WO1998058099A1 - Verfahren zur herstellung beschichteter werkstücke, verwendungen des verfahrens und anlage hierfür - Google Patents

Verfahren zur herstellung beschichteter werkstücke, verwendungen des verfahrens und anlage hierfür Download PDF

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Hans VON KÄNEL
Carsten Rosenblad
Jürgen RAMM
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    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/503—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using DC or AC discharges
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    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32018—Glow discharge

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing coated workpieces according to the preamble of claim 1, uses thereof according to claims 28 to 35, a system for carrying out the method according to the preamble of claim 36 and uses thereof according to claims 51 to 54.
  • the present invention is based on the problems that arise in the production of thin layers using CVD and PECVD processes.
  • the findings made according to the invention can be transferred in particular to the production of semiconductor layers, such as in the manufacture of solar cells or modulation-doped FET or heterobipolar transistors.
  • Thin semiconductor films are either in single crystal form, i.e. epitaxially, deposited on a likewise single-crystalline substrate, such as a silicon substrate, or in polycrystalline or amorphous form on polycrystalline or amorphous substrates, e.g. on glass.
  • a likewise single-crystalline substrate such as a silicon substrate
  • polycrystalline or amorphous form on polycrystalline or amorphous substrates e.g. on glass.
  • the invention is described below primarily with reference to the production of silicon- and / or germanium-coated substrates, it can, as mentioned, also be used for the production of other workpieces coated with other materials.
  • the CVD experience is a collective term for a large number of thermal deposition methods, which differ either by the structure of the assigned equipment or by their mode of operation.
  • a CVD process can be carried out at normal atmospheric pressure, or at much lower pressures down to the area of ultra-high vacuum.
  • the reactive gases used are silicon-containing gases, for example chlorosilanes, SiCl 4 , Si 3 HCl and SiH 2 Cl 2, and silanes, for example SiH 4 or Si 2 H 6.
  • the high deposition temperatures in are characteristic of the standard CVD processes of the order of magnitude of 1000 ° C. and more, and pressures of typically 20 mbar to 1000 mbar, ie up to normal atmospheric pressure.
  • coating rates of several ⁇ m per minute can be achieved, corresponding to several 100 A / sec, which in turn is referred to (1).
  • Low-pressure chemical vapor deposition (LPCVD, Low Pressure Chemical Vapor Deposition, synonymous with LPVPE, Low-Pressure Vapor Phase Epitaxy), on the other hand, takes place at pressures below 1 mbar instead and allows lower process temperatures down to typically 700 ° C.
  • LPCVD Low Pressure Chemical Vapor Deposition
  • LPVPE Low-Pressure Vapor Phase Epitaxy
  • GA 5.2 • 10 l ⁇ Si atoms / sec.
  • An epitaxial layer is formed at 650 ° C.
  • GA F 2.5 '10 " ", corresponding to 0.25 o / oo.
  • UHV-CVD ultrahigh vacuum chemical vapor deposition
  • working pressures in the range from 10 "4 to 10 " 2 mbar, typically in the range from 10 "3 mbar, for which reference is made to (4) and (5), (7)
  • the reason for the small growth rates is that the rate of absorption and decay of the reactive molecules, such as SiH 4 , decreases with increasing hydrogen coverage on the workpiece surface.
  • the layer growth is thus limited by the desorption rate of H 2 , which increases exponentially with temperature. Please refer to (8).
  • the hydrogen desorption from a Si-Ge alloy surface is greater, so that with the same substrate temperature a higher growth rate results than with pure Si, for example with a content of 10% Ge by a factor of 25 at 550 ° C (5).
  • plasma sources which are based on the principle of electron cyclotron resonance, is intended to prevent the incidence of high-energy ions on the substrate.
  • Such sources generally operate in the pressure range from 10 “3 to 10 " * mbar, but this leads to greater free path lengths than in the case of capacitively coupled high-frequency RF plasmas. This in turn can lead to undesired ion bombardment of the substrate and thus to the generation of defects, as can be seen from (10).
  • the energy of the ions hitting the substrate can be limited by an external control of the substrate potential, which largely prevents ion damage.
  • the growth rates for pure silicon are usually only a few 10 ⁇ / min, at low deposition temperatures ⁇ 600 ° C.
  • Layers that are deposited with a quality that is also suitable for depositing epitaxial layers can, at deposition temperatures ⁇ 600 ° C, to date:
  • PECVD processes the plasma of which is generated by DC discharges, could be used for the production of layers with epitaxial quality - i.e.
  • low defect density - not used for the construction of epitaxial or for the construction of amorphous or polycrystalline layers, at least not with a growth rate GR, reliability and effectiveness or efficiency that can be ensured for industrial production.
  • the object of the present invention is to provide a method which can be used in industrial production and which allows epitaxial-quality layers to be grown at significantly higher growth rates than previously known.
  • doped semiconductor layers can also be deposited.
  • the CVD process in particular the UHV-CVD process, leads to excellent layer qualities, even at substrate temperatures below 500 ° C. They are therefore ideal for producing epitaxial layers, where extremely high demands are placed on the layer quality.
  • growth rate for Si is extremely low in these processes, as mentioned in the order of 3 ⁇ / min at 550 ° C.
  • ECRCVD Microwave plasma-assisted processes, ECRCVD, have the advantage that the decomposition of the reactive molecules can take place without high thermal energy. Ion bombardment of the substrate leads to increased hydrogen desorption. Both effects could lead to a significant increase in the growth rate. At low temperatures, however, unacceptably high defect densities are observed, induced by ion bombardment. Controlling the substrate bias voltage increases the layer quality, but does not change the comparatively low rates.
  • Si growth rate GR 2 x 10 "3 nm / min
  • a gas flow F of 100 sccm SiCl 2 H 2 corresponds to 4.4 x 10 19 molecules / sec.
  • the growth rate GR of 2 x 10 "3 nm / min corresponds to a growth rate of 2 x 10 " 4 silicon monolayers per second on a 5 "wafer, corresponding to an area A 5 of 123 cm 2 Second a dropped amount of
  • GA 1.7 x 10 13 silicon atoms / sec.
  • GA F 3.9 x 10 "7 .
  • a cathode chamber with a hot cathode communicates with a vacuum recipient via an orifice.
  • An anode is provided opposite the screen.
  • An inlet arrangement for a reactive gas is provided parallel to the discharge axis formed between the diaphragm and the anode; the workpieces are arranged opposite this arrangement with respect to the discharge axis.
  • discharge voltages U ⁇ below 150 V are applied, and the discharge is operated with a current 1 ⁇ of at least 30 A.
  • the workpieces are brought to negative potentials between 48 and 610 V for the coating.
  • the present invention is based on the knowledge that workpiece coatings can be carried out with a layer quality, which quality meets the requirements to be imposed on epitaxial layers by using a non-microwave plasma PECVD method for this purpose, contrary to the expectations previously held - ie a PECVD process with DC discharge - and in particular a PECVD process, as is known in principle from DE-OS 36 14 348. As will be shown, it is possible in epitaxial quality
  • FIG. 1 shows schematically a first preferred embodiment of a system according to the invention for carrying out the methods according to the invention
  • FIG. 2 schematically, a second preferred embodiment of a system according to FIG. 1 with several operating variants
  • Fig. 5 in function of the reactive gas flow, the growth rate at different plasma densities in the range
  • Fig. 6 as a function of the germanium concentration on the deposited layer, the growth rate and
  • Fig. 7 In the growth rate / gas utilization figure field, the results according to the prior art and according to the invention. In advance, a system according to, for example, DE-OS 36 14 384 can certainly be used for carrying out the method according to the invention, provided that it is operated in such a way that the conditions according to the invention are observed.
  • a cathode chamber 5 can be placed on the electrical potential of the recipient 1, or the cathode chamber 5 can be isolated with respect to the recipient 1 and placed on a potential different therefrom (not shown).
  • a hot cathode 7, a filament, is provided in the cathode chamber 5, preferably directly heated by means of a heating current generator 9.
  • an insulated workpiece carrier 13 is provided in the aperture axis A, opposite the aperture 3 in the recipient 1, an insulated workpiece carrier 13 is provided.
  • a workpiece heater 17 can be provided in the area of the workpiece carrier 13.
  • the recipient 1 is evacuated with a vacuum pump 27, preferably a turbo vacuum pump, preferably a turbomolecular pump.
  • Sensors, e.g. a plasma monitor etc. can be provided at a connection 31 for observation and possibly control purposes.
  • a gas nozzle ring 23 Concentric to the axis A of the discharge with the discharge current I ⁇ , a gas nozzle ring 23 is provided as a reactive gas nozzle arrangement, connected to a gas tank arrangement 25 for reactive gas, which, with controllable flow F (sccm), is let into the recipient.
  • a magnetic field B is generated essentially concentrically to the axis A in the recipient, in particular also effectively in the area of the diaphragm 3. The field can preferably be shifted from the concentricity.
  • the system in its embodiment according to FIG. 1 is operated as follows:
  • the recipient wall corresponding to FIG. 1 is used as the anode of the discharge and is connected to a reference potential, as shown, preferably to ground. Accordingly, the cathode 7 is set to (negative) potential by means of a preferably adjustable DC generator 11.
  • the discharge voltage U 1 lies above the generator 11, the discharge current 1 flows between the cathode 7 and the recipient 1.
  • the workpiece carrier 13 is placed on the voltage U s by means of a DC bias generator 15.
  • FIG. 2 shows a further preferred system according to the invention for carrying out the method according to the invention.
  • the same reference numerals as in Fig. 1 are used for the same parts.
  • the system according to FIG. 2 differs as follows from that shown and described in FIG. 1:
  • An annular auxiliary anode 19 is provided, which is arranged concentrically with the discharge axis A.
  • the recipient wall of the recipient 1 is placed at a reference potential, preferably ground potential, or, via an impedance element 14, preferably a resistance element, at a potential, preferably the reference potential , tied up or operated floating.
  • the auxiliary anode 19 is either set to the potential of the recipient or is applied to voltage by means of a preferably adjustable DC generator 21.
  • the auxiliary anode is operated by means of the DC generator 21, and the discharge voltage U ⁇ appears between the cathode 7 and the auxiliary anode 19 as shown in broken lines. This is also the case when the recipient wall 1 is operated floating.
  • the vacuum pump 27 is therefore half, as mentioned, preferably designed as a turbo vacuum pump, in particular as a turbomolecular pump.
  • Partial pressures between 10 "4 mbar and 25 '10 " 3 mbar are recommended, in particular for gases containing silicon and / or germanium.
  • Reactive gas flow 1 to 100 sccm, especially for gases containing silicon and / or germanium:
  • the discharge voltage is set as follows:
  • this voltage is chosen below the sputtering threshold of the discharge. In all cases it is set as follows:
  • This is measured in advance by means of a probe at the location where the surface to be coated will be positioned. It is set based on the probe surface to at least 0.05 A / cm 2 , preferably to at least 0.1 A / cm 2 up to a maximum discharge current / substrate area.
  • One or more probes are positioned at the location of the surface to be coated again and are connected to variable positive voltage with regard to mass or anode potential. This is increased until the measured current no longer increases.
  • the measured current value gives, based on the probe area, the total current density. This is now set to the required value by setting the discharge.
  • the setting of the current density values mentioned is easily possible with the preferably set discharge currents 1 ⁇ between 5 and 400 A, and preferably between 20 and 100 A.
  • the high flow of low-energy ions and electrons that occur on the workpiece is a characteristic feature. times the method according to the invention, which is therefore abbreviated as LE-PECVD for "Low Energy Plasma Enhanced CVD".
  • Silicon and / or germanium layers can be added during the coating by adding a doping gas with an element from group III or V of the periodic system, such as with
  • Phosphine, diborane, arsine, etc. are doped to form n- or p-type layers.
  • p / n semiconductor junctions can be produced in situ, e.g. particularly economical for solar cell production.
  • gallium layers or gallium compound layers are deposited, these can be doped with an element from groups II or III or IV or VI of the periodic table by using a doping gas, e.g. with Mg or Si.
  • the low-voltage discharge can be compressed and / or deflected from the workpiece carrier 13.
  • the plasma density on the workpiece carrier can thus be increased (rate) and / or varied over a wide range (adjustment of the distribution) or wobbled or deflected in a controlled manner.
  • the workpieces or substrates can be heated up to approximately 800 ° C. regardless of the amount of ions and / or electrons generated.
  • the magnet arrangement 29 generates the field B by means of permanent and / or electromagnets, preferably with a flux density of a few 10 to a few 100 gauss in the discharge space.
  • the highest possible plasma density on the workpiece should be aimed for.
  • the plasma density is given by the current density on the workpiece surface. As indicated above, it is measured and set using probes in one calibration operation.
  • FIGS. 1 and 2 are probably preferred embodiments today, whereby the method according to the invention can also be implemented in systems which are shown, for example, in DE-OS 36 14 384, if they are equipped and managed accordingly. To this day, the potential-controlled operation of the workpiece appears to be essential.
  • the plant was operated as follows:
  • the temperature selection is extremely flexible, depending on the layer material and substrate material.
  • Substrate temperature 550 ° C (heated with heating)
  • the discharge current was now 1 ⁇ . varies, by setting the discharge voltage U ⁇ and possibly varying the cathode heating current. All other parameters were kept constant again. Even if the discharge current 1 ⁇ - does not correspond directly to the charge carrier density or plasma density on the surface to be coated, the plasma density, in accordance with the current density on the workpiece surface to be coated, is essentially proportional to the discharge current, with parameters otherwise left unchanged. Therefore, the result shown in FIG. 4 definitely shows the proportionality and the proportionality factor between the growth rate GR and the plasma density. This proportionality is likely to continue as long as the gas utilization does not exceed approx. 60% and saturation effects occur. As mentioned, the plasma density in addition to e.g. by adjusting the discharge current can also be influenced by focusing or defocusing the low-voltage discharge or by deflecting it. Here, too, the relatively large scatter is explained by the procedure for setting the discharge conditions.
  • FIG. 5 is extremely revealing. This is the result of tests in which, with otherwise constant parameters, the reactive gas flow F was varied, starting from the operating point 10 sccm.
  • the straight line (a) was obtained in relation to the axis A of FIG. 1 by low-voltage discharge which is slightly offset locally by magnetic field adjustment, which is what Substrate led to a plasma density reduction or lower rate, with a discharge current 1 ⁇ of 20 A.
  • the large growth rate GR, growth rate per reactive gas flow unit GR F and the gas utilization factor GA F are compared with the corresponding numbers for CVD under atmospheric pressure conditions, drastic improvements result in every respect according to the invention. If one finally compares the results of the present invention with those obtained when a PECVD process with low-voltage discharge according to DE-OS 36 14 384 is operated, it is found that, surprisingly, the growth rate of 1200 ⁇ / min achieved according to the invention is significant is greater than the highest growth rates achieved with the previously known procedure and that in addition the te growth rate per reactive gas flow unit GR F is practically two lOer powers.
  • the measurement point is also entered at P2 if, instead of a pure Si layer, an SiGe epitaxial layer containing 4% Ge is deposited.
  • the procedure according to the invention was primarily based on tests, Si, Ge or Si / Ge alloy layers or Ga and Ga Connection layers, all doped and undoped, to be deposited, hardened.
  • the highest layer quality is achieved with very high deposition rates and at the same time with very high efficiency, as far as deposited layer material per let-in reactive gas quantity is concerned, and at low temperatures ⁇ 600 ° C.
  • the proposed procedure is therefore extremely well suited for industrial production, be it epitaxial layers or other layers of the highest quality.

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Abstract

Es wird vorgeschlagen, Schichten auf Werkstücke in für Epitaxie genügender Qualität abzulegen und dabei die Abscheiderate dadurch wesentlich zu erhöhen, dass anstelle beispielsweise von UHV-CVD oder ECR-CVD ein PECVD-Verfahren eingesetzt wird, unter Einsatz einer DC-Plasmaentladung.

Description

Verfahren zur Herstellung beschichteter Werkstücke, Verwendungen des Verfahrens und Anlage hierfür
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung beschichteter Werkstücke nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, Verwendungen hiervon nach den Ansprüchen 28 bis 35, eine Anlage zur Ausführung des genannten Verfahrens nach dem Oberbegriff von Anspruch 36 und Verwendungen hiervon nach den Ansprüchen 51 bis 54.
Dabei geht die vorliegende Erfindung von den Problemen aus, die sich bei der Herstellung dünner Schichten mit CVD- und PECVD- Verfahren ergeben. Die dabei erfindungsgemäss gemachten Erkenntnisse lassen sich insbesondere auf die Herstellung von Halbleiterschichten, wie bei der Solarzellen-Herstellung oder modulationsdotierte Fet oder heterobipolare Transistoren, über- tragen.
Dünne Halbleiterfilme werden entweder in einkristalliner Form, d.h. epitaktisch, auf ein ebenfalls einkristallines Substrat, wie ein Siliziumsubstrat abgeschieden, oder aber in polykristalliner Form oder amorpher Form auf polykristalline oder amorphe Substrate, z.B. auf Glas. Obwohl im folgenden die Erfindung vor allem mit Bezug auf die Herstellung Silizium- und/oder Germanium-beschichteter Substrate beschrieben wird, kann sie, wie erwähnt, auch für die Herstellung anderer und mit anderen Materialien beschichteter Werkstücke eingesetzt werden.
Bekannte Verfahren zur Abscheidung epitaktischer Halbleiterfilme sind:
- Molekularstrahl-Epitaxie, MBE (Molecular Beam Epitaxy) - Thermo-Chemische Gasphasenabscheidung, CVD (Chemical Vapour Deposition)
- Remote-Plasmaunterstützte CVD-Verfahren mit DC- oder Hf- Entladung, RPECVD (Remote-Plasma-Enhanced CVD)
- Mikrowellen-Plas aunterstützte chemische Gasphasenabscheidung und ECRCVD (Electron-Cyclotron-Resonance-Plasma-Assisted CVD)
Beim CVD-erfahren handelt es sich um einen Sammelbegriff einer grossen Anzahl von thermischen Abscheidungsmethoden, die sich entweder durch den Aufbau der zugeordneten Apparaturen unter- scheiden, oder durch deren Betriebsart. So kann z.B. ein CVD- Verfahren bei Normal-Atmosphärendruck durchgeführt werden, oder aber bei viel kleineren Drücken bis hinunter ins Gebiet des Ultra-Hochvakuums. Es kann hierzu auf (1) verwiesen werden, sowie auf (2) .
In der kommerziellen Produktion von epitaktischen Si-Schichten ist ausschliesslich CVD gebräuchlich. Die verwendeten Reaktivgase sind dabei siliziumhaltige Gase, z.B. Chlorsilane, SiCl4, Si3HCl und SiH2Cl2 sowie Silane, z.B. SiH4 oder Si2H6 Charakteristisch für die Standard-CVD-Verfahren sind die hohen Abschei- de-Temperaturen in der Grössenordnung von 1000°C und mehr, sowie Drücke von typischerweise 20 mbar bis 1000 mbar, d.h. bis Normal-Atmospharendruck .
Je nach Prozessbedingungen können damit Beschichtungsraten von mehreren μm pro Minute erzielt werden, entsprechend mehreren 100 A/sec, wozu wiederum auf (1) verwiesen sei.
Niederdruck-chemische Gasphasenabscheidung (LPCVD, Low Pressure Chemical Vapour Deposition, gleichbedeutend mit LPVPE, Low- Pressure Vapour Phase Epitaxy) findet dagegen bei Drücken unter 1 mbar statt und erlaubt tiefere Prozesstemperaturen bis auf typischerweise 700°C. Diesbezüglich sei nebst auf (1) auch auf (3) und (6) verwiesen.
Bezüglich LPCVD und unter Verweis auf (6) wird bei einer Ab- ΞCheidetemperatur von 650°C eine Wachstumsrate (growth rate) von
GR = 50 Ä/min
angegeben. Dies bei einem Reaktivgasfluss für Silan von
F = 14 sccm.
Daraus ergibt sich eine für die Gasausbeutung relevante Kennzahl, nämlich die Wachstumsrate pro Reaktivgasfluss-Einheit , GRF zu
GRF = 3,6 Ä/ (sccm ' min)
Auf 5"-Wafern, entsprechend einer Fläche
A5 = 123 cm2,
umgerechnet von der aktuellen Fläche A^ für 2"-Wafer ergibt sich eine Abscheidemenge (growth a ount) GA zu
GA = 5,2 • 10lδ Si-Atome/sec.
Wiederum bezogen auf eine Reaktivgasfluss-Einheit ergibt sich die Kennzahl "Abscheidemenge pro Reaktivgasfluss-Einhei " , im weiteren "Gasausnützungszahl" genannt, GA? zu
GAF = 8,4 • 10"3,
entsprechend 8,4 o/oo . Bei 650°C entsteht eine epitaktische Schicht.
Wird die Abscheidetemperatur auf 600°C reduziert, so entsteht eine polykristalline Schicht. Dies mit:
GR = 3 Ä/min
F = 28 sccm Silan
GRP = 0,11 Ä/ (sccm/min)
GA = 3,1 • 1015 Si-Atome/sec auf As
GAF = 2,5 ' 10"", entsprechend 0,25 o/oo.
Grundsätzlich sind folgende Kriterien für ein defektfreies epi- taktisches Schichtwachstum erforderlich:
- Bei Transmissionselektronen-Mikroskopie an Querschnittspräpa- raten wird der Nachweis der Epitaxie durch Elektronendiffraktion und Hochauflösung erstellt.
- In dabei typischerweise durchstrahlbaren Bereich von 10 - 15 μm längs der Grenzfläche zum Substrat, dürfen keine Defekte sichtbar sein. Typische Vergrösserungen bei der Defektanalyse sind HO'OOO bis 220-000.
Eine weitere Entwicklung ist die Ultrahochvakuum-chemische Gasphasenabscheidung (UHV-CVD) mit Arbeitsdrücken im Bereich von 10"4 bis 10"2 mbar, typischerweise im Bereich von 10"3 mbar, wozu verwiesen sei auf (4) sowie auf (5) , (7) . Sie lässt sehr niedrige Werkstücktemperaturen zu, wobei allerdings die Wachstums- bzw. Beschichtungsraten extrem klein sind, so z.B. ca. 3 A/min für reines Silizium bei 550°C gemass (5) . Der Grund für die kleinen Wachtumsraten liegt darin, dass die Absorptions- und Zerfallsrate der reaktiven Moleküle, so z.B. von SiH4, mit zunehmender Wasserstoffbelegung der Werkstück- Oberfläche abnimmt. Das Schichtwachstum wird also durch die Desorptionrate von H2 limitiert, die aber exponentiell mit der Temperatur zunimmt. Hierzu sei auf (8) verwiesen. Wegen der kleineren Bindungsenergie der Ge-H-Bindung im Vergleich zur Si- H-Bindung ist die Wasserstoffdesorption von einer Si-Ge- Legierungsoberfläche grösser, so dass bei gleicher Substrattem- peratur eine höhere Wachstumsrate als bei reinem Si resultiert, z.B. bei einem Gehalt von 10% Ge um einen Faktor 25 bei 550°C (5) .
Eine weitere Möglichkeit, bei niedrigen Substrattemperaturen hohe Abscheideraten mit Epitaxie-Qualität zu erzielen, besteht darin, (9) , die reaktiven Gase mit Hilfe eines μ-Wellen-Plasmas zu zersetzen (ECRCVD) .
Durch den Einsatz von Plasmaquellen, die auf dem Prinzip der Elektronen-Zyklotron-Resonanz beruhen, soll der Einfall hochen- ergetischer Ionen auf das Substrat vermieden werden.
Solche Quellen arbeiten in der Regel im Druckbereich von 10"3 bis 10"* mbar, was aber zu grδsseren freien Weglängen führt, als im Fall von kapazitiv eingekoppelten Hochfrequenz-Hf- Plasmen. Dies kann wiederum zu unerwünschtem Ionenbeschuss des Substrates führen und damit zur Erzeugung von Defekten, wie sich aus (10) ergibt. Die Energie der auf das Substrat auftref- fenden Ionen kann aber durch eine externe Kontrolle des Substratpotentials begrenzt werden, wodurch sich Ionenschäden weitgehend vermeiden lassen. Auch mit ECRCVD-Methode betragen die Wachstumsraten für reines Silizium in der Regel nur einige 10 Ä/min, bei tiefen Abscheidetemperaturen < 600°C.
Zusammengefasst ergibt sich folgendes:
Schichten, die mit einer Qualität abgelegt werden, die sich auch für das Ablegen von epitaktischen Schichten eignet, können, bei Abscheidetemperaturen < 600°C, bis heute:
• durch UHV-CVD mit Wachstumsraten GR von ca. 3 Ä/min oder
• durch ECRCVD mit einer um ca . 1 Grössenordnung (30 Ä/min) höheren Wachstumsrate GR
abgelegt werden.
PECVD-Verfahren, deren Plasma durch DC-Entladungen erzeugt werden, konnten für die Fertigung von Schichten mit Epitaxie- Qualität - d.h. entsprechend geringer Fehlerdichte (siehe oben) - weder für den Aufbau von epitaktischen noch für den Aufbau amorpher oder polykristalliner Schichten eingesetzt werden, mindestens nicht mit einer für industrielle Fertigung sicherzustellenden Wachstumsrate GR, Zuverlässigkeit und Effektivität bzw. Wirkungsgrad.
Über die Verwendung von kapazitiv eingekoppelten Hochfrequenz- feldern zur. Erzeugung von Hf-Plasmen für PECVD-Verfahren wurde anderseits schon sehr früh berichtet, wozu verwiesen sei auf (11) . Die Schwierigkeit bei diesem Vorgehen liegt darin, dass in solchen Hf-Plasmen nicht nur die reaktiven Gase zersetzt werden. Gleichzeitig ist die Substratoberfläche einem intensi- ven Beschuss hochenergetischer Ionen ausgesetzt, wie dies spezifisch auch bei reaktivem Zerstäuben oder Hochfrequenzätzen ausgenützt wird. Dies begünstigt einerseits die Wasserstoff- Desorption, führt aber gleichzeitig zu Defekten in den wachsenden Schichten. Eine davon abgewandelte Methode, die RPCVD, Remote Plasma Chemical Vapour Deposition, berücksichtigt dies dadurch, dass die zu beschichtenden Substrate nicht direkt dem Hf-Plasma ausgesetzt werden, was zu besseren Resultaten führt (12) . Allerdings sind die erzielten Wachstumsraten gering, nämlich meist Bruchteile von nm pro Minute bis höchstens einige nm pro Minute gem ss (13) .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein in der industri- eilen Fertigung einsetzbares Verfahren anzugeben, das erlaubt, Schichten mit Epitaxie-Qualität aufzuwachsen mit wesentlich höheren Wachstumsraten, als bis anhin bekannt.
Dies wird durch Verfahren eingangs genannter Art erreicht, welche sich nach dem Wortlaut des kennzeichnenden Teils von An- spruch 1 auszeichnen, bzw. durch eine Anlage, die sich nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 36 auszeichnet. Bevorzugte Ausführungsformen der Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 27 spezifiziert, bevorzugte Ausführungsformen der Anlage in den Ansprüchen 37 bis 50. Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich insbesondere für die Herstellung von Halbleiterbeschichteten Substraten mit epitaktischer, amorpher oder poly- kristalliner Schicht, dabei insbesondere von Si-, Ge- oder Si/Ge-Legierungs-Schichten sowie von Ga- oder Ga-Verbindungs- Schichten.
Dabei können insbesondere auch dotierte Halbleiterschichten abgelegt werden. Silizium und/oder Germanium enthaltende Schichten, dotiert vorzugsweise mit mindestens einem Element aus den Gruppen III oder V des Periodensystems bzw. Gallium enthaltende Schichten mit mindestens einem Element der Gruppen II, III, IV oder VI des Periodensystems, z.B. mit Mg oder Si .
Aus den eingangs abgehandelten Beschichtungstechniken zur Erzeugung epitaktischer Schichten kann zusammenfassend folgendes ausgeführt werden:
- Die CVD-Verfahren, insbesondere die UHV-CVD-Verfahren führen zu ausgezeichneten Schichtqualitäten, selbst bei Substrattemperaturen unterhalb von 500°C. Sie bieten sich deshalb an, auch epitaktische Schichten herzustellen, wo an die Schicht- qualität extrem hohe Anforderungen gestellt werden. Die
Wachstumsrate beispielsweise für Si ist aber bei diesen Verfahren extrem tief, wie erwähnt in der Grössenordnung von 3 Ä/min bei 550°C.
- Mikrowellen-Plasma-unterstützte Verfahren, ECRCVD, haben den Vorteil, dass die Zersetzung der reaktiven Moleküle ohne hohe thermische Energie stattfinden kann. Der Ionenbeschuss des Substrates führt zu erhöhter Wasserstoffdesorption. Beide Effekte könnten zu einer beträchtlichen Zunahme der Wachstumsrate führen. Bei tiefen Temperaturen werden aber inakzeptabel hohe Defekt-Dichten beobachtet, induziert durch Ionenbeschuss. Eine Kontrolle über die Substrat-Bias-Spannung erhöht zwar die Schichtqualität, ändert aber nichts an den vergleichsweise kleinen Raten.
Damit scheint ein inhärenter Widerspruch zu bestehen: Ionenbe- schuss des Substrates führt einerseits zu erhöhter Wachstumsrate aufgrund erhöhter Wasserstoffdesorption, führt aber gleichzeitig zur Erhöhung der Defekt-Dichte. Für unter Atmosphärendruck betriebene, thermische CVD-Verfahren ergibt sich laut (2) folgendes Bild:
• Si-Wachstu srate GR: 2 x 10"3 nm/min
(bei 600°C, 3 ' 10"2 nm/min gemessen und auf 550°C umge- rechnet)
• Gasfluss, SiCl2H2, F: 100 sccm.
Daraus ergibt sich eine Wachstumsrate GR pro SiCl2H2-Fluss- Einheit, GRF = 2 x 10"" Ä/ (sccm.min) .
Ein Gasfluss F von 100 sccm SiCl2H2 entspricht 4,4 x 1019 Mole- külen/sec.
Die Wachstumsrate GR von 2 x 10"3 nm/min entspricht einer Wachstumsrate von 2 x 10"4 Silizium-Monolagen pro Sekunde auf einem 5"-Wafer, entsprechend einer Fläche A5 von 123 cm2. Damit ergibt sich auf der Gesamtfläche pro Sekunde eine abgelegte Menge von
GA = 1,7 x 1013 Siliziumatome/sec .
Durch Inbeziehungsetzen der pro Sekunde abgelegten Siliziummenge und der pro Sekunde eingelassenen Reaktivgasmenge ergibt sich die Gasausnützungsziffer GA? zu
GAF = 3,9 x 10"7.
Dies entspricht einer Ausnützung von ungefähr 0,0004 o/oo.
Wir halten fest, dass sich bei atmosphärischem CVD ergibt:
GRF « 2 x 10"4 A/ (sccm. min) GAF = 0, 0004 0/00.
Aus (5) , kombiniert mit (4) und (7) , ergibt sich die Abschätzung für UHV-CVD zu
GRF « 0,1 Ä/(sccm. min) und
GAF « 0,0035 entsprechend ca. 35 o/oo.
Dies' zu den bis anhin industriell eingesetzten Verfahren für die Herstellung von Schichten in Epitaxie-Qualität.
Aus der DE-OS 36 14 384 ist nun weiter ein PECVD-Verfahren bekannt, bei welchem DC-Glimmentladung in Form einer Niederspan- nungs-Entladung eingesetzt wird. Damit sollen Schichten mit besonders guten mechanischen Eigenschaften schnell, d.h. mit hoher Wachstumsrate, abgelegt werden.
Eine Kathodenkammer mit Heisskathode kommuniziert mit einem Va- kuumrezipienten über eine Blende. Der Blende gegenüberliegend ist eine Anode vorgesehen. Parallel zu der zwischen Blende und Anode gebildeten Entladungsachse ist eine Einlassanordnung für ein Reaktivgas vorgesehen, dieser Anordnung, bezüglich der Ent- ladungsachse gegenüberliegend, sind die Werkstücke angeordnet. Mit Bezug auf Anodenpotential, werden Entladungsspannungen U^ unterhalb 150 V angelegt, und die Entladung wird mit einer Stromstärke 1^ von wenigstens 30 A betrieben. Für die Be- schichtung werden die Werkstücke auf negative Potentiale zwischen 48 und 610 V gebracht.
Die darin gezeigten Versuche ergeben folgendes Bild:
Beispiel GR [Ä/min] GR. [A/ (sccm. min) ]
1 103 2,5 2 380 1,2
3 2 X 103 2,5
4 (Si) 166 0,7
5 466 1,2
6 750 0,7
7 250 0,5
8 500 0,75
9 316 0,38
10 344 0,18
11 62 0,18
12 58 0,14
Die vorliegende Erfindung geht nun von der Erkenntnis aus, dass Werkstückbeschichtungen mit einer Schichtqualität vorgenommen werden können, welche Qualität den an Epitaxieschichten zu stellenden Anforderungen genügt, indem hierzu, entgegen den bisher gehegten Erwartungen, ein nicht-Mikrowellen-Plasma- PECVD-Verfahren eingesetzt wird - d.h. ein PECVD-Verfahren mit DC-Entladung - und im speziellen ein PECVD-Verfahren, wie es, von seinem Prinzip her, auf der DE-OS 36 14 348 bekannt ist. Wie gezeigt werden wird, ist es dabei möglich, in Epitaxie- Qualität
a) Wachstumsraten GR von mindestens 150 Ä/min, gar von mindestens 600 A/min
b) GRF von mindestens 7,5 A/ (sccm. min) , oder gar 40 A/ (sccm. min) , vorzugsweise gar 75 A/ (sccm. min) zu erzielen, und weiter
c) Gasausnύtzungsziffern GAF zu erzielen mindestens im Bereich von 5%. Es wird erkannt, dass am erfindungsgemäss eingesetzten DC- PECVD-Verfahren die Plasmaentladung zu tiefstenergetischen Ionen führt, ebenso zu tiefstenergetischen Elektronen, dass aber die Ladungstragerdichte, insbesondere die Elektronendichte an der ausgenützten Entladung sehr gross ist.
Die Erfindung wird anschliessend anhand von Figuren beispielsweise erläutert. Es zeigen:
Fig. 1: schematisch eine erste bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Anlage zur Durchführung der erfindungsgemässen Verfahren,
Fig. 2: schematisch eine zweite bevorzugte Ausführungsform einer Anlage gemass Fig. 1 mit mehreren Betriebsvarianten,
Fig. 3: bei Betrieb einer Anlage gemass Fig. 2 für eine Sili- ziu beschichtung, die Abhängigkeit der Wachstumsrate von der Wafer-Temperatur,
Fig. 4: in Funktion des Entladungsstromes, die Zunahme der Wachstumsrate bezogen auf den Reaktivgasfluss, GRF,
Fig. 5: in Funktion des Reaktivgasflusses, die Wachstumsrate bei unterschiedlichen Plasmadichten im Bereich der
Werkstücke,
Fig. 6: in Funktion der Germanium-Konzentration an der abgeschiedenen Schicht, die Wachstumsrate und
Fig. 7: Im Feld Wachstumsrate/Gasausnützungsziffer die Resul- täte gemass Stand der Technik und gemass Erfindung. Vorab, eine Anlage gemass z.B. der DE-OS 36 14 384 kann durchaus für die Durchführung der erfindungsgemässen Verfahren eingesetzt werden, sofern sie so betrieben wird, dass die erfindungsgemässen Bedingungen eingehalten werden.
Gemass Fig. 1 weist eine heute bevorzugte erste Anlage zur
Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens einen Vakuumre- zipienten 1 auf, an welchen, über eine Blende 3, eine Kathodenkammer 5 angeflanscht ist. In bekannter Art und Weise kann die Kathodenkammer 5 auf das elektrische Potential des Rezipienten 1 gelegt sein, oder die Kathodenkammer 5 kann bezüglich des Rezipienten 1 isoliert und auf davon abweichendes Potential gelegt sein (nicht dargestellt) .
In der Kathodenkammer 5 ist eine Heisskathode 7, ein Filament, vorgesehen, vorzugsweise direkt beheizt mittels eines Heiz- Stromgenerators 9.
In der Blenden-Achse A, der Blende 3 im Rezipienten 1 gegenüberliegend, ist ein isoliert montierter Werkstückträger 13 vorgesehen. Im Bereich des Werkstückträgers 13 kann eine Werkstückheizung 17 vorgesehen sein. Der Rezipient 1 wird mit einer Vakuumpumpe 27, vorzugsweise einer Turbovakuumpumpe, dabei vorzugsweise einer Turbomolekularpumpe evakuiert. Sensoren, wie z.B. ein Plasmamonitor etc., können, zu Beobachtungs- und ggf. Steuerzwecken, an einem Anschluss 31 vorgesehen werden.
Konzentrisch zur Achse A der Entladung mit dem Entladungs-Strom I^ ist ein Gaseindüsring 23 vorgesehen als Reaktivgaseindüsan- ordnung, verbunden mit einer Gastankanordnung 25 für Reaktivgas, welches, mit steuerbarem Fluss F (sccm), in den Rezipienten eingelassen wird. In die Kathodenkammer 5 mündet ein Anschluss 6 zu einem Arbeitsgastank, beispielsweise mit Ar. Mittels einer Elektro- und/oder Permanent-Magnetanordnung 29 wird im wesentlich konzentrisch zur Achse A im Rezipienten, ein Magnetfeld B erzeugt, insbesondere auch wirksam im Bereich der Blende 3. Das Feld kann dabei vorzugsweise aus der Konzentrizität verschoben werden.
Die Anlage in ihrer Ausführungsform gemass Fig. 1 wird wie folgt betrieben:
- Die Rezipientenwand entsprechend 1 wird als Anode der Entladung eingesetzt und ist hierzu auf ein Bezugspotential, wie dargestellt vorzugsweise auf Masse, geschaltet. Entsprechend ist mittels eines vorzugsweise einstellbaren DC-Generators 11 die Kathode 7 auf (negatives) Potential gelegt. Über dem Ge- nerator 11 liegt die Entladespannung U^, der Entladestrom 1^ fliesst zwischen Kathode 7 und Rezipienten 1.
- In einer zweiten Betriebsvariante der in Fig. 1 dargestellten Anlage wird der Werkstückträger 13 mittels eines DC-Bias- Generators 15 auf die Spannung Us gelegt.
In Fig. 2 ist eine weitere bevorzugte, erfindungsgemässe Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt. Es sind für gleiche Teile die selben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet. Die Anlage nach Fig. 2 unterscheidet sich wie folgt von der in Fig. 1 dargestellten und beschriebenen:
Es ist eine ringförmige Hilfsanode 19 vorgesehen, welche konzentrisch zur Entladungsachse A angeordnet ist.
Folgende Betriebsarten sind hier möglich: - Wie mit dem Variationsschalter S sche atisch dargestellt, wird die Rezipientenwandung des Rezipienten 1, wie bereits in Fig. 1, auf Bezugs- vorzugsweise Massepotential gelegt oder, über ein Impedanzelement 14, vorzugsweise ein Widerstandsele- ment, an ein Potential, vorzugsweise das Bezugspotential , gefesselt oder aber potential-schwebend betrieben. Die Hilfsanode 19 wird dann, wenn der Rezipient 1 auf Bezugspotential gelegt ist entweder auf das Potential des Rezipienten gelegt oder mittels eines vorzugsweise einstellbaren DC-Generators 21 an Spannung gelegt.
- Wenn der Rezipient 1 über Impedanzelement 14 an ein Bezugspotential gefesselt wird, dann wird die Hilfsanode mittels des DC-Generators 21 betrieben, es erscheint die Entladespannung U^ wie gestrichelt dargestellt zwischen Kathode 7 und Hilfs- anode 19. Dies ist auch dann der Fall, wenn die Rezipientenwandung 1 potential-schwebend betrieben wird.
Heute wird der Betrieb der Anlage nach Fig. 2 mit auf Masse gelegter Rezipientenwand und Hilfselektrode 19 sowie potenti- al-kontrolliert betriebenem Werkstückträger 13 bevorzugt. In allen Anlagen-Varianten sind folgende Einstellungen wesentlich:
• Totaldruck Pτ im Rezipienten:
10"4 mbar < Pτ < 10"1 mbar
vorzugsweise 10"3 mbar < PT < 10"2 mbar
typischerweise im Bereich von 5 ' 10"3 mbar. Dieser Druck wird vornehmlich sichergestellt durch den Partialdruck des Arbeitsgases, vorzugsweise Argon. Die Vakuumpumpe 27 ist des- halb, wie erwähnt, vorzugsweise als TurboVakuumpumpe ausgebildet, insbesondere als Turbomolekularpumpe.
• Arbeitsgasdruck Pr, :
Dieser wird wie folgt gewählt:
10"4 mbar < PA < 10"1 mbar
vorzugsweise zu
10"3 mbar < PA < 10"2 mbar
• Reaktivgaspartialdruck P„ :
Dieser wird vorzugsweise wie folgt gewählt:
10"5 mbar < PR < 10"1 mbar
vorzugsweise zu
10"4 mbar < PR < 10'2 mbar.
Insbesondere für Silizium- und/oder Germanium-haltige Gase werden Partialdrücke zwischen 10"4 mbar und 25 ' 10"3 mbar an- geraten. Zur Unterstützung der Planarität
(Oberflächenrauhigkeit) , vor allem für Mehrfachschicht- Abscheidungen und Schichten mit Dotierung wird weiter angeraten, zusätzlich einen Wasserstoff-Partialdruck in der Grössenordnung von 10"4 bis 10"2 mbar, vorzugsweise von ca. 10"3 mbar vorzusehen.
• Gasströme : Argon: weitestgehend abhängig von Rezipienten- und Kathodenkammer-Volumen, zur Einstellung des erforderlichen Par- tialdruckes PA bzw. Pτ
Reaktivgasfluss: 1 bis 100 sccm, insbesondere für Silizium- und/oder Germanium-haltige Gase:
H2: 1 bis 100 sccm.
• Entladespannung Upr:
Die EntladeSpannung, sei dies zwischen Kathode 7 und Rezipienten 1 gemass Fig. 1 oder zwischen Kathode 7, Rezipienten 1 und Hilfsanode 19 bzw. zwischen Kathode 7 und Hilfsanode 19, wird wie folgt eingestellt:
10 V < U^ < 80 V, vorzugsweise
20 V < U^ < 35 V.
• Entladeströme , I-r:
Diese werden wie folgt gewählt:
5 A < 1^ < 400 A, vorzugsweise
20 A < I„ < 100 A.
• Werkstückspannung U_:
In jedem Fall wird diese Spannung unterhalb der Sputter- schwelle der Entladung gewählt. Sie wird in allen Fällen wie folgt eingestellt:
-25 V < Us < +25 V, vorzugsweise für Ga-Verbindungen, vorzugsweise für Si, Ge und deren Verbindungen
-20 V < Us < +20 V,
vorzugsweise negativ, und dabei vorzugsweise zu
-15 V < Us < -3 V.
Stromdichte am Ort der zu beschichtenden Werkstückoberflache :
Diese wird vorab mittels einer Sonde am Ort, wo nachmals die zu beschichtende Oberfläche positioniert wird, gemessen. Sie wird eingestellt bezogen auf die Sondenoberfläche zu minde- stens 0,05 A/cm2, vorzugsweise zu mindestens 0,1 A/cm2 bis maximal Entladungsstrom/Substratflache .
Diese Stromdichte wird wie folgt gemessen und eingestellt:
Eine oder mehrere Sonden werden am Ort der nachmals zu beschichtenden Fläche positioniert und bezüglich Masse bzw. An- odenpotential auf variable positive Spannung gelegt. Diese wird solange erhöht, bis der gemessene Strom nicht mehr weiter ansteigt. Der gemessene Stromwert ergibt, bezogen auf die Sondenfläche, die gesamte Stromdichte. Diese wird nun durch Einstellung der Entladung auf den geforderten Wert gestellt. Die Einstellung der erwähnten Stromdichtewerte ist mit den bevorzugt eingestellten Entladeströmen 1^ zwischen 5 und 400 A, bzw. und bevorzugt zwischen 20 und 100 A ohne weiteres möglich.
Der hohe Fluss niederenergetischer Ionen und Elektronen, die auf das Werkstück auftreten, ist ein charakteristisches Merk- mal des erfindungsgemässen Verfahrens, welches mithin als LE- PECVD abgekürzt wird für "Low Energy Plasma Enhanced CVD" .
Silizium- und/oder Germaniumschichten können während der Beschichtung durch Zugabe eines Dotierungsgases mit einem Element aus der Gruppe III oder V des periodischen Systems, wie mit
Phosphin, Diboran, Arsin etc. zu n- oder p-leitenden Schichten dotiert werden. Somit sind p/n-Halbleiterübergänge in situ herstellbar, z.B. besonders wirtschaftlich für die Solarzellenherstellung.
Werden Galliumschichten oder Galliumverbindungs-Schichten abgelegt, so können diese durch Verwendung eines Dotierungsgases mit einem Element aus den Gruppen II oder III oder IV oder VI des Periodensystems dotiert werden, z.B. mit Mg oder Si.
Mit Hilfe der Anode 19 und/oder des Magnetfeldes B kann die Niederspannungsentladung komprimiert und/oder vom Werkstückträger 13 abgelenkt werden. Damit kann die Plasmadichte am Werkstückträger erhöht (Rate) und/oder über einen grossen Bereich variiert (Einstellung der Verteilung) oder auch gesteuert ge- wobbelt bzw. abgelenkt werden. Mit Hilfe der Heizung 17 können die Werkstücke bzw. Substrate unabhängig vom Ionen- und/oder Elektronenanfall bis auf ca. 800°C aufgeheizt werden. Die Magnetanordnung 29 erzeugt mittels Permanent- und/oder Elektromagneten das Feld B, vorzugsweise mit einer Flussdichte von einigen 10 bis einigen 100 Gauss im Entladungsraum.
Aufgrund der unüblich tiefen Entladespannungen, wie erwähnt bevorzugt im Bereich von 20 bis 35 V, ergibt sich ein Plasmapotential der Entladung entsprechend (15) nahe am Anodenpotential. Das Werkstück- bzw. Substratpotential kann potentialmässig leicht so verstellt werden, dass die Ionenenergien unterhalb 15 eV liegen, womit sich Ionenschäden während des Schichtwachstums am Werkstück vollständig vermeiden lassen.
Wie erwähnt wurde, ist eine möglichst hohe Plasmadichte am Werkstück anzustreben. Vorliegendenfalls wird die Plasmadichte durch die Stromdichte an der Werkstückoberfläche gegeben. Sie wird wie vorgängig angegeben mittels Sonden in einem Kalibrier- Arbeitsgang gemessen und eingestellt.
Die Anlagen, wie sie schematisch in den Fig. 1 und 2 dargestellt sind, sind wohl heute bevorzugte Ausführungsformen, wo- bei die erfindungsgemässen Verfahren sich durchaus auch an Anlagen realisieren lassen, die beispielsweise in der DE-OS 36 14 384 dargestellt sind, wenn sie entsprechend bestückt und geführt werden. Wesentlich erscheint bis heute der potentialkontrollierte Betrieb des Werkstückes.
Mittels einer Anlage, wie sie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, wurden 3 " -Silizium-Einkristallsubstrate mit Silizium bzw. einer Silizium/Germanium-Legierung epitaktisch beschichtet. Das Volumen des Rezipienten 1 betrug 60 1.
Die Anlage wurde wie folgt betrieben:
Hilfsanode 19 auf Potential des Rezipienten 1; Werkstückträger 13 auf kontrolliertes Biaspotential . Rezipient als Anode auf Masse .
Folgende Arbeitspunkteinstellungen wurden vorgenommen:
• Werkstücktemperaturen Ts
Plasmainduziert ergeben sich Werkstücktemperaturen von nur wenigen 100°C, so z.B. von ca. 150°C. Dies ist ausserordentlich vorteilhaft zum Beschichten thermisch kritischer Substrate, wie z.B. organischer Substrate.
Höhere, erwünschte Temperaturen werden durch separates Heizen erreicht. Für die Herstellung von Si- und/oder Ge-Schichten und Schichten mit Ge-Si-Verbindungen werden Werkstücktemperaturen Tc
300°C < T. < 600°C
angeraten, für Ga-Schichten oder Ga-Verbindungsschichten:
300°C < Ts < 800°C.
Weil das Verfahren "kalt" ist, ist man höchst flexibel in der Temperatur-Wahl, je nach Schichtmaterial und Substratmaterial.
Figure imgf000023_0001
Entladestrom 1^-: 70 A.
Entladespannungen U^: 25 V.
Substrat-Temperatur: 550°C (mit Heizung geheizt)
In einem ersten Versuch wurde mit Hilfe der Heizung 17 die Substrattemperatur variiert. Dabei wurden die übrigen Arbeitspunkt-Parameter konstant gelassen. In Fig. 3 ist das Resultat dargestellt. Aus dieser Figur ist ersichtlich, dass die Wachstumsrate GR nur sehr wenig von der Werkstück- bzw. Substrattemperatur T13 abhängt. Die grosse Streuung der Messwerte rührt davon her, dass bei der Versuchsanlage vor jeder Abscheidung Betriebsparameter jeweils von Hand wieder einge- stellt werden mussten.
Ausgehend von den erwähnten Arbeitspunktwerten wurde nun der Entladestrom 1^. variiert, durch Einstellung der Entladespannung U^ und gegebenenfalls Variation des Kathoden-Heizstromes . Alle übrigen Parameter wurden wieder konstant gehalten. Wenn auch der Entladestrom 1^- nicht direkt der Ladungsträgerdichte bzw. Plasmadichte an der zu beschichtenden Oberfläche entspricht, so ist doch, bei sonst konstant belassenen Parametern, die Plasmadichte, entsprechend der Stromdichte an der zu beschichtenden Werkstückoberfläche, im wesentlichen proportional zum Entladestrom. Deshalb zeigt das in Fig. 4 dargestellte Resultat durchaus die Proportionalität und den Proportionalitäts- faktor zwischen der Wachstumsrate GR und der Plasmadichte. Diese Proportionalität dürfte anhalten, solange die Gasausnützung nicht ca. 60 % übersteigt und Sättigungseffekte auftreten. Wie erwähnt kann die Plasmadichte nebst z.B. durch Verstellung des Entladestromes auch durch Fokussierung bzw. Defokussierung der Niederspannungsentladung bzw. durch deren Umlenken beeinflusst werden. Auch hier erklärt sich die relative grosse Streuung durch das Vorgehen bei der Einstellung der Entladebedingungen.
Höchst aufschlussreich ist schliesslich Fig. 5. Diese ist das Ergebnis von Versuchen, bei welchen, bei sonst konstant gehaltenen Parametern, der Reaktivgasfluss F variiert wurde, ausgehend vom Arbeitspunkt 10 sccm. Die Gerade (a) ergab sich bei bezüglich der Achse A von Fig. 1 durch Magnetfeldeinstellung örtlich leicht versetzter Niederspannungsentladung, was am Substrat zu einer Plasmadichtereduktion führte bzw. geringerer Rate, bei einem Entladestrom 1^ von 20 A.
Kurve (b) zeigt die Rate bei nicht abgelenkter Entladung und bei IJU- = 20 A. Schliesslich zeigt (c) die erhöhte Rate bei nicht abgelenkter Enladung mit 1^ = 70 A.
Bei einem Reaktivgasfluss von 10 sccm ergibt sich bei einer Temperatur des Substrates von 550 °C und 70 A Entladestrom 1^, wie Fig. 3 bestätigt, eine GR von ca. 15 Ä/sec.
Bei einem Entladestrom von 70 A bei einem Reaktivgasfluss von 10 sccm wird dieses Resultat auch durch Fig. 4 bestätigt. Die GR fällt bei einem Entladestrom von 20 A auf ca. 6 Ä/sec ab.
Es seien nun die erfindungsgemässen Resultate mit den Resultaten vorbekannter Techniken verglichen.
a) Vergleich mit APCVD (2)
Aus Fig. 5 ergibt sich beispielsweise für den Punkt Pl:
GR = 1200 Ä/min, verglichen mit
GR = 2 x 10"2 Ä/min bei APCVD.
Aus Fig. 5 ergibt sich für den Punkt Pl ein Wert
GRF von 80 Ä/ (sccm. min)
Der entsprechende Werte bei APCVD beträgt
GRF ~ 2 x 10 " Ä/ (sccm. min)
Berechnet man bei LEPECVD gemass Erfindung die Gasausnützungs- ziffer für ein 3 "-Substrat, so ergibt sich GAF =s 6 , 8 x 10"2, entsprechend ca. 6,8 %.
Dabei ist zu berücksichtigen, dass diese Ziffer mit grδsser werdenden Substratfläche, z.B. auf 5", noch wesentlich besser wird.
In Fig. 7 sind folgende Resultate dargestellt:
- Im Feld I: für APCVD, LPCVD, RPECVD;
- Im Feld II: für UHVCVD
- Im Feld III: für ECRCVD
- Im Feld IV: gemass vorliegender Erfindung.
Sie gelten für Temperaturen < 600°C.
In diesem Zusammenhang muss nochmals betont werden, dass es das erfindungsgemässe Vorgehen erlaubt, relativ grosse Flächen zu beschichten, womit die Gasausnützungsziffer GAF zusätzlich steigt .
Werden, analog, die Grossen Wachstumsrate GR, Wachstumsrate pro Reaktivgasflusseinheit GRF und die Gasausnützungsziffer GAF mit den entsprechenden Zahlen für CVD unter atmosphärischen Druckbedingungen verglichen, so ergeben sich erfindungsgemäss in jeder Beziehung drastische Verbesserungen. Vergleicht man schliesslich die Resultate ge ass vorliegender Erfindung mit denjenigen, die erhalten werden, wenn ein PECVD-Verfahren mit Niederspannungsentladung gemass der DE-OS 36 14 384 betrieben wird, so zeigt sich, dass erstaunlicherweise die erfindungsgemäss erzielte Wachstumsrate von 1200 Ä/min wesentlich grδsser ist, als die höchsten, mit dem vorbekannten Vorgehen erzielten Wachstumsraten und dass zusätzlich die erfindungsgemäss erziel- te Wachstumsrate pro Reaktivgasflusseinheit GRF praktisch um zwei lOer-Potenzen hδherliegt.
Es ist somit höchst erstaunlich, dass durch ganz bestimmte Betriebsbedingungen an der Anlage, prinzipiell wie sie aus der DE-OS 36 14 384 vorbekannt war, derartige Verbesserungen erzielbar sind, unter Berücksichtigung, dass die erfindungsgemäss abgelegten Schichten, bezüglich Defektdichte, Epitaxie- Bedingungen gehorchen.
Dies wurde höchst einfach dadurch überprüft, dass beim be- schriebenen Betrieb der Anlage nach Fig. 2 mit den angegebenen Arbeitspunktparametern, bei Einlegen eines monokristallinen Substrates eine hochwertige Epitaxie-Beschichtung erzielt wurde, bei Einlegen eines amorphen Substrates hingegen, bei weiterhin festgehaltenen Arbeitspunktparametern, eine amorphe Be- Schichtung.
In Fig. 5 ist im weiteren bei P2 der Messpunkt eingetragen, wenn anstelle einer reinen Si-Schicht eine SiGe-Epitaxieschicht abgelegt wird, die 4 % Ge enthält.
Wie bereits daraus ersichtlich, ändern sich entgegen den vorer- läuterten Erkenntnissen beim erfindungsgemässen Vorgehen die Verhältnisse nicht, wenn eine Ge/Si-Legierung abgelegt wird. Dies bestätigt Fig. 6, wo in Funktion des Ge-Gehaltes in % bei den angegebenen Arbeitspunkten die Wachstumsrate GR angegeben ist. Daraus ist ersichtlich, dass sich die Wachstumsrate in ei- nem sehr grossen Bereich des Ge- zu Si-Verhältnisses im wesentlichen nicht ändert.
Das erfindungsgemässe Vorgehen wurde primär anhand von Versuchen, Si-, Ge- oder Si/Ge-Legierungsschichten bzw. Ga- und Ga- Verbindungsschichten, alle dotiert und nicht dotiert, abzulegen, erhärtet.
Mit dem erfindungsgemässen Vorgehen werden, kombiniert, höchste Schichtqualität bei sehr hohen Abscheidungsraten und gleichzei- tig bei sehr hohem Wirkungsgrad, was abgelegtes Schichtmaterial pro eingelassener Reaktivgasmenge anbelangt, und bei tiefen Temperaturen < 600°C, erreicht. Damit eignet sich das vorgeschlagene Vorgehen ausserordentlich gut für die industrielle Fertigung, seien dies epitaxialer Schichten oder seien dies an- derer Schichten in höchster Qualität.
Literaturangaben :
(1) Handbook of thin-film deposition processes and techniques, ed. Klaus K. Schuegraf, Noyes Publications , New Jersey, U.S.A., 1988, ISBNN 0-8155-1153-1
(2) Atmospheric pressure chemical vapor deposition of Si and SiGe at low temperatures, T.O. Sedgwick and P.D. Agnello, J. Vac.Sci.Technol. A10, 1913 (1992)
(3) Submicron highly doped Si layers grown by LPVPE, L. Vescan, H. Beneking and O. Meyer, J. Cryst. Growth 76, 63 (1986)
(4) Low-temperature Silicon epitaxy by ultrahigh vacu- um/chemical vapor deposition, B.S. Meyerson, Appl . Phys . Lett. 48, 797 (1986) ,
(5) Cooperative growth phenomena in silicon/germanium low- temperature epitaxy, B.S. Meyerson, K.J. Uram, and F.K. LeGoues, Appl. Phys. Lett. 53, 2555 (1988),
(6) Silicon epitaxy at 650 - 800°C using low-pressure chemical vapor deposition both with and without plasma enhancement , T.J. Donahue and R. Reif. J. Appl. Phys. 57, 2757 (1985)
(7) Low temperature Silicon epitaxy by hot wall ultrahigh vacu- um low pressure chemical vapor deposition techniques: Sur- face optimazion, B.S. Meyerson, E. Ganin, D.A. Smith, and T.N. Nguyen, J. Electrochem. Soc . 133, 1232 (1986)
(8) Kinectics of surface reactions in very low-pressure chemical vapor deposition of Si from SiH4, S.M. Gates and S.K. Kulkarni, Appl. Phys. Lett. 58, 2963 (1991) (9) Electron cyclotron resonance assisted low temperature ultrahigh vacuum chemical vapor deposition of Si using sila- ne, D.S. Mui, S.F. Fang, and H. Morkoς, Appl. Phys. Lett. 59, 1887 (1991)
(10) Low-temperature Silicon homoepitaxy by ultrahigh vacuum electron cyclotron resonance chemical vapor deposition, H- S. Tae, S-H. Hwang, S-J. Park, E. Yoon, and K-W. Whang, Appl. Phys. Lett. 64, 1021 (1994),
(11) Epitaxial growth of Silicon from SiH4 in the temperature ränge 800° - 1150°C, W.G. Townsend and M.E. Uddin, Solid State Electron 16, 39 (1973)
(12) Homoepitaxial films grown on Si(100) at 150 °C by remote plasma-enhanced chemical vapor deposition, L. Breaux, B. Anthony, T. Hsu, B. Banerjee, and A. Tasch. Appl. Phys. Lett. 55, 1885 (1989) .
(13) Growth of Ge^i^Si heteroepitaxial films by remote plasma chemical vapour deposition, R. Qian, D. Kinosky, T. Hsu, J. Irby, A. Mahajan, S. Thomas, B. Anthony, S. Banerjee, A. Tasch, L. Rabenberg and C. Magee, J. Vac . Sei. Technol . A 10, 1920 (1992)
(14) Low temperature epitaxial Silicon film growth using high vacuum electron-cyclotron-resonance plasma deposition, S.J. DeBoer, V.L. Dalal, G. Chumanov, and R. Bartels, Appl. Phys. Lett. 66, 2528 (1995).
(15) Hydrogen plasma chemical cleaning of metallic Substrates and Silicon wafers; W. Korner et al . , Balzers Ltd., Liechtenstein, Surface and coatings technology, 76 - 77 (1995) 731 - 737.

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zur Herstellung beschichteter Werkstücke, mit für die Epitaxie genügender Qualität, dadurch gekennzeichnet, dass man das Werkstück mittels PECVD beschichtet unter Einsatz einer DC-Entladung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mit einer Wachstumsrate
GR > 150 Ä/min
und mit einer Gasausnützungs-Ziffer
1 % < GAF < 90 %
erfolgt .
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wachstumsrate
GR > 300 Ä/min beträgt, vorzugsweise
GR > 600 Ä/min, besonders bevorzugt
GR > l'OOO Ä/min.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasausnützungsziffer
GAF > 5 % ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die Entladung so stellt, dass sich bei Sondenmessung am Ort, wo nachmals die zu beschichtende Werkstückfläche positioniert wird, und auf gleichem Potential eine Stromdichte von mindestens 0,05 A/cm2 Sondenfläche einstellt, vorzugsweise von mindestens 0,1 A/cm2 bis zu einer Dichte von höchstens Entladestrom/Substratflache .
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessene Stromdichte überwiegend durch Elektronen-Einfall erzeugt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Entladestrom IM zu
Figure imgf000032_0001
wählt, vorzugsweise zu
20 A < Iw < 100 A.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man die Entladungsspannung ^- zu
10 V < U^ < 80 V
vorzugsweise zu
20 V < ÜM < 35 V
wählt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man den Reaktivgas-Partialdruck PR im Pro- zessraum zu
10"5 mbar < PR < 10'1 mbar
wählt, vorzugsweise zu 10"4 mbar < PR < 10"2 mbar.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man die Entladung vornehmlich als Elektronenquelle für die Reaktivgas-Dissoziation einsetzt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass man als DC-Entladung eine Niederspannungs- Entladung, vorzugsweise eine Heisskathoden-Niederspannungs- Entladung, einsetzt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge- kennzeichnet, dass man im Prozessraum einen Totaldruck Pτ wie folgt einstellt:
10"4 mbar < Pτ < 10"1 mbar,
vorzugsweise
10"3 mbar < Pτ < 10 mbar.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass man im Rezipienten einen Arbeitsgaspar- tialdruck PA wie folgt einstellt:
10"4 mbar < PA < 10"1 mbar, vorzugsweise
10 mbar < PA < 10'2 mbar.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass man die Entladespannung zwischen Entladungs- Kathode und auf ein Bezugspotential, vorzugsweise Masse- Potential, gelegte Vakuum Rezipientenwand anlegt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass man das Werkstück im Prozessraum
• auf Schwebepotential betreibt oder
• auf ein aufgeschaltetes Biaspotential legt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass man das Werkstück auf einer Spannung Us bezüglich Entladungs- anode betreibt, die negativ ist, vorzugsweise Us > -25 V beträgt, vorzugsweise zwischen -15 V bis -3 V beträgt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch ge- kennzeichnet, dass man entlang der Entladungs-Strecke eine
Hilfsanode vorsieht, vorzugsweise in Form einer die Entladung umschlingenden Ringanode, und diese auf eine vorzugsweise einstellbare Spannung bezüglich Entladungskathode betreibt, die vorzugsweise nicht grösser ist als die Entladungs-Spännung.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Vakuum-Rezipienten eine diesbezüglich isoliert montierte Anode für die Entladung vorgesehen wird, vorzugsweise in Form einer Ringanode.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass man das Werkstück im Prozessraum
• auf Schwebepotential oder
• auf ein aufgeschaltetes Biaspotential
legt.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass man das Werkstück bezüglich Entladungskathode höchstens auf EntladungsSpannung betreibt.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch ge- kennzeichnet, dass man die Vakuum-Rezipientenwand
• auf Schwebepotential oder
• über ein Impedanzelement an ein Bezugspotential gefesselt
betreibt .
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass man das Werkstück bezüglich Anode der Entladung auf einer Spannung zwischen -25 V und +25 V betreibt, vorzugsweise für Ga-Verbindungen, vorzugsweise für Si-, Ge- oder deren Verbindungen, vorzugsweise
-20 V < Us < +20V,
dabei vorzugsweise auf einer negativen.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass man die Werkstücktemperatur auf höchstens 600°C hält, vorzugsweise zwischen 300°C und 600°C, vorzugsweise für Si-, Ge- oder deren Verbindungen und vorzugsweise für Ga- Verbindungen zwischen 300° und 800 °C.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass man die Beschichtung mit einer Beschich- tungsrate pro Reaktivgasfluss-Einheit GRF vornimmt, welche min- destens 7,5 A/ (sccm. min) beträgt, vorzugsweise mindestens 40 Ä/ (sccm. min) , besonders vorzugsweise mindestens 75 Ä/ (sccm. min) beträgt .
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass man erwünschte Beschichtungsratenänderungen durch im wesentlichen hierzu proportionales Verstellen des Reaktivgasflusses in den Vakuumrezipienten vornimmt.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass man erwünschte Beschichtungsratenänderungen durch im wesentlichen hierzu proportionales Verstellen der Ent- ladungs-Stromdichte vornimmt, vorzugsweise durch Verstellung des Entladestromes und/oder der Entladespannung und/oder durch Umlenkung und/oder durch Bündelungsvariation der Entladung bezüglich des Werkstückes, letztere vorzugsweise elektrostatisch und/oder magnetisch.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass man das Werkstück unabhängig von der Entladung heizt.
28. Verwendung eines PECVD-Verfahrens mit DC-Entladung zur Herstellung von Epitaxie-Schichten.
29. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 17 bzw. Verwendung nach Anspruch 28 für die Herstellung von Substraten mit einer Halbleiterschicht .
30. Verwendung nach Anspruch 29 für die Herstellung von Substraten mit einer Halbleiter-Epitaxieschicht oder einer po- lykristallinen oder einer amorphen Halbleiterschicht, vorzugsweise gesteuert durch das unbeschichtete Substrat, insbesondere dessen Oberflächeneigenschaften.
31. Verwendung nach einem der Ansprüche 28 bis 30 für die Herstellung von Substraten mit einer Silizium- und/oder Germaniumschicht oder einer Si/Ge-Legierungsschicht , vorzugsweise dotiert mit mindestens einem Element aus den Gruppen III und/oder V des Periodensystems.
32. Verwendung nach einem der Ansprüche 28 bis 30 für die Herstellung von Substraten mit einer Ga-Schicht oder einer Ga- Verbindungs-Schicht, vorzugsweise dotiert mit mindestens einem Element der Gruppen II, III, IV oder VI des Periodensystems, z.B. mit Mg oder Si.
33. Verwendung nach einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass man als Reaktivgas mindestens ein Si- und/oder Ge-haltiges Gas einsetzt und vorzugsweise zusätzlich Wasserstoffgas in den Reaktionsraum einbringt .
34. Verwendung nach einem der Ansprüche 28 bis 33 für die
Werkstückbeschichtung mit Beschichtungsraten pro Reaktivgas- fluss-Einheit , GRF, von mindestens 7,5 Ä/ (sccm. min) , vorzugsweise von mindestens 40 Ä/ (sccm. min) , vorzugsweise gar von mindestens 75 A/ (sccm. in) .
35. Verwendung nach Anspruch 34 für die Beschichtung von
Substraten bei Substrattemperaturen unterhalb 600°C, vorzugsweise zwischen 300° und 600°C für Si- Ge- und deren Verbindungen, vorzugsweise zwischen 300° und 800° für vorzugsweise Ga- Verbindungen .
36. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 26 mit einem Vakuumrezipienten, über eine Blende daran angekoppelt, einer Kathodenkammer mit mindestens einer Heisskathode und einem im Rezipienten angeordneten Werkstück- träger sowie einer Anodenanordnung, wobei der Werkstückträger elektrisch isoliert im Rezipienten montiert ist.
37. Anlage nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückträger bezüglich der Anode auf einstellbare Spannung legbar ist oder potential-schwebend ist, dabei das Rezipienten- gehäuse auf Anodenpotential liegt und die Kathode mit Bezug auf Anodenpotential auf kathodisches Potential, vorzugsweise zwischen 10 und 80 V, dabei besonders bevorzugterweise zwischen 20 und 35 V, legbar ist, wobei vorzugsweise der Werkstückträger bezogen auf das Anodenpotential höchstens um ± 25 V verstellbar ist .
38. Anlage nach Anspruch 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Anodenanordnung für die Entladung die Vakuu - Rezipientenwand umfasst oder die Anodenanordnung im Rezipienten isoliert montiert ist.
39. Anlage nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückträger potential-schwebend ist und so angeordnet ist, dass seine Spannung bezüglich der Anodenanordnung sich nicht negativer als -25 V einstellt, vorzugsweise auf -3 V bis -15 V.
40. Anlage nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückträger mittels einer vorzugsweise einstellbaren Bias- Quelle bezüglich der Anodenanordnung auf eine Spannung von -25 V bis +25 V legbar ist, vorzugsweise auf eine negative, vorzugsweise von -15 V bis -3 V.
41. Anlage nach einem der Ansprüche 36 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hilfsanode vorgesehen ist, vorzugsweise in Form einer konzentrisch zur Achse der Blende angeordneten Rin- ganode, die bezüglich Rezipientenwandung auf gleiches oder unterschiedliches Potential legbar ist bzw. gelegt ist.
42. Anlage nach einem der Ansprüche 36 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Rezipientenwand potential schwebend oder über ein Impedanzelement, vorzugsweise ein Widerstandselement , an ein Bezugspotential gefesselt ist.
43. Anlage nach einem der Ansprüche 36 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Heisskathode und mindestens einem Teil der Anodenanordnung eine Spannung U^ von
10 V < U^ < 80 V, vorzugsweise
20 V < UM < 35 V
eingestellt ist.
44. Anlage nach einem der Ansprüche 36 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Werkstückträger und höchstem Potential an der Anodenanordnung eine Spannung Us von
-25 V < Us < +25V
eingestellt ist, vorzugsweise eine negative, vorzugsweise von
-15 V < Us < -3 V.
45. Anlage nach einem der Ansprüche 36 bis 44, dadurch gekenn- zeichnet, dass in die Kathodenkammer eine mit einem Arbeits- gastank, vorzugsweise einem Argongastank, verbundene Gaszuführleitung einmündet.
46. Anlage nach einem der Ansprüche 36 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass im wesentlichen konzentrisch zur Blendenachse eine Magnetanordnung vorgesehen ist zur Erzeugung eines zur Blendenachse koaxialen oder diesbezüglich versetzten Magnetfeldes im Rezipienten, wobei die Magnetanordnung Permanentmagnete und/oder mindestens eine Spulenanordnung umfasst.
47. Anlage nach einem der Ansprüche 36 bis 46, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Rezipient an eine Turbovakuumpumpe, vorzugsweise eine Turbomolekularpumpe, angeschlossen ist.
48. Anlage nach einem der Ansprüche 36 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Heisskathode einen Elektronenstrom von 5 bis 400 A liefert, vorzugsweise zwischen 20 und 100 A.
49. Anlage nach einem der Ansprüche 36 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückträger am Ort höchster Elektronendichte der Entladung, vorzugsweise im wesentlichen konzentrisch zur Blendenachse im Rezipienten angeordnet ist.
50. Anlage nach einem der Ansprüche 36 bis 49, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Rezipient mit einer Gastankanordnung verbunden ist, die ein Si- und/oder Ge-haltiges Gas enthält oder ein Ga-haltiges Gas, vorzugsweise zusätzlich mit H2.
51. Verwendung der Anlage nach einem der Ansprüche 36 bis 50 nach den Ansprüchen 28 bis 35.
52. Verwendung eines PECVD-Beschichtungsverfahrens mit DC- Entladung für das Aufwachsen von Epitaxie-Schichten.
53. Verfahren zum Betrieb einer PECVD-Anlage nach einem der Ansprüche 36 bis 50, derart, dass durch Vorgabe der Werk- stückoberflächen-Eigenschaften, wie der Kristallstruktur, ge- steuert wird, ob eine polykristalline, amorphe oder epitaktische Schicht entsteht.
54. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 27 bzw. einer Anlage nach einer der Ansprüche 36 bis 50 für die Herstellung von Solarzellen.
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EP98920439A EP0988407B9 (de) 1997-06-13 1998-05-27 Verfahren zur herstellung von werkstücken, die mit einer epitaktischen schicht beschichtet sind
AT98920439T ATE267890T1 (de) 1997-06-13 1998-05-27 Verfahren zur herstellung von werkstücken, die mit einer epitaktischen schicht beschichtet sind
JP50347999A JP4906169B2 (ja) 1997-06-13 1998-05-27 被覆工作物を製造するための方法、その方法の利用およびそのための装置
HK00107473.1A HK1028070B (en) 1997-06-13 1998-05-27 Method for producing coated workpieces, uses and installation for the method
US09/460,210 US6454855B1 (en) 1997-06-13 1999-12-13 Method for producing coated workpieces, uses and installation for the method
US10/199,050 US6918352B2 (en) 1997-06-13 2002-07-22 Method for producing coated workpieces, uses and installation for the method

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002068710A1 (de) * 2001-02-26 2002-09-06 Unaxis Balzers Aktiengesellschaft Verfahren zur herstellung von teilen und vakuumbehandlungssystem
US7678645B2 (en) 2003-03-26 2010-03-16 Eidgenoessische Technische Hochschule Zuerich Formation of thin semiconductor layers by low-energy plasma enhanced chemical vapor deposition and semiconductor heterostructure devices
US8882909B2 (en) 2004-04-30 2014-11-11 Dichroic Cell S.R.L. Method for producing virtual Ge substrates for III/V-integration on Si(001)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020160620A1 (en) * 2001-02-26 2002-10-31 Rudolf Wagner Method for producing coated workpieces, uses and installation for the method
EP1513233B1 (de) 2003-09-05 2008-10-29 Epispeed S.A. Durch LEPECVD und MOCVD auf Silizium hergestellte GaAs/GaAs-Laser
US8083853B2 (en) 2004-05-12 2011-12-27 Applied Materials, Inc. Plasma uniformity control by gas diffuser hole design
US7785672B2 (en) * 2004-04-20 2010-08-31 Applied Materials, Inc. Method of controlling the film properties of PECVD-deposited thin films
US20050233092A1 (en) * 2004-04-20 2005-10-20 Applied Materials, Inc. Method of controlling the uniformity of PECVD-deposited thin films
US8328939B2 (en) 2004-05-12 2012-12-11 Applied Materials, Inc. Diffuser plate with slit valve compensation
US20060005771A1 (en) * 2004-07-12 2006-01-12 Applied Materials, Inc. Apparatus and method of shaping profiles of large-area PECVD electrodes
US8074599B2 (en) * 2004-05-12 2011-12-13 Applied Materials, Inc. Plasma uniformity control by gas diffuser curvature
EP1774562B1 (de) * 2004-06-08 2012-02-22 Dichroic cell s.r.l. System zur plasmaunterstützten chemischen aufdampfung bei niedrigen energien
US7429410B2 (en) * 2004-09-20 2008-09-30 Applied Materials, Inc. Diffuser gravity support
CN101128911B (zh) 2005-02-28 2010-09-08 爱普斯碧德股份有限公司 用于高密度、低能量等离子增强气相外延的系统和工艺
US9997338B2 (en) * 2005-03-24 2018-06-12 Oerlikon Surface Solutions Ag, Pfäffikon Method for operating a pulsed arc source
US7588668B2 (en) 2005-09-13 2009-09-15 Applied Materials, Inc. Thermally conductive dielectric bonding of sputtering targets using diamond powder filler or thermally conductive ceramic fillers
US20070056843A1 (en) * 2005-09-13 2007-03-15 Applied Materials, Inc. Method of processing a substrate using a large-area magnetron sputtering chamber with individually controlled sputtering zones
US20070056845A1 (en) * 2005-09-13 2007-03-15 Applied Materials, Inc. Multiple zone sputtering target created through conductive and insulation bonding
GB2446593B (en) * 2007-02-16 2009-07-22 Diamond Hard Surfaces Ltd Methods and apparatus for forming diamond-like coatings
US20080317973A1 (en) * 2007-06-22 2008-12-25 White John M Diffuser support
EP2207911A1 (de) * 2007-08-17 2010-07-21 Epispeed S.A. Verfahren und vorrichtung zur herstellung von epitaktischen schichten
US8097082B2 (en) * 2008-04-28 2012-01-17 Applied Materials, Inc. Nonplanar faceplate for a plasma processing chamber
JP2012504873A (ja) * 2008-10-03 2012-02-23 ビーコ プロセス イクイップメント， インコーポレイテッド 気相エピタキシーシステム
EP2572014A4 (de) * 2010-05-06 2016-03-02 Univ Virginia Patent Found Gerichtete spotless-arc-dampfablagerung und entsprechendes verfahren dafür
JP5842761B2 (ja) * 2012-08-07 2016-01-13 信越化学工業株式会社 ダイヤモンドの製造方法及び直流プラズマｃｖｄ装置
WO2018153503A1 (en) 2017-02-23 2018-08-30 Iris Industries Sa Short-wave infrared detector array and method for the manufacturing thereof
CN108990245B (zh) * 2018-06-04 2021-01-12 台州学院 一种小型面积可调等离子体源

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4443488A (en) * 1981-10-19 1984-04-17 Spire Corporation Plasma ion deposition process
DE3614384A1 (de) * 1985-06-20 1987-01-02 Balzers Hochvakuum Verfahren zur beschichtung von substraten in einer vakuumkammer
GB2219578A (en) * 1988-06-09 1989-12-13 Toshiba Kk Manufacturing single-crystal diamond particles
US5554222A (en) * 1992-06-01 1996-09-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ionization deposition apparatus

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4488506A (en) * 1981-06-18 1984-12-18 Itt Industries, Inc. Metallization plant
US4440108A (en) * 1982-09-24 1984-04-03 Spire Corporation Ion beam coating apparatus
JP2892070B2 (ja) * 1989-01-26 1999-05-17 キヤノン株式会社 堆積膜形成装置
US5009922A (en) * 1989-03-02 1991-04-23 Ashahi Glass Company, Ltd. Method of forming a transparent conductive film
DE3941202A1 (de) * 1989-12-14 1990-06-07 Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen Verfahren zur erzeugung von schichten aus harten kohlenstoffmodifikationen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
US5052339A (en) * 1990-10-16 1991-10-01 Air Products And Chemicals, Inc. Radio frequency plasma enhanced chemical vapor deposition process and reactor
CA2065581C (en) * 1991-04-22 2002-03-12 Andal Corp. Plasma enhancement apparatus and method for physical vapor deposition
CH687111A5 (de) * 1992-05-26 1996-09-13 Balzers Hochvakuum Verfahren zum Erzeugen einer Niederspannungsentladung, Vakuumbehandlungsanlage hierfuer sowie Anwendung des Verfahrens.
KR100321325B1 (ko) * 1993-09-17 2002-06-20 가나이 쓰도무 플라즈마생성방법및장치와그것을사용한플라즈마처리방법및장치
US5730808A (en) * 1996-06-27 1998-03-24 Amoco/Enron Solar Producing solar cells by surface preparation for accelerated nucleation of microcrystalline silicon on heterogeneous substrates
US5952061A (en) * 1996-12-27 1999-09-14 Stanley Electric Co., Ltd. Fabrication and method of producing silicon films

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4443488A (en) * 1981-10-19 1984-04-17 Spire Corporation Plasma ion deposition process
DE3614384A1 (de) * 1985-06-20 1987-01-02 Balzers Hochvakuum Verfahren zur beschichtung von substraten in einer vakuumkammer
GB2219578A (en) * 1988-06-09 1989-12-13 Toshiba Kk Manufacturing single-crystal diamond particles
US5554222A (en) * 1992-06-01 1996-09-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ionization deposition apparatus

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KORNER N ET AL: "Hydrogen plasma chemical cleaning of metallic substrates and silicon wafers", 22ND INTERNATIONAL CONFERENCE ON METALLURGICAL COATING AND THIN FILMS, SAN DIEGO, CA, USA, 24-28 APRIL 1995, vol. 77, no. 1-3, ISSN 0257-8972, SURFACE AND COATINGS TECHNOLOGY, DEC. 1995, ELSEVIER, SWITZERLAND, pages 731 - 737, XP002056342 *
MANTEI T.D ET AL: "LOW TEMPERATURE DEPOSITIONOF MICROCRYSTALLINE SILICON IN A MULTIPOLAR PLASMA", EXTENDED ABSTRACTS, vol. 85, no. 2, 1985, US, pages 396 - 397, XP002056340 *
PANDE K.P ET AL: "LOW TEMPERATURE PLASMA-ENHANCED EPITAXY OF GAAS", JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY, vol. 131, no. 6, June 1984 (1984-06-01), US, pages 1357 - 1359, XP002056343 *
SHANFIELD S.R.: "PLASMA-ENHANCED CHEMICAL VAPOR DEPOSITION OF EPITAXIAL SILICON FROM SILANE", EXTENDED ABSTRACTS, vol. 83-1, 1983, US, pages 230 - 231, XP002056339 *
SINGH B ET AL: "HOLLOW CATHODE PLASMA ASSISTED CHEMICAL VAPOR DEPOSITION OF DIAMOND", APPLIED PHYSICS LETTERS, vol. 52, no. 20, 16 May 1988 (1988-05-16), pages 1658 - 1660, XP000119536 *
SOLOMON S J: "Silicon from silane through plasma deposition", FIFTEENTH IEEE PHOTOVOLTAIC SPECIALISTS CONFERENCE - 1981, KISSIMMEE, FL, USA, 12-15 MAY 1981, 1981, NEW YORK, NY, USA, IEEE, USA, pages 569 - 571, XP002056341 *
STIEGLER J ET AL: "PLASMA-ASSISTED CVD OF DIAMOND FILMS BY HOLLOW CATHODE ARC DISCHARGE", DIAMOND AND RELATED MATERIALS, vol. 2, no. 2 / 04, 31 March 1993 (1993-03-31), pages 413 - 416, XP000360820 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002068710A1 (de) * 2001-02-26 2002-09-06 Unaxis Balzers Aktiengesellschaft Verfahren zur herstellung von teilen und vakuumbehandlungssystem
US7678645B2 (en) 2003-03-26 2010-03-16 Eidgenoessische Technische Hochschule Zuerich Formation of thin semiconductor layers by low-energy plasma enhanced chemical vapor deposition and semiconductor heterostructure devices
US8882909B2 (en) 2004-04-30 2014-11-11 Dichroic Cell S.R.L. Method for producing virtual Ge substrates for III/V-integration on Si(001)

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