DE2538325C2

DE2538325C2 - Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen

Info

Publication number: DE2538325C2
Application number: DE2538325A
Authority: DE
Inventors: William Charles Reading Pa. Balamy; Alfred Yi New Providence N.J. Cho
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1974-08-28
Filing date: 1975-08-28
Publication date: 1984-09-06
Also published as: JPS5149678A; GB1526417A; IT1042046B; DE2538325A1; US3928092A; FR2283550B1; CA1031471A; JPS6024579B2; FR2283550A1; GB1526416A; NL7510130A

Description

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

— daß die amorphe Schicht (102) aus einem Material gebildet wird, das aus Siliciumdioxid, Siliciumnitrid und genetischen Oxiden ausgewählt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

— daß Cr-dotiertes GaAs als Substrat (100) verwendet wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen mittels Molekuiarstrahfmethoden nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Verfahren ist z. B. aus der DE-OS 21 22 760 bereits bekannt

In der DE-OS 21 22 760 ist ein Verfahren zum Züchten einer hochohmigen polykristallinen Dünnschicht aus Illa-Va-Halbleiterverbindungen (beispielsweise GaAs, GaP) auf ein°m amorphen Substrat (d. h. S1O2) beschrieben. Dies wird in einer evakuierten Kammer dadurch bewirkt, daß Molekularstrahlenbündel der anteiligen Elemente auf das amorphe Substrat gerichtet werden, welches vorher auf eine Temperatur im Bereich von 250°C-450°C aufgeheizt worden ist Bei dem Verfahren handelt es sich um eine nicht im Phasengleichgewicht ablaufenden physikalische Züchtungsmethode aus der Dampfphase, die das Züchten nichtepitaktischer Schichten steuerbarer Dicke mit Quadratflächenwiderständen von wenigstens 5 · 10'² Ohm erlaubt

In der US-Patentschrift 36 15 931 ist ein Verfahren zur Züchtung epitaktischer Halbleiterschichten aus llla-Va-Verbindungen beschrieben (Mit den römischen Zahlen sind hier im folgenden die Gruppen des Periodensystems der Elemente gemeint). Diesem Verfahren entsprechend wird ein atomar reines, kristallines Substrat in eine evakuierte Kammer gegeben, in welcher es zunächst auf eine Temperatur zwischen 450 und 650"C erwärmt und dann einem kollimiertem Molekularstrahlenbündel ausgesetzt wird, das die anteiligen Komponenten des gewünschten kristallinen Materials enthält.

Nach Wunsch kann das kollimierte Strahlenbündel auch gewünschte Dotierstoffe enthalten, was eine Änderung der Zusammensetzung der epitaktischen Schicht nach Belieben erlaubt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zu schaffen, mit dem mittels eines Molekularstrahls eine HIa-Va-Verbindung auf einem Einkristallsubstrat, das teilweise durch eine amorphe Schicht maskiert und auf den Epitaxiezüchtungsbereich zwischen 450 und 650°C vorerwärmt ist, niedergeschlagen und

bo gleichzeitig hochohmiges polykristallines Material auf der amorphen Schicht erzeugt wird, und zwar trotz der Tatsache, daß

a) die Substrattemperatur außerhalb des beim Stand b5 der Technik angegebenen Bereiches von 250-450⁰C liegt und

b) das Molekularstrahlenbündel einen Dotierstoff umfassen kann.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.

Ein weiterer unerwarteter Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sowohl eine polykrislal'ine Schicht als auch eine monokristalline Schicht Seite an Seite und gleichzeitig gezüchtet werden können, ohne daß irgendwelche Grenzflächenprobleme auftreten.

Unter Verwendung dieses Verfahrens sind Schottky-Barrier-Mischerdioden in Beam-lead-(Stützleiter-)technik mit niedriger parasitärer Kapazität hergestellt worden. Diese Dioden zeigten ausgezeichnete Gleichstrom- und Hochfrequenzeigenschaften und wiesen geringe Umsetzungsverluste in einer Doppelgegentakt-Abwärtsumsetzervorrichtung auf. Die Anwendung dieses Verfahrens bei der Herstellung anderer Bauelemente, wie Impatt-Dioden, ist ebenfalls beschrieben. Außerdem braucht dann, wenn eine Isolation nicht erwünscht ist, weder die amorphe Schicht noch das Substrat aus hochohmigem Material hergestellt zu werfen. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, einer Vorrichtung, die bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird;

F i g. 2 eine schematische Draufsicht auf lediglich die Hauptkomponenten der Vorrichtung der in F i g. 1 gezeigten Art;

F i g. 3 teils eine Schnitt- und teils eine Schrägansicht einer Planarstruktur mit Inseln monokristallinen Materials, die voneinander durch polykristallines Material getrennt sind, wobei diese Planarslruktur einer erfindungsgemäßen Ausführungsform entsprechend hergestellt worden ist;

Fig.4 eine teilweise aufgeschnittene Schrägansicht einer Schottky-Barrier-Mischerdiode, die entsprechend einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform hergestellt worden ist; und

F i g. 5 eine schematische Darstellung eines IMPATT-Bauelementes mk eingeschlossenem Übergang, das entsprechend einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform hergestellt worden ist.

In den F i g. 1 und 2 ist eine Vorrichtung zum Züchten von Halbleiterverbindungsdünnschichten steuerbarer Dicke und steuerbaren Leitungstyps mittels Molekularstrahlepitaxie (nach dem englischsprachigen Ausdruck molecular beam epitaxy auch mit der Abkürzung MBE bezeichnet) dargestellt.

Die Vorrichtung weist eine Vakuumkammer 11 auf, in welcher ein Kancnenflansch 12 vorgesehen ist, der beispielsweise sechs zylindrische Kanonen 13a—/enthält, typischerweise Knudsen-Effusionszellen, die thermisch voneinander dadurch isoliert sind, daß jede Zelle mit einem (nicht gezeigten) wärmeabschirmenden Material umhüllt wird (beispielsweise fünf Schichten 12,7 μπι dikker geriffelter Ta-Folie). Ein Substrathalter 17, typischerweise ein Molybdänblock, kann gedreht werden mit Hilfe einer Welle 19, die einen außerhalb der Kammer 11 angeordneten Steuerknopf 16 aufweist. Ein guter thermischer Kontakt zwischen dem Substrat und dem Molybdänblock wird beispielsweise über eine (nicht gezeigte) Indiumschicht hergestellt. Jedes Kanonenpaar (13a—ft, 13c—d, 13e—/? ist innerhalb einer mit flüssigem Stickstoff gekühlten zylindrischen Ummantelung 22, 22.1 bzw. 22.2 angeordnet. Bei der bekannten Vorrichtung umfaßt eine typische Ummantelung einen wahlweise vorzusehenden Kollimatorrahmen 23 mit einer kollimierenden öffnung 24. Ein beweglicher Verschluß 14 wird dazu verwendet, die Öffnung 24 zu vorgewählten Zeiten zu verschließen, zu welchen das spezielle Molekularslrahlenbündel, das aus der Kanone 13a (oder 136^ austritt, nicht auf das Substrat auftreffen soll. Der Substrathalter 17 ist mit einer inneren Heizung 25 und mit Klammern 26 und 27 zur Befestigung eines Substi ates 28 versehen. Außerdem ist in einer öffnung 31 in der Seite des Substrates 28 ein Thermoelement angeordnet, das außen über Anschlüsse 32—33 gekoppelt ist, um die Temperatur des Substrates 28 abzutasten. Die Kammer 11 umfaßt außerdem einen Auslaß 34 zum Evakuieren der Kammer mit Hilfe einer Pumpe 35. Eine typische zylindrische Kanone 13a weist einen hitzebeständigen Tiegel 41 mit einer Thermoelementmulde 42 und einem in diese eingesetzten Thermoelement 43 auf, das dazu dient, die Temperatur des in der Kanonenquellenkammer 46 enthaltenden Materials zu bestimmen. Das Thermoelement 43 ist über Anschlüsse 44—45) mit einem (nicht gezeigten) äußeren Meßinstrument verbunden. Das Quellenmaterial wird in die Quellenkammer 16 eingefügt, um durch eine Heizspule 47, die den Tiegel umgibt, verdampft zu werden. Beim Stand der Technik ist das der öffnung 24 benachbarte Ende des Tiegels 41 mit einer Schneidenöffnung 48 versehen, deren Durchmesser vorzugsweise kleiner als die mittlere freie Weglänge der Atome in der Quellenkammer ist.

Generelle MBE-Technik

Als erster Schritt bei einer typischen MBE-Methode wird ein Einkristallsubstrat wie GaAs ausgewählt. Eine Hauptfläche des GaAs-Substrates wird anfangs typischerweise entlang der (001 )-Ebene geschnitten und mit Diamantpaste poliert, um grobe Oberflächenschäden

vom Substrat zu entfernen. Ein Ätzmittel wie Brommethanol oder Wasserstoffperoxid-Schwefelsäure-Lösung wird zur weiteren Entfernung von Oberflächenschäden und zur Erzeugung einer sauberen Substratoberfläche nach dem Polieren verwendet.

Als nächstes wird das Substrat in eine Vorrichtung der in den F i g. 1 und 2 gezeigten Art gebracht. Danach wird der Hintergrunddruck in der Vakuumkammer auf weniger als 1,333 · ΙΟ-⁶ mb und vorzugsweise auf einen Wert im Bereich von etwa 1,333 · 10~⁸ bis 1,333 · 10-'^umb reduziert, wodurch die Wahrscheinlichkeit vermindert wird, daß schädliche Verunreinigungen auf die Substratoberfläche gebracht werden. Da die Substratoberfläche jedoch einer atmosphärischen Verschmutzung ausgesetzt worden sein kann, bevor das

so Substrat in der Vakuumkammer untergebracht worden ist, wird das Substrat vorzugsweise erwärmt, beispielsweise auf etwa 600⁰C, um eine im wesentlichen atomar reine Züchtungsoberfläche vorzusehen (d.h., Verunreinigungen wie S, O2 und H2O werden ausgestoßen). Die nächsten Verfahrensschritte bestehen darin, über Eingangsöffnungen 49 flüssigen Stickstoff in die Kühlummantelungen zu bringen und das Substrat auf die Züchtungstemperatur zu erwärmen, die im Bereich von etwa 450—65O⁰C liegt und von dem speziellen zu züchtenden

bo Material abhängt, wobei ein solcher Bereich durch Betrachtungen bestimmt wird, die mit den Auftreffraten und der Oberflächendiffusion zusammenhängen.

Die in der Anordnung verwendeten Kanonen 13a—/ sind /orher mit den erforderlichen Mengen der Bestandteile der gewünschten zu züchtenden Schicht gefüllt worden. Beispielsweise enthält die Kanone 13a eine Illa-Va-Verbindung die GaAs in fester Form oder reines As; Kanone 136 ein Element der Gruppe lila, wie

Ga; die Kanonen 13c und 13/einen n-Dotierstoff wie Sn, Si oder Ge in fester Form; und Kanone 13ceinen p-Dotierstoff wie Mg, Be oder Ge. Wenn es im praktischen Fall gewünscht ist, einen Mischkristall wie AIGaAs zu züchten, wird außerdem die Al enthaltende Kanone 13c/ benutzt. Die Art und Weise, in welcher Sn und Si als n-Dotierstoffe und Ge als amphoterer Dotierstoff bei der Züchtung von Illa-Va-Verbindungen mittels MBE verwendet wird, ist in der US-Patentschrift 37 71 310 angegeben. Andererseits ist die Art und Weise, in weleher Mg als p-Dotierstoff bei der Züchtung von Al enthaltenden Illa-Va-Verbindungen verwendet wird, in der US-Patentschrift 38 39 084 angegeben.

Anschließend werden ausgewählte Kanonen auf eine geeignete Temperatur erwärmt (nicht alle notwendigerweise auf dieselbe Temperatur), die zum Verdampfen der Kanoneninhalte ausreichen, um (wenn ausgewählte Verschlüsse offen sind) einen Molekularstrahl (oder -Strahlen) zu ergeben. Die Verdampfung kann durch Abdampfung oder Sublimation passieren, was davon abhängt, ob die Kanonentemperatur oberhalb bzw. unterhalb des Schmelzpunktes des Inhaltes liegt. Die Abstände zwischen den Kanonen und dem Substrat betragen typischerweise etwa 7 cm für eine Züchtungsfläche von 2 cm χ 2 cm. Unter diesen Bedingungen können Züchtungsgeschwindigkeiten von lOOnm/h bis 2 μηι/1ι leicht dadurch erreicht werden, daß die Temperatur der Ga-Kanone von etwa 1100 bis 1210Grad Kelvin variiert wird.

Generell sollte die Menge der Quellenmaterialien (z. B. Ga, Al und GaAs), mit welchen die Kanonen beschickt werden, und die Kanonentemperaturen dazu ausreichen, einen Überschuß der einen höheren Dampfdruck aufweisenden Elemente der Gruppe Va (beispielsweise As) gegenüber den einen niedrigeren Dampfdruck aufweisenden Elementen der Gruppe IHa (beispielsweise Al und Ga) zu erzeugen; d. h, die Oberfläche sollte As-reich sein (was auch als As-stabilisiert bezeichnet wird). Diese Bedingung ergibt sich aus den großen Unterschieden des Anlagerungskoeffizienten bei der Züchtungstemperatur für die verschiedenen Materialien; nämlich Eins für Ga und Al und etwa 10~² für As2 auf einer GaAs-Oberfläche, wobei sich letzterer Wert auf Eins erhöht, wenn ein Überschuß an Ga (und/ oder Al) auf der Oberfläche herrscht. Solange die As2-Auftreffrate größer als die von Ga und/oder Al ist, ist die Züchtung deshalb stöchiometrisch. Gleiche Betrachtungen gelten für Ga- und P2-Strahlen, die beispielsweise auf ein GaP-Substrat auftreffen.

Die Züchtung der gewünschten dotierten Epitaxieschicht wird dadurch bewirkt, daß das durch die Kanonen erzeugie mulekularsirahienbündel auf die Substratoberfläche gerichtet wird. Die Züchtung wird für eine Zeitdauer fortgesetzt, die zum Erhalt einer Epitaxieschicht der gewünschten Dicke ausreicht Diese Methode erlaubt das gesteuerte Züchten von Schichten, deren Dicke im Bereich von einer einzigen Monoschicht (etwa 03 nm) bis zu mehr als 10 000 nm liegt

Die Gründe, welche die Verwendung der zuvor erwähnten Temperaturbereiche vorschreiben, können fol- ω gendermaßen verstanden werden. Nimmt man beispielsweise IHa-Va-Verbindungen, so ist es bekannt daß IIIa-Va-Elemente, die auf der Oberfläche eines Einkristallhalbleiters absorbiert werden, sowohl unterschiedliche Kondensation- und Anlagerungskoeffizienten als auch unterschiedliche Adsorbtionslebensdauern haben. Elemente der Gruppe Va werden typischerweise beim NichtVorhandensein von I!la-Elementen fast gänzlich reflektiert, wenn sich das Substrat auf der Züchtungslemperalur befindet. Das Züchten stöchiometrischer Illa-Va-Halbleiterverbindungen kann jedoch dadurch bewirkt werden, daß Dämpfe der lila- und der Va-EIemente auf der Substratoberfläche erzeugt werden, wobei ein Überschuß an Elementen der Gruppe Va gegenüber den Elementen der Gruppe lila vorhanden ist, wodurch sichergestellt wird, daß die Gesamtheit der 11Ia-Elemente verbraucht wird, während der nicht zur Reaktion gelangende Va-Überschuß reflektiert wird. In diesem Zusammenhang bezieht sich der zuvor erwähnte Substrattemperaturbereich auf die Auftreffrate und die Oberflächenbeweglichkeit der auf die Oberfläche auftreffenden Atome. Das heißt, die Oberflächentemperalur muß so hoch sein (beispielsweise höher als etwa 450⁰C), daß auf treffende Atome genügend thermische Energie zurückbehalten, um zur Bildung der Epitaxieschicht zu günstigen Oberflächenplätzen (Potentialmulden) wandern zu können. Je höher die Auftreffrate dieser aufprallenden Atome ist, um so höher muß die Substrattemperatur sein. Andererseits sollte die Substratoberflächcntemperatur nicht so hoch sein (beispielsweise höher als etwa 65O⁰C), daß eine übermäßige nichtkongruente Verdampfung resultiert. Bei nicht kongruenter Verdampfung handelt es sich um die bevorzugte Verdampfung der Va-Elemente vom Substrat die schließlich eine primär die llla-Elemente enthaltende neue Phase zurückläßt. Generell meint kongruente Verdampfung deshalb, daß die Verdampfungsgeschwindigkeit der lila- und der Va-Elemente gleich ist. In der Praxis kann eine Züchtungstemperatur verwendet werden, die etwas höher (beispielsweise 675° C) als die kongruente Verdampfungstemperatur ist da die Wirkung der kongruenten Verdampfung dadurch modifiziert wird, daß ein Va-Strahlenbündel auf die Substratoberfläche auftrifft. Die Temperaturen der IIIa-Elemente enthaltenden Zelle und der die IMa-Va-Verbindung enthaltenden Zelle, die eine Quelle für Va-Moleküle darstellt, werden durch die gewünschte Züchtungsgeschwindigkeit und das speziell verwendete IHa-Va-System bestimmt.

Herstellung von planaren, isolierten
GaAs-Bauelementen

Zur Herstellung planarer, isolierter GaAs-Bauelemente der in F i g. 3 gezeigten Art wird als erstes eine amorphe isolierende Schicht 102 auf einem Substrat 100 gebildet. Beispielsweise handelt es sich bei dem Substrat 100 um ein Illa-Va-Material wie GaAs und bei der amorphen Schicht 102 um S1O2 oder ein genetisches Oxid (Oxid, das durch Umsetzen des Halbieitermaterials an dessen Oberfläche und nicht durch Niederschlag aus fremden Quellen entstanden ist). Vorzugsweise ist das Substrat geeignet dotiert oder wenigstens halb isolierend (es weist beispielsweise einen spezifischen Widerstand auf, der größer als 10⁵ Ω — cm ist).

Alternativ dazu können vorbestimmte Teile einer Oberflächenschicht des Substrates in amorphes Material umgewandelt werden, und zwar durch Teilchenbeschuß (beispielsweise mit AfeOa-Teilchen) einschließlich Ionenbombardement (beispielsweise mit Argonionen), wobei die »Fenster« geeignet maskiert sind.

Das Substrat wird dann in einer Vakuumkammer 11 (Fig. 1) untergebracht und auf eine geeignete Züchtungstemperatur im Bereich von etwa 450 bis 675°C erwärmt Geeignete Kanonen der Kanonen 13a—/ (l^ri g. 2) werden erwärmt um, wobei ausgewählte Ver-

Schlüsse der Verschlüsse 14 geöffnet sind, eine oder mehrere Molekularstrahlenbündcl zu erzeugen, die Atome und/oder Moleküle eines Illa-Klementcs, eines Vii-Elementes und eines Dotierstoffclemenies enthalten, wie zuvor beschrieben.

Bei Anwendung der zuvor beschriebenen Methode fand man, daß Zonen 104 aus monokristallinem Material der Illa-Va-Verbindung epitaktisch in den Fenstern auf den freigelegten Oberflächen des Substrates 100 wuchsen, während gleichzeitig in den Zwischenbereichen 106 polykristallines Material der Illa-Va-Verbindung auf der amorphen Schicht 102 gebildet wurde.

Bedeutsamerweise fand man, daß

1. das Molekularstrahlenbündel polykristallines Material auf der amorphen Schicht 102 bildete, obwohl die Substrattemperaturen außerhalb des in der DE-OS 21 22 760 vorgeschriebenen Bereiches für polykristalline Züchtung auf amorphen Substraten lagen, und

2. der spezifische Widerstand des Polykristallinen Materials für elektrische Isolation geeignet war (>10⁵Ω — cm), obwohl der Molekularstrahl Dotierstoffatome in hoher Konzentration enthielt.

Bei der in den Fenstern gebildeten Illa-Va-Verbindung hatte das monokristalline Material Bauelementequalität. Durch Züchten mehrerer Schichten mit geeigneter Dicke, geeignetem Leitfähigkeitstyp und geeignetem Dotierprofil können verschiedene Bauelemente wie Schottky-Barrier-Dioden, IMPATT-Elemente und Planartransistoren in den Fenstern hergestellt werden. Zusätzlich können Diffusionen in die monokristallinen Zonen unter Verwendung geeigneter Masken, wie niedergeschlagener Oxide oder anodischer genetischer Oxide, eingebracht werden. Unabhängig vom Bauelement sind die Inseln monokristallinen Materials jedoch voneinander isoliert, und zwar durch die Zusammenwirkung des darunterliegenden halbisolierenden Substrates 100 mit den umgebenden polykristallinen Zonen 106.

Um für die in den Fenstern erzeugten Bauelemente niedrige Serienwiderstände zu erzielen, wurde bei dem vorausgehenden Verfahren ein oder mehrere der folgenden Schritte ausgeführt:

1. Auf dem Substrat wurde zuerst eine Pufferschicht hoher Leitfähigkeit gezüchtet;

2. beginnend mit der Pufferschicht und bis zur Herstellung aller Halbleiterschichten des Bauelementes wurde der Züchtungsprozeß kontinuierlich durchgeführt; und

3. das Substrat wurde unmittelbar vor dem Züchten der Schicht hoher Leitfähigkeit erwärmt, während ein Molekularstrahl irgendeines Elementes (beispielsweise Arsen) in dem Substrat mit relativ hohem Dampfdruck auf die Substratoberfläche auftraf, um die Verluste dieses Elementes aus dem Substrat zu unterdrücken.

Beispiel I

In diesem Beispiel wird die Herstellung und Arbeitsweise einer n-n⁺-GaAs-Schottky-Mischerdiode beschrieben.

Ein halbisolierendes GaAs-Substrat, das mit Cr auf einen spezifischen Widerstand von etwa 10⁶ bis 10⁷Q — cm dotiert war, wurde aus kommerziellen Ouellen erhalten. Das Substrat, das eine nominelle (lOO)-Orienticrung aufwies, wurde geschnitten und auf eine Dicke von etwa 508 μηι geläppt. In der Praxis fand man, daß Oberflächen, die gegenüber (100) um etwa 2" in der (lOO)-Richtung fchlorientiert waren, für die Züch-¹S lung /.u bevorzugen waren. Die Züchtungsoberfläche des Substrates wurde zunächst mit 0,5 μίτι Diamantpaste poliert, um Sägeschnittbeschädigungen zu entfernen. Als nächstes wurde die Substratoberfläche in der Brommethanollösung (beispielsweise 5 Tropfen Br2 pro 30cm^J Methanol) ätzpoliert und schließlich in deionisiertem Wasser gespült.

Nach Vollendung der Substratherstellung wurde die Züchtungsoberfläche mit einer Schicht S1O2 bedeckt. Durch dieses Verfahren wurden SiO2-Schichten im Bereich von 150 nm bis 800 nm auf verschiedenen Substraten erzeugt.

Mittels photolithographischer Standardverfahren wurden rechteckige Fenster mit den Abmessungen 75 μίτι χ 100 μΐη um Mittelpunkte, die einen Abstand von 500 μίτι voneinander aufwiesen, in der SiO2-Schicht geöffnet. An diesem Verfahrenspunkt wurde Sorgfalt darauf verwendet, sicherzustellen, daß kein restliches S1O2 in den Fenstern gelassen wurde. Nachdem die Fenster geöffnet waren, wurde ein bekanntes Niedrigtemperatur-Sauerstoffplasma verwendet, um den Photolack von den gebliebenen Teilen der SiO2-Schicht zu entfernen. Dann wurde die freigelegte Substratoberfläche 30 Sekunden lang in 1 : HF in Wasser und eine Minute lang in HCI geätzt, um jegliche genetische Oxide zu

jo entfernen, die sich in den Fenstern durch atmosphärischen Einfluß gebildet haben könnten. Schließlich wurde das Substrat leicht mit einer Brommethanol-Lösung geätzt, in Methanol und dann in deionisiertem Wasser gespült. Das gespülte Substrat wurde mit einem Freonstrahl (Stickstoff ist ebenfalls geeignet) trocken geblasen und in einer Vakuumvorrichtung der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Art untergebracht, um den Molekularstrahlniederschlag vorzubereiten.
Das Substrat, das etwa 2 χ 2 cm maß, wurde etwa 10 c:n von den Effusionszellen entfernt angeordnet. Lediglich vier der in F i g. 2 gezeigten sechs Effusionszellen wurden benutzt. Die Zellen 13a und 136 enthielten GaAs bzw. Ga und die Zellen 13c und 13/enthielten Sn. Während alle Verschlüsse anfangs geschlossen waren, wurde die Ga-ZeIIc 136 auf 950⁰C, die GaAs-ZeIIe 13a auf 88O⁰C (hauptsächlich zur Erzeugung eines As₂-Strahlenbündels) und wurden die Sn-Zellen 13c und 13fauf 75O⁰C bzw. 66O⁰C erhitzt, um Strahlenbündel aus Ga, AS2 und Sn-Molekülen und/oder Sn-Atomen zu erzeugen, wenn die Verschlüsse schließlich geöffnet wurden.

Die Kombination dieser Effusionszellentemperaturen und der Substratposition ergab eiiie Züchtüngsgeschwindigkeit von etwa 1 μπι/h.

Vor dem Züchten wurde jedoch der Druck der Kammer 11 auf etwa.1,333 - 10~⁸ mb reduziert. Während der Züchtung erhöhte sich dieser Druck auf etwa 4 · IO-⁷ mb, und zwar hauptsächlich aufgrund von nichteingefangenem Arsen. Um die Züchtung zu bewirken, kann das Substrat auf eine geeignete Temperatur im Bereich von etwa 450⁰C bis 675⁰C erwärmt werden. Bei diesem Experiment wurde die Temperatur mehrerer Substrate auf einen Bereich von 530⁰C bis 670°C gebracht, um die Wirkung der Züchtungstemperatur auf den spezifischen Widerstand zu bestimmen, falls vorhanden.

Mit offenen Verschlüssen 14 und 14.1 wurde eine 6 um dicke monokristalline n^-GaAs-Schicht 108

(F i g. 4), die mit Sn in einer Konzentration von 2 · ΙΟ¹⁸ Atomen pro cm³ dotiert war, als erstes auf dem Substrat 100 gezüchtet. Während Verschluß 14 offen blieb, um eine kontinuierliche Züchtung zu erzeugen, wurde Verschluß 14.1 geschlossen, und im wesentlichen gleichzeitig wurde der Verschluß 14.2 geöffnet, um die Züchtung einer 0,3 μιη dicken monokristallinen n-GaAs-Schicht 110 (F i g. 4) zu züchten, die mit Sn in einer Konzentration von 1 - 10⁷ Atomen pro cm³ dotiert war. Man beachte, daß die Schicht 100 sowohl als Pufferschicht als auch als funktionell Schicht der Mischerdiode verwendet wurde. Gleichzeitig mit der epitaktischen Züchtung der monokristallinen Schichten 108 und UO in den Fenstern (Zonen 104, F i g. 3) wurde polykristallines GaAs in den Zwischenzonen 106, d. h. auf der SiOrSchicht 102 erzeugt.

Der doppelte Niederschlag von monokristallinem und polykristallinem GaAs wurde bestätigt mit hoch energetischer Elektronenreflektionsbeugung eines 40 keV-Elektronenstrahlenbündels, das auf die Oberfläche unter streifendem Einfallswinkel von weniger als Γ auftrat. Man beobachtete eine streifenförmige Beugung der Ordnung 1/2 von den monokristallinen GaAs-Zonen 104, ringförmiger Beugung von den monokristallinen GaAs-Zonen 104 und ringförmige Beugung von den polykristallinen GaAs-Zonen 106. Zusätzliche Bestätigung erhielt man durch Mikrophotographien der niedergeschlagenen Schichten, die mit einem Nomarski-Phasenkontrastmikroskop betrachtet wurden. Diese Mikrophotographien zeigten, daß

1. auf der SiO₂-Schicht das niedergeschlagene GaAs polykristallin war und eine äußerst feine Kornstruktur aufwies,

2. in dem Fenster die Grenzfläche zwischen dem Substrat 100 und der epitaktischen GaAs-Schicht 108 im wesentlichen ohne Besonderheiten war,

3. die Abmessungen der monokristallinen GaAs-Zonen 104 sehr genau mit denen der ursprünglichen Fenster im Oxid übereinstimmten, und zwar sowohl hinsichtlich der Abmessungen als auch der Positionierung, was zeigt, daß die Grenzen zwischen den polykristallinen Zonen 106 und den monokristallinen Zonen 104 gerade und scharf waren, und

4. die obere Oberfläche der im Fenster gezüchteten Epitaxieschicht 110 befand sich etwa auf gleichen Nivau wie die obere Oberfläche des mit polykristallinem GaAs bedeckten umgebenden Bereichs: Beide unterschieden sich lediglich um die Dicke der SiO2-Schicht 102, die so dünn gemacht werden kann, daß die resultierende Struktur für Bauelerneritezmccke als planar betrachtet werden kann.

Zur Vervollständigung der Beamlead-Mischerdiode wurde das Bauelement anschließend zur Erzeugung elektrischer Kontakte bearbeitet und zwar unter Anwendung typischer Planarverfahren.

Nachdem der Molekularstrahlniederschlag vollständig durchgeführt war, wurde eine Schicht aus etwa 550 bis 650 nm dickem SiO₂ auf der Scheibe niedergeschlagen, und zwar unter Verwendung des Reaktors mit horizontaler laminarer Strömung und einer Niederschiagstemperatur von 440⁰C Diese Oxidschicht ist in Fig.4 nicht dargestellt, da sie während der nachfolgenden Behandlung entfernt worden ist Unter Verwendung photolithographischer Standardmethoden und gepuffertem HF wurden Fenster für den U-förmigen ohmschen Kontakt 112 (Fig.4) geöffnet Nach öffnen der Fenster wurde der Photolack unter Verwendung eines Niedertemperatur-Sauerstoffplamas entfernt. Als nächstes wurde eine 5:1:1-Lösung aus Schwefelsäure, Wasserstoffperoxid und Wasser verwendet, um den Teil 110.1 der aktiven Schicht 110 im ohmschen Kontaktfenster zu entfernen und somit die Pufferschicht 108 zum Kontaktieren freizulegen. Nach einem Ätzen wurden unter Verwendung eines im Hände! erhältlichen £-Kanonensystems 50 nm Gold, 100 nm Zinn und 250 nm Gold auf

ίο der Scheibe niedergeschlagen. Der ohmsche Kontakt 112 wurde dadurch erzeugt, daß die metallisierte Scheibe in Stickstoffatmosphäre 10 Sekunden lang auf 520⁰C erhitzt wurde. Diese »Spitzenlegierungs«-Behandlung schmilzt die Gold-Zinn-Schichten und führt zur Bildung eines legierten ohmschen Kontaktes 112 im Kontakticnster.

Das überschüssige Metall auf dem Oxid außerhalb des Kontaktfensterbereichs benetzt das Oxid nicht, sondern neigt zum Zusammenfließen zu Kugeln. Das überschüssige Material wurde durch Ablösen des Oxids in gepuffertem HF und durch Abwaschen in einer wäßrigen Lösung eines geeigneten Reinigungsmittels entfernt.
Nach dem Entfernen des überschüssigen Metalls und der ersten Oxidschicht wurde auf der Scheibe eine zweite Schicht 116 aus SiO₂ (etwa 500 bis 600 nm dick) niedergeschlagen. Als nächstes wurde ein Kontaktfenster für den fingerförmigen Schottky-Kontakt 114 geöffnet und das Oxid über dem ohmschen Kontakt 112 entfernt Dann wurde eine Metallisierung aus Titan, Platin und Gold niedergeschlagen. Die Metallisierung wurde abgegrenzt und dickes Gold wurde unter Verwendung einer geeigneten Photolithographie aufgebracht Nach der Metallisierung und der Kontaktabgrenzung wurden die Scheiben auf eine Dicke von 40 bis 50 μιη geläppt und die einzelnen Bauelemente wurden unter Verwendung einer Photolackmaske mit Königswasser von der Scheibe (Fig. 3) getrennt Ein typisches vollendetes Bauelement ist in F i g. 4 gezeigt

Vom Bauelementestandpunkt her betrachtet weist die Mischerdiode nach Fig.4 aneinandergrenzende monokristalüne n- und n+GaAs-Schichten 108 und ί 10 auf, die an der unteren Hauptfläche der Schicht 108 durch ein Cr-dotiertes, halbisolierendes GaAs-Substrat 100 begrenzt werden. Die Schichten 100 und 110 sind seitlich umgeben durch eine Zone aus hochohmigem polykristallinen GaAs, das an die Nebenflächen dieser Schichten angrenzt Die polykristalline Zone 106 ist vom Substrat 100 getrennt durch eine amorphe isolierende

se Schicht 102, die beispielsweise aus SiO₂ oder genetischem Oxid besteht. Das Bauelement weist zwei elektrische Kontakte auf: Einen ohmscher. Kontakt 112, der zur Verringerung des Serienwiderstandes U-förmig ist und einen Schottky-Kontakt 114, der zur Verringerung der Kapazität fingerförmig ist Der Fingerteil 114.1 des Kontaktes 114 erstreckt sich in den Mund des U-förmigen Teils HZl des Kontaktes 112. Der ohmsche Kontakt 112 kontaktiert die Schicht 108 durch ein U-förmiges Loch (teilweise bei 110.1 gezeigt) in der Schicht HO hindurch, und der Schottky-Kontakt 114 kontaktiert die Schicht HO bei 114.1 durch ein (nicht dargestelltes) rechteckiges Loch in der Oxidschicht 116 hindurch. Wie nachstehend ausführlicher erläutert wird, besteht ein wichtiger Vorteil des Bauelementes nach F i g. 4 in der reduzierten parasitären Kapazität aufgrund der Tatsache, daß der Teil 114.2 des Kontaktes 114 am Rand des Bauelementes über hochohmigem polykristallinen GaAs liegt und nicht über niederohmigem monokristal-

linen Material.

Die Bauelemente und das Material wurden bei verschiedenen Schritten während des Herstellungsablaufs beurteilt. Punktkontakt-Durchbruchspannungsmessungen nach dem Niederschlag zeigten, daß die monokristallinen Zonen normale elektrische Eigenschaften aufwiesen, während die polykristallinen Zonen einen hohen Widerstand hatten. Messungen zwischen ohmschen Kontakten, die die Substratzonen benachbarter Einkristallbereiche kontaktieren, zeigten spezifische Widerstände im Bereich derjenigen der Cr-dotierten Substrate (d. ti. > 10* Ω cm).

Gleichstrommessungen an den Mischerdioden der F i g. 4 zeigten, daß die Durchlaßeigenschaften und die Kapazität vergleichbar war mit denjenigen gleicher Bauelemente, die in Mesa-Struktur hergestellt worden waren, insbesondere wiesen die nach vorliegendem Verfahren hergestellten Bauelemente folgende Eigenschaften auf: Die Kapazität bei V=O betrug 0,04 bis 0,06 pF; die parasitäre Kapazität betrug etwa 0,02 pF; der Durchlaßserienwiderstand bei 5,0 mA betrug 4 bis 8 Ω; und die Schottky-Barrieren hatten η-Faktoren von 1,1 bis 1,3.

Man beachte, daß die vorliegenden Bauelemente mit Ausnahme des unmittelbaren Bereichs des Übergangs (d. h. der Schottky-Barriere) Beamleads (oder Stützleiter) aufweisen, die halbisolierendes polykristallines Material überqueren, das über einem halbisolierenden monokristallinen Substrat liegt. Folglich ist der parasitäre Kondensator zwischen dem Beamlead und dem Substrat sehr klein, wenn man ihn mit gleichen Bauelementen bekannter Art vergleicht, die auf leitenden Substraten gebildet sind.

Außerdem macht die Planarstruktur der vorliegenden Bauelemente deren Herstellung relativ einfach im Vergleich zu Mesastrukturmethoden. Insbesondere fallen ein Photolackschritt und die komplizierten Ätz- und Metallisierungsschritte der Mesaherstellung weg.

Mehrere Bauelemente der in Fig.4 gezeigten Art wurden in einer Doppelgegentakt-Abwärtsumsetzeranordnung getestet. Vier Dioden wurden in einer »Orthomoden«-Konfiguration auf einer Dünnschichtschaltung befestigt, die in einem Wellenleiter angeordnet wurde, der Energie bei einer Nennfrequenz von 51,5 GHz übertrug. Ein Pumpsignal von 50,129GHz wurde über die Kontakte 112 und 114 zugeführt Das vom Abwärtsumsetzer abgenommene Ausgangssignal hatte eine Frequenz von 1,371 GHz und die Umsetzungsverluste betrugen 5,3 dB bei 51,5 GHz, was reichlich innerhalb der Systemanforderungen für eine Millimeterwellen-Nachrichtenanlage liegt. Während des Hochfrequenztestes der Bauelemente fand man, daß die Schaltungen, für weiche diese Bauelemente benutzt wurden, mit besserem Wirkungsgrad gepumpt werden konnten als zuvor gemessene Bauelemente, die auf η+-Substraten hergestellt waren. Das heißt, die Bauelemente erzeugten einen größeren Ausgangsspannungsausschlag pro Eingangsstromeinheit Dieser Effekt scheint mit der parasitären Kapazität und der Skinleitung (Oberflächenleitung) bei hohen Frequenzen zusammenzuhängen.

Beispiel U

Um die Wirkung des Niederschlags von p-leitenden GaAs-Schichten zu bestimmen, wurde die grundsätzliche Züchtungsmethode nach Beispiel I mit der Ausnahme wiederholt, daß lediglich drei der sechs Effusionszellen verwendet wurden: Zelle 13e enthielt einen p-Dotierstoff (Mg) und die Zellen 13a und 136 enthielten wie zuvor GaAs bzw. Ga. Die Zellen 13a, 136 und 13e wurden auf Temperaturen von 88O⁰C, 950⁰C bzw. 44O⁰C erwärmt.

Eine 6 μηι dicke p-GaAs-Schicht wurde auf der SiOo-Schicht niedergeschlagen sowie in den Fenstern auf das auf 615" C erwärmte Cr-dotierte GaAs-Substrat. ohmsche Kontakte mit der Schicht in den Fenstern wurden mit Hilfe einer Kondensatorentladungs-Befestigungsmethode mit 50 μιη Zn-dotierten Golddrähten erzeugt.

Polykristallines GaAs wurde auf der SiC>2-Schicht und monokristallines p-GaAs, das mit Mg in einer Konzentration von etwa 5 · 10¹⁶ Atome pro cm³ dotiert war, in den Fenstern niedergeschlagen. Das Mg-dotierte polykristalline GaAs hatte einen spezifischen Widerstand, der etwa lOmal kleiner als derjenige der Sn-dotierten polykristallinen Schichten nach Beispiel 1 war, der aber für elektrische Isolationszwecke noch geeignet war.

Beispiel III

Um die Wirkung unbeabsichtigter Dotierung zu bestimmen, wurde das grundsätzliche Verfahren gemäß Beispiel I mit der Ausnahme wiederholt, daß lediglich zwei der sechs Effusionszellen benutzt wurden: Zelle 13a enthielt GaAs und wurde auf 880⁰C erwärmt; Zelle 136 enthielt Ga und wurde auf 95O⁰C erwärmt. Eine 6 μιη dicke GaAs-Schicht wurde auf der SiOrSchicht und in den Fenstern auf dem auf 550⁰C erwärmten Crdotierten GaAs-Substrat niedergeschlagen. Ohmsche Kontakte mit der Schicht in den Fenstern wurden mit Hilfe von kapazitiven Entladungsbefestigungsmethoden mit 50 μιη Sn-dotierten Golddrähten erzeugt.

Polykristallines GaAs wurde auf der SiO2-Schicht und monokristailines n-GaAs mit einer Dotierstoffkonzentration von etwa 5 · 10¹⁵ Atomen pro cm-* in den Fenstern niedergeschlagen. Die unbeabsichtigt dotierte nleitende polykristalline Schicht hatte einen spezifischen Widerstand, der 5mal größer als derjenige der n-leitenden Schichten gemäß Beispiel I war.

Beispiel IV

Um die Wirkung von in die niedergeschlagenen GaAs-Schichten eingebautem Al zu bestimmen, wurde das grundsätzliche Züchtungsverfahren gemäß Beispiel III wiederholt, und zwar unter Verwendung von vier der sechs Effusionszellen der Fig.2: Die Zellen 13a, 136, 13c und 13c/ enthielten As, Ga, Mg bzw. Al und waren auf Temperaturen von etwa 340⁰C, 1000⁰C, 350⁰C bzw. 1280⁰C erwärmt. Eine 8 μιη dicke p-Alo^Gao^As-Schicht wurde auf der SiOrSchicht und in den Fenstern auf dem auf 550⁰C erwärmten Cr-dotierten Substrat niedergeschlagen. Man beachte, daß polykristallines As als Quelle für das As2-Strahlenbündel anstelle von GaAs verwendet wurde, obwohl letzteres ebenfalls geeignet ist.

Polykristallines Alo^GaoüAs wurde auf der SiO2-Schicht und monokristallines p-Alo.2Gao.8As, das mit Mg in einer Konzentration von etwa 1 · 10¹⁸ Atomen pro cm³ dotiert war, wurde in den Fenstern niedergeschlagen. Das Mg-dotierte polykristalline AlGaAs hatte einen spezifischen Widerstand, der etwa ebensogroß wie derjenige der Mg-dotierten polykristallinen GaAs-Schichten gemäß Beispiel II war.

Beispiel V

Um die Wirkung des Niederschlags von Ilia-Va-Verbindungsschichten auf anderen amorphen isolierenden

Schichten als S1O2 zu bestimmen, wurde eine 200 nm dicke Schicht aus genetischem Oxid auf einem Cr-dotierten GaAs-Substrat unter Verwendung eines anodischen Oxidationsverfahrens niedergeschlagen. Mittels bekannter Markierungs- und Ätzmethoden wurden Fenster in der Schicht aus genetischem Oxid gebildet. Mh der Ausnahme, daß es sich bei der amorphen Schicht nicht um S1O2 sondern um ein genetisches Oxid handelte, wurde das grundsätzliche Verfahren gemäß Beispiel I unter Verwendung von lediglich drei der sechs Effusionszellen wiederholt Die Zellen 13a, 13fc und i3f enthielten GaAs, Ga bzw. Ge und wurden auf etwa 870° C, 940⁰C bzw. 780⁰C erwärmt Eine 8μπι dicke n-GaAs-Schicht wurde auf der Schicht aus genetischem Oxid und in den Fenstern auf dem auf 560° C erwärmten Ci-dotierten GaAs-Substrat niedergeschlagen.

Pclykristallines GaAs wurde auf der Schicht aus genetischem Oxid und monokristallines n-GaAs, das mit Ge mit einer Konzentration von etwa 10'⁸ Atomen pro cn² dotiert war, wurde in den Fenstern niedergeschlagen. Das Ge-dotierte polykristalline GaAs hatte etwa denselben spezifischen Widerstand wie die Sn-dotierten polykristallinen GaAs-Schichten gemäß Beispiel I.

Zusätzlich zu SiO; und Schichten aus genetischem Oxid konnte die bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendete amorphe Schicht Siliziumnitrid aufweisen.

Selbstverständlich sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung viele Abweichungen von den obigen Ausführungsbeispielen möglich.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere anwendbar auf die Herstellung von Vielfachbauelementen und integrierten Schaltungen, die beispielsweise für Mikrowellenanlagen geeignet sind. Ein potentieller Vorteil für integrierte Mikrowellenschaltungen liegt in der Verringerung der parasitären Zuleitungsinduktivität und der parasitären Kapazität, die durch eine Integration des Bauelementes innerhalb der Schaltung ermöglicht ist. Ein Schaltungsaufbau, der ins Auge gefaßt ist, umfaßt beispielsweise eine Streifenleiterschaltung, die auf einem halbisolierenden Plättchen mit polykristallinen Trennzonen der zuvor beschriebenen Art gebildet ist, wobei die aktiven Bauelemente in den monokristailinen Zonen erzeugt sind. Ein besonders interessantes Bauelement ist die in Fig.5 dargestellte GaAs-Schottky-Barrier-lMPATT-Anordnung, die eine n-Epitaxie-GaAs-Schicht bei 200 und eine daran angrenzende n⁺-Epitaxie-GaAs-Schicht 202 aufweist. Die Schichten 200 und 202 sind seitlich begrenzt durch Zonen 204 und 206 au=: hochohmigem polykristallinen GaAs, das in der zuvor beschriebenen Weise erzeugt ist. In diesem Fall wird das Substrat, auf welchem die Bauelementeanordnung hergestellt ist, anschließend durch geeignete Mittel wie Läppen oder Ätzen entfernt. Dann wird ein Schottky-Barrier-Kontakt 208 auf einer Hauptfläche der Anordnung gebildet, der im Kontakt mit eier n-GaAs-Schicht 200 steht, und ein ohmscher Kontakt 210 wird auf der gegenüberliegenden Hauptfläche der Anordnung erzeugt, die in Kontakt mit der n ⁺ -GaAs-Schicht 202 steht Ein Merkmal dieses Bauelementes ist ein abgeschlossener Übergang, was zu den in dieser Technik bekannten Vorteilen führt und es sogar unnötig macht, das Bauelement in ein Gehäuse zu setzen. Monolithische Vielfach-IMPATT-Bauelemente, bei welchen bekannte platierte Wärmeableitungen verwendet werden, <>5 könnten unter Verwendung obiger Struktur und der zuvor beschriebenen Methoden leicht hergestellt werden.

Die Anwendung der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf Hochfrequenzbauelemente beschränkt

Zudem brauchen die monokristallinen Zonen nicht entweder einfache n- oder einfache p-leitende Schichten zu sein. Abwechselnde Schichten aus p- und n-Ieitendem Material mit verschiedenen Dotierstoffkonzentrationen und Dicken sind ebenfalls in Betracht gezogen. Außerdem können Diffusionen in die monokristallinen Zonen eingebracht werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen mittels Molekularstrahlmethoden, bei welchem

— eine amorphe Schicht (102), beispielsweise aus Siliciumdioxid, auf einer Hauptfläche eines Substrates (100) gebildet wird,

— das Substrat (!00) vorgewärmt wird,

— wenigstens ein Molekularstrahlenbündel, das wenigstens ein Element der Gruppe NIa und wenigstens ein Element der Gruppe Va aufweist, auf die Hauptfläche gerichtet

— und eine polykristalline Schicht aus Ilia-Va-Material auf der amorphen Schicht gebildet wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

— als Substrat (fO0) ein Einkristall einer IHa-Va-Verbindung verwendet wird;

— die amorphe Schicht (102) lediglich auf ausgewählten Teilen der Hauptfläche gebildet wird und die restlichen Teile der Hauptfläche freigelegt sind;

— das Substrat auf eine Temperatur im Bereich von 450°C—675°C vorgewärmt wird;

— das Molekularstrahlenbündel sowohl auf die freiliegenden Teile der Hauptfläche als auch auf die amorphe Schicht (102) auftrifft und gleichzeitig eine einkristalline Schicht (104) eines Materials, das eine Verbindung dieser Elemente aufweist, auf den freiliegenden Teilen und eine polykristalline Schicht (106) dieser Verbindung auf der amorphen Schicht (102) bildet;

— und daß das Molekularstrahlenbündel bei Bedarf wenigstens ein Dotierstoffelement umfaßt, um die Leitfähigkeit der einkristallinen Schicht zu verändern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

— daß die amorphe Schicht (102) dadurch gebildet wird, daß die ausgewählten Teile der Hauptfläche einem Teilchenbeschuß unterzogen werden.

3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,

— daß das polykristalline Material ausreichend hochohmig gemacht wird, um zwischen den Bauelementen eine elektrische Isolation zu bewirken,

— und daß das polykristalline Material im wesentlichen koplanar mit dem monokristallinen Material ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

— daß Molekularstrahlenbündel verwendet werden, die in den restlichen Teilen der Oberfläche eine erste einkristalline Schicht mit einer ersten Trägerkonzentration und eine zweite einkristalline Schicht mit einer niedrigeren Tragerkon

zentration niederzuschlagen vermögen.