DE1033335B - Verfahren zum Herstellen duenner halbleitender Schichten aus halbleitenden Verbindungen - Google Patents
Verfahren zum Herstellen duenner halbleitender Schichten aus halbleitenden VerbindungenInfo
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Description
DEUTSCHES
In der Halbleitertechnik werden oft dünne halbleitende Schichten benötigt. Bei Verwendung von
halbierenden Elementen können solche Schichten in einfacher Weise durch Aufdampfen im Vakuum hergestellt
werden. Bei halbleitenden Verbindungen, insbesondere bei solchen, deren Komponenten über der
Schmelze einen wesentlich verschiedenen Dampfdruck aufweisen, bereitet das Auf dampf verfahren Schwierigkeiten.
Dies trifft vor allem zu für einige AijtBv-Verbindungen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, das es erlaubt, dünne halbleitende Schichten auch aus solchen
halbleitenden Verbindungen durch Aufdampfen herzustellen, deren Komponenten über der Schmelze
einen wesentlich verschiedenen Dampfdruck aufweisen. Gemäß der Erfindung wird die Temperatur des
Auffängers zwischen den Kondensationstemperaturen der leichtflüchtigen Komponente einerseits und der
schwerflüchtigen Komponente andererseits gewählt und die Einfall-dichte des Dampfstrahles der leichtflüchtigen
Komponente so bemessen, daß über dem Auffänger ein Überschuß an der leichtflüchtigen
Komponente vorliegt.
Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Mit 1 und 2 sind zwei Verdampfergefäße bezeichnet,
aus denen die Komponenten A bzw. B zur Bildung der Verbindung AB auf den Auffänger 3 aufgedampft
werden·. Die gesamte Einrichtung ist in einem Vakuumgefäß angeordnet, das in der schematischen
Darstellung der Zeichnung nicht angegeben ist. Die effektive Auffängerfläche liegt im Einfallsbereich
beider Komponentenstrahlen; sie ist in der Zeichnung
durch einen Doppelpfeil angegeben. Will man z. B. eine In-As-Halbleiterschicht aufdämpfen, so enthalten
die Gefäße 1 und 2 die Komponenten As bzw In. Der Aufträger wird auf eine Temperatur von etwa
200° C aufgeheizt. Diese Temperatur liegt unter der Kondensationstemperatur der In-Komponente und der
Verbindung In —As, jedoch über der Kondensationstemperatur der As-Komponente, wenn man eine
Einfallsdichte des As-Dampfstrahles von 1017 bis 1018 Molekülen/cm2/sec zugrunde legt. Diese Bemessung
hat zur Folge, daß der gesamte In-Dampfstrom auf dem Auffänger kondensiert. Bei der genannten
Dimensionierung würde ohne In-Dampfstrom der As-Dampfstrom vollständig reflektiert werden. Im vorliegenden
Falle jedoch bilden die einfallenden As-Moleküle mit den In-Molekülen die Verbindung
In —As, die ebenfalls auf dem Auffänger kondensiert, und zwar in einem Umfang, wie er durch die Zahl der
vorhandenen In-Moleküle vorgegeben ist. Die überschüssigen
As-Moleküle werden in den Dampfraum reflektiert.
Verfahren zum Herstellen
dünner halbleitender Schichten
aus halbleitenden Verbindungen
Anmelder:
Siemens-Schuckertwerke
Aktiengesellschaft,
Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Dr. rer. nat. Karl-Georg Günther, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
Um sicherzustellen, daß sich auf die vorgenannte Weise eine stöchiometrisohe Aufdampfschicht der Verbindung
bildet, dürfen die Einfallsdichten der Dampfstrahlen der Komponenten nicht beliebig stark voneinander
abweichen. Ist nämlich im vorgenannten Beispiel die Einfallsdichte des As-Dampfstrahles erheblich
größer als die Einfallsdichte des In-Dampf-Strahles, so tritt ein Einbau von As ein, und. zwar dadurch, daß As-Moleküle durch das kondensierende
In—As zugedeckt werden. Es entstehen somit As-Einschlüsse,
die nachteilige Einflüsse auf die Eigenschaften der Aufdampfschicht zur Folge haben können.
Andererseits ist die Einstellung des günstigen Verhältnisses
der Einfallsdichten der Komponenten technisch nicht immer einfach zu beherrschen, insbesondere
dann nicht, wenn die Dampfdruckunterschiede der Komponenten wie bei dem obengenannten In — As
besonders groß sind. In solchen Fällen wird gemäß weiterer Erfindung die geometrische Anordnung der
beiden Verdampfergefäße in bezug auf den Auffänger so gewählt, daß sich die Einfallsdichte der beiden
Komponentenstrahlen längs des Auffängers in entgegengesetztem Sinne ändert. Diese Forderung kann
ohne besonderen Aufwand, im Prinzip z. B. mit der oben beschrietaien, in der Zeichnung dargestellten
Anordnung, realisiert werden. So nimmt z. B. die Einfallsdichte des von dem Gefäß 1 auftreffenden Dampf-Strahles
von links nach rechts ab, bezogen auf die durch den Doppelpfeil angegebene effekte Auffängerfläche;
umgekehrt sind die Verhältnisse bezüglich des von dem Gefäß 2 auftreffenden Dampfstrahles. Innerhalb
des gesamten, vorher als effektive Auffänger-
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fläche bezeichneten Bereiches wird ein Teilbereich sein, in dem ein günstiges Verhältnis der Emfällsdicbten
der beiden Dampf strahlen vorliegt; dieser wird für die spätere Verwendung der Aufdampfschicht aus der Gesamtfläche
herausgeschnitten.
In Fällen, bei denen es auf extreme Stöchiometrie ankommt, wird gemäß weiterer Erfindung die aufgedampfte
Schicht im Dampf der leichtflüchtigen Komponente bei einer Temperatur dicht unter der Schmelztemperatur
der Verbindung getempert und hierzu der Dampfdruck der leichtflüchtigen Komponente so* bemessen,
daß er unterhalb des Dampfdruckes der reinen leichtflüchtigen Komponente, aber oberhalb des entsprechenden
Dampfdruckes über der stöchiometnschen Verbindung bei der Tempertemperatur liegt. Hierdurch
wird erreicht, daß eventuell in der Aufdampffläche mechanisch eingeschlossene Teilchen der leichtflüchtigen
Komponente herausdampfen, da deren Dampfdruck dicht unterhalb der Schmelztemperatur
der Verbindung wesentlich höher ist als der Partialdampfdruck dieser Komponente über der Verbindung.
Wenn die Einschlüsse an der leichtflüchtigen Kompo- ' nente nicht zu groß sind, wird sich dann ein Gleichgewicht
einstellen, das der streng stöchiometrischen Verbindung entspricht.
Claims (3)
1. Verfahren zum Herstellen dünner halbleitender Schichten aus halbleitenden Verbindungen,
deren Komponenten im geschmolzenen Zustand einen wesentlich verschiedenen Dampfdruck aufweisen,
durch gleichzeitiges Aufdampfen der einzelnen Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daß
die Temperatur des Auffängers zwischen den Kondensationstemperaturen
der leichtflüchtigen Komponente einerseits und der schwerflüchtigen Komponente und der Verbindung andererseits gewählt
wird und daß die Einfallsdichte des Dampfstrahles der leichtflüchtigen Komponente so bemessen wird,
daß über dem Auffänger ein Überschuß an der leichtflüchtigen Komponente vorliegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Anordnung der
beiden Verdampfungsgefäße in bezug auf den Auffänger so gewählt wird, daß sich die Einfallsdichte
der beiden Komponentendampfstrahlen längs des Auffängers in entgegengesetztem Sinne ändert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgedampfte Schicht im
Dampf der leichtflüchtigen Komponente bei- einer Temperatur dicht unter der Schmelztemperatur
der Verbindung getempert wird und hierzu der Dampfdruck der leichtflüchtigen Komponente so
bemessen wird, daß er unterhalb des Dampfdruckes der reinen leichtflüchtigen Komponente
und oberhalb des Dampfdruckes dieser Komponente über der stöchiometrischen Verbindung bei
dar Tempertemperatur liegt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 809 559/336 6.58
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