 23 als auch durch die Temperatur in den Verdampfergefässen 2 und 3 sowie durch die Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases, die durch Betätigen der Dosierventile 10 und 11 eingestellt werden kann, bestimmt. 

  Verwendet man beispielsweise als Lösung 23 etwa 15 mg Dekaboran in 100 cm3 Germaniumtetrachlorid, so ergibt sich bei einer Verdampfungstemperatur von etwa   110 C    und einem Trägergas durchfluss von etwa 50   l/h    durch das Verdampfergefäss
2 und von etwa 6 l/h durch das Verdampfergefäss 3 im Reaktionsgefäss 1 ein Molverhältnis, das bei den üblichen   Abscheidebedmgungen    eine epitaktische Aufwachsschicht von p-leitendem Germanium mit einem spezifischen Widerstand von etwa 5 Ohm/cm ergibt.  



   Das anhand der Herstellung von p-leitenden Germaniumschichten beschriebene Verfahren lässt sich in gleicher Weise auf die Herstellung von n-leitendem Germanium sowie auf die Herstellung dotierter Schichten aus anderen Halbleitermaterialien, wie beispielsweise Silizium, anwenden. Die Zugabe des Dotierungsmaterials kann in gleicher Weise erfolgen. Die Auswahl der zu verwendenden Ausgangsmaterialien (verdampfbare flüssige Verbindungen des Halbleitergrundmaterials und des Dotierungsmaterials) sowie die bei dem Aufwachsvorgang einzustellenden Reaktionsbedingungen wie Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases, Verdampfertemperatur, Konzentration der Lösung des Dotierungsmaterials in der flüssigen Verbindung des Halbleitergrundmaterials ist dann entsprechend der gewünschten Eigenschaften der herzustellenden Aufwachsschichten vorzunehmen.



      PATENTANSPRtZCHE   
I. Verfahren zum Herstellen einkristalliner dotierter Schichten aus Halbleitermaterial durch epitaktisches Aufwachsen, bei dem das die Aufwachsschicht bildende Halbleitergrundmaterial sowie das Leitungstyp und/oder Leitfähigkeit bestimmende Dotierungsmaterial durch pyrolytische Zersetzung aus ihren gasförmigen Verbindungen abgeschieden und auf einem einkristallinen beheizten Träger zum Aufwachsen gebracht werden, wobei die gasförmigen Verbindungen von Halbleitergrundmaterial und Dotierungsmaterial in getrennten Verdamp   fergefässen    erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der zugeführten Menge an gasförmiger Verbindung des Halbleitergrundmaterials zur zugeführten Menge an gasförmiger Verbindung des Dotierungsmaterials dadurch eingestellt wird,

   dass eine Vorverdünnung des   Dotierungsma+erials    im Verdampfergefäss vorgenommen wird, dass die Vorverdünnung durch Vermischen einer verdampfbaren Verbindung des Dotierungsmaterials mit einer ebensolchen des Halbleitergrundmaterials herbeigeführt wird, und dass zum Zuführen der in den Verdampfergefässen erzeugten gasförmigen Verbindungen von Halbleitergrundmaterial und Dotierungsmaterial bis kurz vor dem Reaktionsraum getrennte Zuleitungen verwendet werden, von denen wenigstens eine zum Zuführen des in einem gemeinsamen Verdampfergefäss erzeugten, das Dotierungsmaterial und einen Teil des Halbleitergrundmaterials enthaltenden Gasgemisches vorgesehen ist.



   II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme flüssiger verdampfbarer Verbindungen des Halbleitergrundmaterials bzw. des Dotierungsmaterials getrennte Verdampfergefässe vorgesehen sind, dass die Verdampfergefässe durch Zuleitungen mit dem zur Durchführung der Aufwachsreaktion dienenden Reak   tionsgefäss    verbunden sind, wobei die Zuleitungen zunächst getrennt verlaufen und dann über ein kurzes gemeinsames Verbindungsstück in das Reaktionsgefäss eingeführt sind, und dass sämtliche Verdampfergefässe an einen gemeinsamen Kühlmittelkreislauf angeschlossen sind.



   III. Halbleiteranordnung, hergestellt nach dem Verfahren nach Patentanspruch I.



   UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach   Patentanpruch    I, dadurch gekennzeichnet, dass ausser dem mit einem Halbleitergrundmaterial beschickten Verdampfergefäss mehrere, mindestens jedoch zwei, unterschiedliche Dotierungsmaterialien enthaltende Verdampfergefässe verwendet werden, die abwechselnd eingesetzt werden können.



   2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die reines Halbleitergrundmaterial als auch die mit Dotierungsmaterial vermischtes Halbleitergrundmaterial enthaltenden Verdampfergefässe auf gleicher oder zumindest nahezu gleicher Temperatur gehalten werden.



   3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung der Temperatur in den Verdampfergefässen diese an einen gemeinsamen Kühlmittelkreislauf angeschlossen werden.



   4. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Reaktionsgase jeweils mittels eines Trägergases in das Reaktionsgefäss eingeführt werden.



   5. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung des in Dampfform vorliegenden Halbleitergrundmaterials einerseits und des Dotierungsmaterial enthaltenden Gasgemisches anderseits durch Einstellung der Verdampfungstemperatur und/oder durch Regelung der Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases derart gesteuert wird, dass das gewünschte Dotierungsprofil entsteht.



   6. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorverdünnung in der Weise vorgenommen wird, dass das in Form einer Verbindung vorliegende Dotierungsmaterial in einer verdampfbaren flüssigen Verbindung des Halbleitergrundmaterials gelöst wird.

 

   7. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass als Halbleitergrundmaterial Germanium, insbesondere in Form seines Tetrachlorids, und als Dotierungsmaterial Bor in Form von Dekaboran verwendet wird.



   8. Verfahren nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Halbleitergrundmaterial Silizium, insbesondere in Form von Trichlorsilan, und als Dotierungsmaterial Antimon in Form von Antimonpentrachlorid verwendet wird.



   9. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfergefässe mit Einlassventilen zum geregelten Einleiten des Trägergases ausgestattet sind.



   10. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfergefässe als Sprudelverdampfer ausgebildet sind.

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.



   

Claims (1)

  1. **WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.
    Das anhand der Herstellung von p-leitenden Germaniumschichten beschriebene Verfahren lässt sich in gleicher Weise auf die Herstellung von n-leitendem Germanium sowie auf die Herstellung dotierter Schichten aus anderen Halbleitermaterialien, wie beispielsweise Silizium, anwenden. Die Zugabe des Dotierungsmaterials kann in gleicher Weise erfolgen. Die Auswahl der zu verwendenden Ausgangsmaterialien (verdampfbare flüssige Verbindungen des Halbleitergrundmaterials und des Dotierungsmaterials) sowie die bei dem Aufwachsvorgang einzustellenden Reaktionsbedingungen wie Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases, Verdampfertemperatur, Konzentration der Lösung des Dotierungsmaterials in der flüssigen Verbindung des Halbleitergrundmaterials ist dann entsprechend der gewünschten Eigenschaften der herzustellenden Aufwachsschichten vorzunehmen.
    PATENTANSPRtZCHE I. Verfahren zum Herstellen einkristalliner dotierter Schichten aus Halbleitermaterial durch epitaktisches Aufwachsen, bei dem das die Aufwachsschicht bildende Halbleitergrundmaterial sowie das Leitungstyp und/oder Leitfähigkeit bestimmende Dotierungsmaterial durch pyrolytische Zersetzung aus ihren gasförmigen Verbindungen abgeschieden und auf einem einkristallinen beheizten Träger zum Aufwachsen gebracht werden, wobei die gasförmigen Verbindungen von Halbleitergrundmaterial und Dotierungsmaterial in getrennten Verdamp fergefässen erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der zugeführten Menge an gasförmiger Verbindung des Halbleitergrundmaterials zur zugeführten Menge an gasförmiger Verbindung des Dotierungsmaterials dadurch eingestellt wird,
    dass eine Vorverdünnung des Dotierungsma+erials im Verdampfergefäss vorgenommen wird, dass die Vorverdünnung durch Vermischen einer verdampfbaren Verbindung des Dotierungsmaterials mit einer ebensolchen des Halbleitergrundmaterials herbeigeführt wird, und dass zum Zuführen der in den Verdampfergefässen erzeugten gasförmigen Verbindungen von Halbleitergrundmaterial und Dotierungsmaterial bis kurz vor dem Reaktionsraum getrennte Zuleitungen verwendet werden, von denen wenigstens eine zum Zuführen des in einem gemeinsamen Verdampfergefäss erzeugten, das Dotierungsmaterial und einen Teil des Halbleitergrundmaterials enthaltenden Gasgemisches vorgesehen ist.
    II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme flüssiger verdampfbarer Verbindungen des Halbleitergrundmaterials bzw. des Dotierungsmaterials getrennte Verdampfergefässe vorgesehen sind, dass die Verdampfergefässe durch Zuleitungen mit dem zur Durchführung der Aufwachsreaktion dienenden Reak tionsgefäss verbunden sind, wobei die Zuleitungen zunächst getrennt verlaufen und dann über ein kurzes gemeinsames Verbindungsstück in das Reaktionsgefäss eingeführt sind, und dass sämtliche Verdampfergefässe an einen gemeinsamen Kühlmittelkreislauf angeschlossen sind.
    III. Halbleiteranordnung, hergestellt nach dem Verfahren nach Patentanspruch I.
    UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanpruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ausser dem mit einem Halbleitergrundmaterial beschickten Verdampfergefäss mehrere, mindestens jedoch zwei, unterschiedliche Dotierungsmaterialien enthaltende Verdampfergefässe verwendet werden, die abwechselnd eingesetzt werden können.
    2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die reines Halbleitergrundmaterial als auch die mit Dotierungsmaterial vermischtes Halbleitergrundmaterial enthaltenden Verdampfergefässe auf gleicher oder zumindest nahezu gleicher Temperatur gehalten werden.
    3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung der Temperatur in den Verdampfergefässen diese an einen gemeinsamen Kühlmittelkreislauf angeschlossen werden.
    4. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Reaktionsgase jeweils mittels eines Trägergases in das Reaktionsgefäss eingeführt werden.
    5. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung des in Dampfform vorliegenden Halbleitergrundmaterials einerseits und des Dotierungsmaterial enthaltenden Gasgemisches anderseits durch Einstellung der Verdampfungstemperatur und/oder durch Regelung der Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases derart gesteuert wird, dass das gewünschte Dotierungsprofil entsteht.
    6. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorverdünnung in der Weise vorgenommen wird, dass das in Form einer Verbindung vorliegende Dotierungsmaterial in einer verdampfbaren flüssigen Verbindung des Halbleitergrundmaterials gelöst wird.
    7. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass als Halbleitergrundmaterial Germanium, insbesondere in Form seines Tetrachlorids, und als Dotierungsmaterial Bor in Form von Dekaboran verwendet wird.
    8. Verfahren nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Halbleitergrundmaterial Silizium, insbesondere in Form von Trichlorsilan, und als Dotierungsmaterial Antimon in Form von Antimonpentrachlorid verwendet wird.
    9. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfergefässe mit Einlassventilen zum geregelten Einleiten des Trägergases ausgestattet sind.
    10. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfergefässe als Sprudelverdampfer ausgebildet sind.
CH927466A 1965-06-28 1966-06-27 Verfahren zum Herstellen einkristalliner dotierter Schichten aus Halbleitermaterial durch epitaktisches Aufwachsen CH494066A (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES97864A DE1276606B (de) 1965-06-28 1965-06-28 Verfahren zum Herstellen einkristalliner dotierter Schichten aus Halbleitermaterial durch epitaktisches Aufwachsen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH494066A true CH494066A (de) 1970-07-31

Family

ID=7521040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH927466A CH494066A (de) 1965-06-28 1966-06-27 Verfahren zum Herstellen einkristalliner dotierter Schichten aus Halbleitermaterial durch epitaktisches Aufwachsen

Country Status (5)

Country Link
AT (1) AT263085B (de)
CH (1) CH494066A (de)
DE (1) DE1276606B (de)
GB (1) GB1105429A (de)
NL (1) NL6605988A (de)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE883784C (de) * 1949-04-06 1953-06-03 Sueddeutsche App Fabrik G M B Verfahren zur Herstellung von Flaechengleichrichtern und Kristallverstaerkerschichten aus Elementen
DE1029941B (de) * 1955-07-13 1958-05-14 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung von einkristallinen Halbleiterschichten

Also Published As

Publication number Publication date
DE1276606B (de) 1968-09-05
GB1105429A (en) 1968-03-06
NL6605988A (de) 1966-12-29
AT263085B (de) 1968-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3927869A1 (de) Verfahren zur herstellung von gesaettigtem dampf fester metallorganischer verbindungen fuer metallorganisch-chemische bedampfungsverfahren
DE10064178A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ausbildung einer Dünnschicht
DE1696628B2 (de) Verfahren zum ueberziehen der oberflaeche eines gegenstandes mit silikatglas
DE1185293B (de) Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung
DE1901331B2 (de) Verfahren zum Herstellen eines Verbindungskristalls
DE2005271B2 (de) Epitaxialverfahren zum Aufwachsen von Halbleitermaterial auf einem dotierten Halbleitersubstrat
DE2931432C2 (de) Verfahren zum Eindiffundieren von Aluminium in Silizium-Halbleiterscheiben
DE1250789B (de) Verfahren zum Züchten eines epitaktisch gewachsenen Einkristalles mit Hilfe einer Transportreaktion
DE1901752A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Einkristalles in einem nichtmonokristallinem Substrat
DE1934369A1 (de) Verfahren zum Herstellen von Einkristallen aus III-V-Verbindungen
DE2310117A1 (de) Verfahren zum aufwachsen von versetzungsfreien einkristallinen schichten auf keimkristallen
DE1519812B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen epitaktisch auf einer einkristallinen unterlage aufgewachsener schichten aus germanium
DE2041439A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung
DE1444396C3 (de) Verfahren zum Gasplattieren durch thermische Zersetzung von Dämpfen
DE1719498A1 (de) Epitaxialwachstum von Galliumarsenid
DE2504815A1 (de) Verfahren zur herstellung einer fluessigphase-epitaxialschicht aus galliumphosphid
DE1276606B (de) Verfahren zum Herstellen einkristalliner dotierter Schichten aus Halbleitermaterial durch epitaktisches Aufwachsen
DE1544241C (de) Verfahren zum Abscheiden einer Schicht aus Galliumarsenid auf einer Unterlage
DE1281404B (de) Verfahren zur Herstellung einer halbleitenden Verbindung mit zwei oder mehr Komponenten
DE1519812C (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen epitaktisch auf einer einkristallinen Unterlage aufgewachsener Schichten aus Germanium
AT222702B (de) Verfahren zur Herstellen einer Halbleiteranordnung
DE1544241B2 (de) Verfahren zum abscheiden einer schicht aus galliumarsenid auf einer unterlage
AT250441B (de) Verfahren zum Herstellen von kristallinem vorzugsweise einkristallinem Silizium
DE2060673C3 (de) Vorrichtung zur Herstellung von Phosphiden
DE1592117A1 (de) Verfahren zur Herstellung von haarfeinen alpha-Aluminiumoxydkristallteilchen und Geraet zur Durchfuehrung dieser Verfahren

Legal Events

Date Code Title Description
PL Patent ceased