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BESCHREIBUNG
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Siliciumcarbid(SiC)-Substrats
und insbesondere zur Herstellung eines Substrats, das eine durch epitaxiales Wachstum
in flüssiger Phase gebildete Siliciumcarbid(SiC)-Einkristallschicht aufweist.
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Siliciumcarbid(SiC) kann in verschiedenen Kristallgittertypen kristallisieren
(und ist damit polytyp) und besitzt einen von der Kristallstruktur abhängigen Bandabstand
zwischen 2,4 eV und 3,3 eV. Siliciumcarbid ist thermisch, chemisch und physikalisch
stabil und gegen hochenergetische Teilchenstrahlung resistent. Weiterhin können
trotz der Tatsache, daß Siliciumcarbid einen großen Bandabstand aufweist, unter
Verwendung von Siliciumcarbid Substrate des P-Typs und des N-Typs in reproduzierbarer
Weise hergestellt werden.
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Demzufolge stellt Siliciumcarbid (SiC) ein günstiges Halbleitermaterial
dar, beispielsweise für elektronische Bauteile, die bei hoher Temperatur eingesetzt
werden, für elektronische Bauteile mit hoher Leistungsabgabe, für Halbleiterbauteile
mit hoher Verläßlichkeit und für strahlungsbeständige elektronische Bauteile. Durch
wirksames Ausnützen des hohen Bandabstandes kann man unter Verwendung von Siliciumcarbid
(SiC) neue optisch-elektrische Wandler bilden,die für Strahlungen, die zwischen
dem kurzwelligen sichtbaren Bereich und dem nahen Ultraviolettbereich liegen, empfindlich
sind. Weiterhin ist Siliciumcarbid (SiC) frei von Umwelt- und Rohstoffproblemen.
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Wenngleich Siliciumcarbid eine Reihe von Vorteilen besitzt, wie sie
oben angesprochen wurden, sind bislang Siliciumcarbidsubstrate niemals in technischem
Umfang hergestellt worden.
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Es sind drei Methoden bekannt, mit denen es gelingt, Siliciumcarbidsubstrate
im Laboratoriumsmaßstab herzustellen.
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1. Das Lely-Verfahren Man verdampft Siliciumcarbidpulver in einem
Graphittiegel bei 2200 bis 2600 OC und kristallisiert Siliciumcarbideinkristalle
an der Tiegelwandung.
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2. Wachstumsverfahren in der Lösung Man erhält Siliciumcarbidsubstrate
in einem Graphittiegel aus geschmolzenem Silicium oder einer Mischung, die Silicium
und als Verunreinigungen Eisen, Kobalt oder Platin enthält.
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3. Acheson-Verfahren Bei dem Acheson-Verfahren bildet sich als Nebenprodukt
ein Siliciumcarbidsubstrat, das in großem Umfang als Schleifpulver oder Läppulver
verwendet wird.
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Das Lely-Verfahren und das Verfahren des Wachstums in der Lösung sind
nicht für die Herstellung großer Siliciumcarbidsubstrate geeignet, da zu Beginn
des Kristallwachstums eine Vielzahl von Kristallisationskeimen gebildet werden.
Weiterhin sind die beiden Methoden für die Herstellung großer Siliciumcarbidkristalle
mit Einkristallstruktur nicht geeignet, da unvermeidbar verschiedene polytype Kristallformen
gebildet werden. Das
mit Hilfe des Acheson-Verfahrens als Nebenprodukt
gebildete Siliciumcarbidsubstrat zeigt nicht die hohe Reinheit und die Kristallqualität,
die für ein Halbleitermaterial erforderlich ist.
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In jüngster Zeit wurde ein neues Verfahren vorgeschlagen, das darin
besteht, auf einem Siliciumeinkristallfremdsubstrat unter Verwendung der Heteroepitaxietechnik
einen dünnen Einkristallfilm aus 3C-SiC zu bilden (der die der kubischen Struktur
angehörende polytype Kristallform besitzt und eine Energie des Bandabstands von
etwa 2,2 eV aufweist). Für das heteroepitaxiale Wachstum eines dünnen SiC-Einkristallfilms
auf dem Siliciumsubstrat sind drei Methoden vorgeschlagen worden.
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1. Man bildet mit Hilfe des chemischen Aufdampfverfahrens auf einem
bei 1200 bis 1400 OC gehaltenen Siliciumsubstrat den dünnen 3C-SiC-Einkristallfilm.
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Siliciumquelle: SiH4, SiC14, (CH3)3SiCl, (CH3) 2SiCl2 Kohlenstoffquelle:
CCl4, Kohlenwasserstoffgas (C2H2' C2H6, CH41 C3H8 etc.) Trägergas: Wasserstoff,
Argon 2. Man bildet den dünnen 3C-SiC-Einkristallfilm auf dem Siliciumsubstrat,
indem man die Siliciumsubstratoberfläche in SiC umwandelt, indem man von Graphit
abgeleitete oder durch thermische Zersetzung von Kohlenwasserstoffen gebildete Kohlenstoffatome
bei 1200 bis 1400 OC in die Siliciumsubstratoberfläche eindiffun-
dieren
läßt.
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3. Man führt Siliciumdämpfe durch eine Argon/Kohlenwasserstoffgas-Mischung,
die durch eine Gleichspannungs- oder Wechselspannungs-Glimmentladung aktiviert worden
ist, wodurch ein dünner SiC-Einkristallfilm auf dem Siliciumsubstrat abgeschieden
wird.
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Der mit Hilfe der oben angesprochenen eteroepitaxietechnik auf dem
Siliciumfremdsubstrat gebildete dünne 3C-SiC-Einkristallfilm besitzt eine Dicke
von lediglich 1 bis 10 jim. Die Kristallqualität dieses Materials ist nicht völlig
zufriedenstellend. Dies beruht darauf, daß als Folge des großen Unterschieds der
Gitterkonstanten des Siliciumkristalls einerseits und des 3C-SiC-Kristalls andererseits
eine große Vielzahl von Dislokations-Fehlstellen in der Nähe der Grenzfläche zwischen
dem Siliciumsubstrat und der epitaxialen 3C-SiC-Schicht gebildet werden, wobei diese
Dislokationsfehlstellen das gesamte epitaxiale Wachstum beeinflussen. Weitere Schwierigkeiten
ergeben sich dadurch, daß als Folge der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten
des Siliciumsubstrats einerseits und des Siliciumcarbidkristalls andererseits sich
Spannungen in der epitaxialen Siliciumcarbidschicht während des Abkühlens ausbilden.
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Weiterhin sind die oben erwähnten Methoden nicht zur Ausbildung eines
oc-Siliciumcarbids mit breiterem Bandabstand, beispielsweise 6H-SiC (mit einer Energie
des Bandabstandes von etwa 3,2 eV), 4H-SiC (mit einer Energie des Bandabstandes
von etwa 3,26 eV) und 8H-SiC (mit einer Energie des Bandabstandes von etwa 2,8 eV)
geeig-
net, da man kein Siliciumsubstrat als Substrat einsetzen
kann. So muß das epitaxiale Wachstum zur Bildung des Siliciumcarbids mit breiterem
Bandabstand bei einer Temperatur von oberhalb 1600 OC durchgeführt werden, während
das Siliciumsubstrat einen Schmelzpunkt von 1410 OC besitzt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren
zur technischen Herstellung von Siliciumcarbidsubstraten anzugeben, das diese Substrate
mit hoher Ausbeute liefert, das es ermöglicht, ein chemisches Aufdampfverfahren
mit dem epitaxialen Wachstum in der flüssigen Phase zu kombinieren und mit dem es
gelingt, die Größe des Siliciumcarbidsubstrats und die Dicke des Siliciumcarbidsubstrats
zu steuern.
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Diese Aufgabe wird nun durch das erfindungsgemäße Verfahren gelöst.
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Gegenstand der Erfindung ist daher das Verfahren gemäß den Ansprüchen
1 und 6. Besonders bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens sind Gegenstand
der Unteransprüche.
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Das erfindungsgemäße Verfahren besteht im wesentlichen darin, zunächst
auf einem Siliciumsubstrat eine Siliciumcarbidimpfkristallschicht oder Siliciumcarbidimpfschicht
mit einer Dicke von etwa 20 ßm zu bilden, wozu man beispielsweise ein chemisches
Aufdampfverfahren anwenden kann. Anschließend wird das Siliciumsubstrat geschmolzen,
um die innere Oberfläche der Siliciumcarbidimpfkristallschicht mit dem geschmolzenen
Silicium zu behandeln oder in Kontakt zu bringen, wodurch der Siliciumcarbidkristall
epitaxial auf der inneren Ober-
fläche der Siliciumcarbidimpfschicht
gebildet wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bildet man auf der epitaxial
gezüchteten Siliciumcarbidschicht mit Hilfe des chemischen Aufdampfverfahrens eine
weitere Siliciumcarbidschicht, um das Siliciumcarbidsubstrat zu verdicken.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sei im folgenden näher unter Bezugnahme
auf die beigefügten Zeichnungen erläutert In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine
schematische Schnittansicht einer Grundplatte zur Herstellung eines Siliciumcarbidsubstrats
gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; Fig. 2 eine schematische Schnittansicht,
die einen Schritt der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur
Herstellung eines Siliciumcarbidsubstrats verdeutlicht; Fig. 3 eine Schnittansicht
einer Reaktionsvorrichtung, die bei einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens angewandt wird; Fig. 4(A) bis 4(9) Schnittansichten, die die Schritte
der Herstellung eines Siliciumcarbidsubstrats gemäß der zweiten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens verdeutlichen; Fig. 5 eine Schnittansicht einer
Reaktionsvorrichtung, die bei einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens angewandt wird.
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Fig. 6(A) bis 6(D) Schnittansichten, die die Schritte der Herstellung
eines Silicumcarbidsubstrats gemäß der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens verdeutlichen; Fig. 7 eine Schnittansicht, die eine weitere Stufe der
Herstellung eines Siliciumcarbidsubstrats gemäß einer vierten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens verdeutlicht; Fig. 8 eine Schnittansicht, die einen
weiteren Schritt der Herstellung eines Siliciumcarbidsubstrats gemäß einer fünften
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verdeutlicht; Fig. 9(A) bis 9(D)
Schnittansichten, die die Schritte der Herstellung eines Siliciumcarbidsubstrats
gemäß einer sechsten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verdeutlichen;
Fig. 10 eine vergrößerte Schnittansicht, die das epitaxiale Wachstum der Siliciumcarbideinkristallschicht
in flüssiger Phase bei dem in der Fig. 9C dargestellten Schritt verdeutlicht; und
Fig. 11(A) bis 11(D) Schnittansichten, die Schritte der Herstellung eines Siliciumcarbidsubstrats
gemäß einer siebten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verdeutlichen.
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In der Fig.1 ist schematisch eine Grundplatte dargestellt, die bei
einer ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
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Zunächst wird unter Anwendung der herkömmlichen chemischen Aufdampfmethode
eine Siliciumcarbidimpfkristallschicht 10 auf einem Siliciumsubstrat 12 gebildet.
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Die Siliciumcarbidimpfkristallschicht 10 muß Kristallkörner aufweisen,
die in vorbestimmter Ausrichtung zu der Grenzfläche angeordnet sind, die dem Siliciumsubstrat
12 gegenüberliegt. Die Siliciumcarbidimpfkristallschicht 10 kann auch mit Hilfe
anderer Verfahrensweisen hergestellt werden, zum Beispiel durch eine Umwandlungsmethode,
bei der eine thermische oder eine chemische Umwandlung erfolgt, eine epitaxiale
Aufbringung des Materials unter Anwendung eines Molekülstrahls, andere Abscheidungsmethoden
und Kombinationen dieser Verfahrensweisen. Die Siliciumcarbidimpfkristallschicht
10 muß die anschließende Schmelzbehandlung vertragen können und besitzt daher eine
Dicke von mindestens 5 bis 10 ßm, vorzugsweise 20 ßm.
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Die in dieser Weise gebildete Grundplatte wird in geschmolzenes Silicium
14 eingetaucht, das in einem Tiegel 16 enthalten ist, der eine Kohlenstoffquelle
aufweist, wie es in der Fig. 2 dargestellt ist. Dann wird auf der inneren Oberfläche
der Siliciumcarbidimpfkristallschicht 10 (die dem Siliciumsubstrat 12 gegenüberliegt)
durch epitaxiales Wachstum in flüssiger Phase eine zweite Siliciumcarbidschicht
18 gebildet.
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Bevor die Grundplatte in das geschmolzene Silicium 14 eingetaucht
wird, kann das Siliciumsubstrat 12 gegebenenfalls entfernt werden. Wenn das Siliciumsubstrat
12 nicht zuvor entfernt wirdr schmilzt es beim Eintauchen der Grundplatte in das
geschmolzene Silicium 14.
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Im allgemeinen besitzen die durch Wachstum in flüssiger Phase gebildeten
Kristalle eine bessere Qualität als die durch chemisches Aufdampfen gebildeten Kristalle.
Bei
dem Wachstum in flüssiger Phase ist es jedoch normalerweise
schwierig, die Kristallgröße zusteuern, da bei dem üblichen Wachstum in flüssiger
Phase die Kristallkeime nicht gesteuert werden können. Bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren wird die zweite Siliciumcarbidschicht 18 auf der inneren Oberfläche der
Siliciumcarbidimpfkristallschicht 10 gebildet. Dabei kann die Größe und die Orientierung
der Siliciumcarbidimpfkristallschicht 10 über das Siliciumsubstrat 12 gesteuert
werden. Selbst wenn die Siliciumcarbidimpfkristallschicht 10 durch heteroepitaxiales
Wachstum auf dem Siliciumsubstrat 12 gebildet wird, zeigt die Siliciumcarbidimpfkristallschicht
10 bis zu einer Tiefe von weniger als 1 tjm von der Grenzfläche, die dem Siliciumsubstrat
12 gegenüberliegt, eine Einkristallstruktur. Es ergeben sich selbst dann keine Probleme,
wenn die äußere Oberfläche der Siliciumcarbidimpfkristallschicht 10 eine polykristalline
Struktur besitzt.
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Demzufolge weist das mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens gebildete
Siliciumcarbidsubstrat die zweite Siliciumcarbidschicht 18 auf, die für die Planartechnik
geeignet ist. Auf der äußeren Oberfläche der Siliciumcarbidimpfkristallschicht 10
wird eine weitere Siliciumcarbidschicht 20 gebildet, die jedoch weniger gut vollendet
ist als die zweite Siliciumcarbidschicht 18.
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Der Tiegel 16 besteht vorzugsweise aus Graphit und wird von einem
Graphitfuß 22 getragen. Der Graphittiegel 16 wird erhitzt, um das Silicium 14 zu
schmelzen. Die Grundplatte wird mit Hilfe eines Graphithalters 24 gehalten und in
das geschmolzene Silicium 14 eingetaucht.
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Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
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Beispiel 1 Figuren 1 und 2 1. Man ordnet das Siliciumsubstrat 12 in
einem Reaktionsrohr, das in großem Umfang für das chemische Aufdampfverfahren angewandt
wird, auf einer heizbaren Unterlage an. Das Siliciumsubstrat 12 besitzt vorzugsweise
eine durch die (111)-Fläche definierte Hauptoberfläche. Das Innere des Reaktionsrohrs
wird mit Wasserstoff gefüllt. Dann ätzt man die Oberfläche des Siliciumsubstrats
12 mit Hilfe einer Chlorwasserstoff/Wasserstoff-Gasatmosphäre.
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2. Unter Anwendung eines herkömmlichen chemischen Aufdampfverfahrens
bildet man die Siliciumcarbidimpfkristallschicht 10 auf dem Siliciumsubstrat 12
aus, wobei man das Siliciumsubstrat 12 bei einer Temperatur von 1100 bis 1200 "C,
das heißt unterhalb des Schmelzpunkts von Silicium, hält. Als Trägergas verwendet
man Argon, Helium oder Wasserstoff. Als Siliciumquelle setzt man SiCl4, SiH2Cl2
oder SiH4 und als Kohlenstoffquelle CCl4, C3H8 oder CH4 ein Bei einer bevorzugten
Ausführungsform verwendet man als Trägergas gasförmigen Wasserstoff, der in einer
Menge von 1 Liter/Minute zugeführt wird, und setzt als Quellen für Silicium und
Kohlenstoff SiH2Cl2 bzw. C 3H8 ein. Die Konzentrationen von SiH2Cl2 und C3H8, als
Atomverhältnis gerechnet, betragen 2-10 3 bzw.
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4 10 . Innerhalb einer Wachstumsdauer von 2 Stunden bildet man die
3C-SiC-Impfkristallschicht 10 mit einer Dicke von 30 jim. Es ist ersichtlich, daß
die SiC-Impfkristallschicht 10 nicht nur auf der Hauptoberfläche des Siliciumsubstrats
12 gebildet wird
sondern auch auf der seitlichen Oberfläche des
Siliciumsubstrats 12, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist.
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3. Man erhitzt den Graphittiegel 16 auf 1600 OC und hält ihn bei dieser
Temperatur. Dann taucht man die Grundplatte aus dem Siliciumsubstrat 12 und der
Siliciumcarbidimpfkristallschicht 10 in das geschmolzene Silicium 14 ein. Dabei
wird die Grundplatte über der Siliciumcarbidimpfkristallschicht auf der seitlichen
Oberfläche des Siliciumsubstrats 12 von dem Graphithalter 24 gehalten.
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Die innere Oberfläche des Graphittiegels 16 schmilzt in das geschmolzene
Silicium 14 und wirkt als Kohlenstoffquelle. Nach einer Tauchzeit von 1 Stunde hat
sich auf der inneren Oberfläche der Siliciumcarbidimpfkristallschicht 10 eine 30
iim dicke zweite Siliciumcarbidschicht 18 gebildet. Auf der äußeren Oberfläche der
Siliciumcarbidimpfkristallschicht 10 bildet sich ebenfalls eine Siliciumcarbidschicht
20.
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4. Das in dieser Weise erhaltene Siliciumcarbidsubstrat aus der Impfkristallschicht
10, der zweiten Siliciumcarbidschicht 18 und der Siliciumcarbidschicht 20 wird aus
dem geschmolzenen Silicum 14 herausgenommen.
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Dann reinigt man die Oberfläche des Materials zur Entfernung des
auf der Substratoberfläche anhaftenden Siliciums mit einer HF/HN03-Mischung.
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Die Figuren 3 und 4(A) bis 4(D) zeigen eine zweite Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des Siliciumcarbidsubstrats.
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Die Figur 3 zeigt ein wassergekühltes, doppelwandiges
Quarzreaktionsgefäß
26, das bei der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt
wird.
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Bei dieser zweiten Ausführungsform verwendet man eine mit einer Siliciumcarbidschicht
beschichtete heizbare Graphitunterlage 28. Die siliciumcarbidbeschichtete heizbare
Graphitunterlage 28 befindet sich innerhalb des Reaktionsgefäßes oder des Reaktionsrohrs
28 und wird von dem Graphitfuß 30 gehalten. Um das Reaktionsgefäß 26 herum ist eine
Spule 32 angeordnet, mit deren Hilfe die heizbare Unterlage 28 durch Hochfrequenzinduktionsheizung
aufgeheizt werden kann. Das untere Ende des Reaktionsgefäßes 26 ist über einen Flansch
24 aus rostfreiem Stahl und einen O-Ring 36 abgedichtet. Durch den Flansch 34 sind
eine Leitung 40 und ein Ventil 38 mit dem Inneren des Reaktionsgefäßes 26 verbunden,
um das in dem Reaktionsgefäß 26 enthaltene Gas abzuziehen.
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Der Graphitfuß 30 ist über eine Quarzhalteeinrichtung 42 auf dem Flansch
34 festgelegt. Im oberen Abschnitt des Reaktionsgefäßes 26 ist ein Einlaßbereich
44 angeordnet, über den das Trägergas in das Reaktionsgefäß 26 eingeführt werden
kann.
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Die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung
des Siliciumcarbidsubstrats sei im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren4(A)
bis 4(D) erläutert.
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Beispiel 2 Figuren 3 und 4(A) bis 4(D) 1. Wie in der Figur 4(A) dargestellt,
ordnet man ein Siliciumsubstrat 46 auf der siliciumcarbidbeschichteten heizbaren
Graphitunterlage 28 an. Das Siliciumsubstrat 46 besitzt vorzugsweise eine durch
die
(111)-Hauptfläche definierte Oberfläche. Das in dem Reaktionsgefäß
26 enthaltene Gas wird zunächst durch Wasserstoff ersetzt. Anschließend wird die
Oberfläche des Siliciumsubstrats 46 mit einer Chlorwasserstoff und Wasserstoff enthaltenden
Gasmischung geätzt.
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2. Unter Anwendung des herkömmlichen chemischen Aufdampfverfahrens
bildet man eine Siliciumcarbidimpfkristallschicht 48 auf dem Silicumsubstrat 46,
das man bei einer Temperatur von 1100 bis 1200 °C, das heißt unterhalb des Schmelzpunkts
von Silicium, hält. Man führt über den Einlaßabschnitt 44 Argon, Helium oder Wasserstoff
als Trägergas ein. Weiterhin führt man über den Einlaßbereich 44 SiC14, SiH2Cl2
oder SiH4 als Siliciumquelle und CCl4, C3H8 oder CH4 als Kohlenstoffquelle ein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens verwendet man Wasserstoff als
Trägergas und führt dieses in einer Menge von 1 1/min ein und führt SiH2Cl2 und
C3H8 in einer Konzentration (Atomverhältnis) von 2 10 3 bzw. 4 10 3 zu. Im Verlaufe
einer Aufwachsdauer von 2 Stunden bildet sich eine 30 ßm dicke 3C-SiC-Impfkristallschicht
48. Die Siliciumcarbidimpfkristallschicht 50 wird auch auf der Seitenwand des Siliciumsubstrats
46 gebildet, wie es in der Figur 4(B) dargestellt ist.
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3. Man beendet die Zufuhr des gasförmigen Materials und führt lediglich
Wasserstoff als Trägergas mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1 1/min ein.
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Man steigert die an die Spule 32 angelegte elektrische Energie, um
die heizbare Unterlage 28 auf etwa 1500 OC zu erhitzen und um das Siliciumsubstrat
46 zu schmelzen. Nach dem Schmelzen hält man die heizbare Unterlage 28 bei 1450
bis 1650 OC, um das
Silicium in geschmolzenem Zustand zu halten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hält man die Oberfläche der heizbaren Unterlage
bei 1500 dC. Das geschmolzene Silicium 52 wird durch die umgebende Siliciumcarbidimpfkristallschicht
48, 50 und die heizbare Unterlage 28 eingeschlossen, so daß im Verlaufe eines zweistündigen
epitaxialen Aufwachsens aus der flüssigen Phase auf der inneren Oberfläche der Siliciumcarbidimpfkristallschicht
48 eine zweite Siliciumcarbidschicht 54 mit einer Dicke von 10 ßm gebildet wird,
wie es in der Figur 4(C) dargestellt ist.
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4. Dann wird die Energiezufuhr der Spule 32 unterbrochen, um das System
auf Raumtemperatur abzukühlen. Man taucht das in dieser Weise erhaltene Siliciumcarbidsubstrat
zusammen mit der heizbaren Unterlage 28 in eine HF/HNO3- Säuremischung, um das an
dem Siliciumcarbidsubstrat und der heizbaren Unterlagen 28 anhaftende Silicium abzuätzen.
In dieser Weise wird das Siliciumcarbidsubstrat, das die 3C-SiC-Impfkristallschicht
48 und die zweite Siliciumcarbidschicht 54 umfaßt, wie es in der Figur 4(D) dargestellt
ist, von der heizbaren Unterlage 28 abgelöst.
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Bei dem obigen Verfahrensschritt (3) ergibt die auf der heizbaren
Graphitunterlage 28 vorliegende Siliciumcarbidschicht das Kohlenstoffmaterial zur
Ausbildung der zweiten Siliciumcarbidschicht 54. Da die heizbare Unterlage 28 als
Wärmequelle wirkt, wird zwischen der inneren Oberfläche der Siliciumcarbidimpfkristallschicht
48 und der Oberfläche der heizbaren Unterlage eine Temperaturdifferenz gebildet,
die das epitaxiale Wachstum der zweiten Siliciumcarbidschicht 54 auf der inneren
Ober-
fläche der Siliciumcarbidimpfkristallschicht 48 aus der flüssigen
Phase fördert.
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Bei der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens kann lediglich die Temperatur der Oberfläche der heizbaren Unterlage
28 gesteuert werden. Es ist bevorzugter, die Temperatur der Siliciumcarbidimpfkristallschicht
48 zu steuern, währenddem die zweite Siliciumcarbidschicht 54 durch epitaxiales
Wachstum auf der inneren Oberfläche der Siliciumcarbidimpfkristallschicht 48 ausgebildet
wird.
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Die Figur 5 verdeutlicht ein wassergekühltes Reaktionsgefäß; das bei
einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird, bei
der die Temperatur der Siliciumcarbidimpfkristallschicht gesteuert werden kann,
währenddem die zweite Siliciumcarbidschicht durch epitaxiales Wachstum auf der inneren
Oberfläche der Siliciumcarbidimpfkristallschicht gebildet wird. Dabei entsprechen
die verwendeten Bezugsziffern denen, die in der Figur 3 verwendet wurden.
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Zur Einführung des Trägergases und der gasförmigen Quellen für Silicium
und Kohlenstoff in das Reaktionsgefäß 26 ist eine Leitung 56 mit dem Reaktionsgefäß
oder dem Reaktionsrohr 26 verbunden. Uber eine Wilson-Dichtung 60 ist ein Stab 58
aus rostfreiem Stahl verschiebbar in dem Reaktionsgefäß angeordnet. Am Ende des
Stabes 58 ist über einen Graphitstab 64 ein heizbarer Graphittisch 62 befestigt.
Während des epitaxialen Wachstums aus der flüssigen Phase wird der heizbare Graphittisch
62 nach unten geschoben, um in den Einflußbereich der Spule 32 zu kommen, wodurch
die Siliciumcarbidimpfkristallschicht durch die Hochfrequenzheizung
aufgeheizt
wird. Erforderlichenfalls beschichtet man die Oberfläche des heizbaren Graphittisches
62 mit einer Siliciumcarbidschicht. Der heizbare Graphittisch 62 wird, außer bei
dem epitaxialen Wachstum aus der flüssigen Phase,bei sämtlichen anderen Maßnahmen,
bei denen der heizbare Graphittisch 62 nicht erhitzt wird, in dem oberen Abschnitt
des Reaktionsgefäßes 62 gehalten.
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Im folgenden sei die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Herstellung des Siliciumcarbidsubstrats unter Bezugnahme auf die
Figuren 6(A) bis 6(D) erläutert. Dabei besitzen die angegebenen Bezugsziffern ähnliche
Bedeutungen, wie sie für die Figuren 4(A) bis 4(D) angegeben sind.
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Beispiel 3 Figuren 5 und 6(A) bis 6(D) 1. Man ordnet das Siliciumsubstrat
46 auf der mit Siliciumcarbid beschichteten heizbaren Graphitunterlage 28 an, wie
es in der Figur 6(A) dargestellt ist. Das Siliciumsubstrat 46 besitzt vorzugsweise
eine der (lll)-Hauptfläche entsprechende Oberfläche. Das in dem Reaktionsgefäß 26
enthaltene Gas wird durch gasförmigen Wasserstoff ersetzt.
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Anschließend wird die Oberfläche des Siliciumsubstrats mit Hilfe
einer Gasmischung geätzt, die Chlorwasserstoff und Wasserstoff enthält.
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2. Dann bildet man unter Anwendung eines herkömmlichen chemischen
Aufdampfverfahrens eine Siliciumcarbidimpfkristallschicht 48 auf dem Siliciumsubstrat
46, das man bei 1100 bis 1200 OC, das heißt unterhalb
des Schmelzpunkts
von Silicium, hält. über die Leitung 56 werden gasförmiges Argon, Helium oder Wasserstoff
als Trägergas, SiC14, SiH2Cl2 oder SiH4 als Siliciumquelle und CCl4, C3H8 oder CH4
als Kohlenstoffquelle zugeführt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform führt man
den als Trägergas verwendeten gasförmigen Wasserstoff mit einer Zugabegeschwindigkeit
vonl 1/min ein, während man SiH2Cl2 und C3H8 in einer Konzentration (Atomverhältnis)
von 2 10 3 bzw. 4 10 3 zuführt. Im Verlaufe des zweistündigen Aufwachsvorgangs bildet
sich die Impfkristallschicht 48, die Silicium und 3C-SiC enthält, mit einer Dicke
von 30 ßm auf dem Siliciumsubstrat 46.
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Zu diesem Zeitpunkt enthält die gemischte Schicht 48 Siliciumcarbidkristallkörnchen
(mit einem Durchmeso ser von etwa 1000 A), die in einer Richtung ausgerichtet sind,
die durch die Kristallstruktur des Siliciumsubstrats 46 an der dem Siliciumsubstrat
46 gegenüberliegenden Grenzfläche bestimmt wird. Auch auf der seitlichen Oberfläche
des Siliciumsubstrats 46 bildet sich eine weitere Impfkristallschicht 50, wie es
in der Figur 6(B) dargestellt ist. Genauer gilt folgendes: Si < 111 > // SiC
< 111> und Si <110 > // EiC <110> worin // für die parallele Anordnung
steht.
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3. Man beendet die Zufuhr der gasförmigen Silicium- bzw.
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Kohlenstoffquellen und führt lediglich das Wasserstoffträgergas mit
einer Strömungsgeschwindigkeit von 1 1/min ein. Dann schiebt man den heizbaren Graphit-
tisch
62 nach unten in die Nähe der Impfkristallschicht 48, wie es in der Figur 6(C) dargestellt
ist. Dann wird die Energiezufuhr der Spule 32 gesteigert, um die heizbare Unterlage
28 auf etwa 1500 OC zu erhitzen und um das Siliciumsubstrat 46 zu schmelzen. Bei
dem Schmelzvorgang hält man die heizbare Unterlage bei 1450 bis 1650 OC, um das
Silicium in geschmolzenem Zustand zu halten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
des Verfahrens hält man die Oberfläche der heizbaren Unterlage bei 1500 OC. Zu diesem
Zeitpunkt wird die Temperatur der Impfkristallschicht durch die entsprechende Anordnung
des heizbaren Graphittisches 62 auf dem gewünschten Wert gehalten. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform des Verfahrens hält man die Impfkristallschicht 48 bei 1450 OC.
In dieser Weise bildet man im Verlaufe eines epitaxialen Wachstums aus der flüssigen
Phase während 2 Stunden die zweite Siliciumcarbidschicht 54 mit einer Dicke von
10 ßm auf der inneren Oberfläche der Siliciumcarbidimpfkristallschicht 48.
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4. Man unterbricht die Energiezuführung der Spule 32, um das System
auf Raumtemperatur abzukühlen. Das in dieser Weise erhaltene Siliciumcarbidsubstrat
einschließlich der heizbaren Unterlage 28 wird in eine HF und HNO3 enthaltende Säuremischung
eingetaucht, um das an dem Siliciumcarbidsubstrat und der heizbaren Unterlage 28
anhaftende Silicium abzuätzen. In dieser Weise wird das Siliciumcarbidsubstrat,
das die Impfkristallschicht 48 und die zweite Siliciumcarbidschicht 54 aufweist,
wie es in der Figur 6 (D) dargestellt ist, von der heizbaren Unterlage 28 abgelöst.
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Bei den oben beschriebenen zweiten und dritten Ausfüh-
rungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Dicke der zweiten Siliciumcarbidschicht
54 auf etwa 10 ßm beschränkt. Dies ergibt sich dadurch, daß die Menge des Siliciums
begrenzt ist und die Temperatur des geschmolzenen Siliciums unterhalb 1650 OC gehalten
werden muß, um ein merkliches Verdampfen des geschmolzenen Siliciums zu verhindern.
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Wenn eine dickere Siliciumcarbidschicht gebildet werden soll, bildet
man eine weitere Siliciumcarbidschicht durch epitaxiales Wachstum auf der oben beschriebenen
zweiten Siliciumcarbidschicht 54.
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Die Figuren 7 und 8 verdeutlichen weitere Maßnahmen zum Verdicken
der Siliciumcarbidschicht.
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Die Figur 7 zeigt eine Ausführungsform eines weiteren Schrittes zum
Verdicken der Siliciumcarbidschicht, die nach der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens erhalten worden ist, die in den Figuren 6(A) bis 6(D) dargestellt ist.
Dabei entsprechen die in der Figur 7 dargestellten Bezugsziffern denen in der Figur
6(D) verwendeten.
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Beispiel 4 Figuren 5, 6(A) bis 6(D) und 7 Die Schritte 1 bis 4 sind
ähnlich denen, die unter Bezugnahme auf die Figuren 6(A) bis 6(D) erläutert wurden.
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5. Man entfernt die Impfkristallschicht 50 mechanisch.
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6. Man ordnet das in dieser Weise erhaltene Silicium-
carbidsubstrat,
das die Impfkristallschicht 48 und die zweite Siliciumcarbidschicht 54 aufweist,
innerhalb des Reaktionsgefäßes 26 in der Weise auf einer neuen heizbaren Unterlage
66 an, daß die Impfkristallschicht 48 die heizbare Unterlage 66 berührt. Dann erhitzt
man die heizbare Unterlage 66 auf 1700 OC und bildet eine dritte Siliciumcarbidschicht
54 unter Anwendung des chemischen Aufdampfverfahrens auf der zweiten Siliciumcarbidschicht
54, wie es in der Figur 7 dargestellt ist. Dabei hält man den Druck in dem Reaktionsgefäß
bei etwa 133 mbar (100 torr) und führt eine Gasmischung der folgenden Zusammensetzung
ein: SiH Cl : 0,1 Ncm3/min 2 2 C3H8 : 0,1 Ncm3/min H2 : 100 Ncm3/min Nach einer
Betriebsdauer von 100 Minuten erhält man auf der zweiten Siliciumcarbidschicht 54
eine dritte Siliciumcarbidschicht 68 mit einer Dicke von etwa 50 ßm.
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Die Figur 8 verdeutlicht eine weitere Ausführungsform der weiteren
Maßnahme zur Verdickung der Siliciumcarbidschicht mit Hilfe der dritten Ausführungsform
des erfindungsgemaßenVerfahrens, die in den Figuren 6(A) bis 6(D) erläutert worden
ist. Dabei entsprechen die angegebenen Bezugsziffern den in der Figur 7 angewandten.
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Beispiel 5 Figuren 5, 6(A) bis 6(D) und 8 Die Schritte 1 bis 4 sind
ähnlich denen, die unter Bezugnahme
auf die Figuren 6(A) bis 6(D)
erläutert wurden.
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5. Man ordnet eine Platte 70 aus einer Siliciumcarbidquelle in einem
Graphitbehälter 72 an. Die plattenförmige Siliciumcarbidquelle 70 kann entweder
eine Einkristallstruktur oder eine polykristalline Struktur besitzen. Dann ordnet
man das Siliciumcarbidsubstrat, das die Impfkristallschichten 48 und 50 und die
zweite Siliciumcarbidschicht 54 aufweist, wie es in der Figur 6(D) gezeigt ist,
derart auf der plattenförmigen Siliciumcarbidquelle 70 an, daß die zweite Siliciumcarbidschicht
54 der Platte 70 aus der Siliciumcarbidquelle gegenüberliegt. Dabei wirkt die auf
den seitlichen Oberflächen gebildete Impfkristallschicht 50 zur Abtrennung der zweiten
Siliciumcarbidschicht 54 von der Platte 70 aus der Siliciumcarbidquelle über einen
Abstand, der für das mit geringem Abstand arbeitende Verfahren geeignet ist. Das
System wird durch Induktionsheizung auf 2100 bis 2600 OC erhitzt, wobei man als
Umgebungsatmosphäre Argongas mit niedrigem Druck oder Heliumgas mit niedrigem Druck
verwendet. Mit Hilfe des Verfahrens mit geringem Abstand wird die dritte Siliciumcarbidschicht
68 auf der zweiten Siliciumcarbidschicht 54 gebildet, wie es in der Figur 8 dargestellt
ist.
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Das mit Hilfe der oben beschriebenen Ausführungsformen hergestellte
Siliciumcarbidsubstrat umfaßt noch die Siliciumcarbidimpfkristallschicht. Erforderlichenfalls
kann die Impfkristallschicht durch Läppen oder durch chemisches Ätzen von der zweiten
Siliciumcarbidschicht entfernt werden. Da die Impfkristallschicht im Vergleich zu
der zweiten Siliciumcarbidschicht eine mindere Qualität besitzt, kann lediglich
die Impfkristall schicht durch entsprechende Steuerung der Ätz-
bedingungen
entfernt werden.
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Beispiel 6 Mit Hilfe der Schritte 1 bis 4, die unter Bezugnahme auf
die Figuren 6(A) bis 6(D) beschrieben wurden, bildet man das Siliciumcarbidsubstrat
mit der Impfkristallschicht 48 und der zweiten Siliciumcarbidschicht 54.
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5. Man taucht das die Impfkristallschicht 48 und die zweite Siliciumcarbidschicht
54 aufweisende Siliciumcarbidsubstrat in einer Stickstoffatmosphäre in geschmolzenes
Kaliumhydroxid mit einer Temperatur von 550 "C. Nach zehnminütigem Eintauchen nimmt
man das von der Impfkristallschicht 48 befreite Substrat und reinigt es mit Wasser.
Der Ätzvorgang sollte bei etwa 550 OC durchgeführt werden, um die zweite Siliciumcarbidschicht
54 vor Beschädigungen, beispielsweise vor der Ausbildung von feinen Löchern oder
Poren, zu schützen.
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6. Gewünschtenfalls kann man mit Hilfe der Methode des epitaxialen
Wachstums auf dem in dieser Weise erhaltenen Siliciumcarbidsubstrat, das aus der
zweiten Siliciumcarbidschicht 54 besteht, eine dritte Siliciumcarbidschicht bilden,
um das Siliciumcarbidsubstrat zu verdicken.
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Die Figuren 9(A) bis 9(D) erläutern die Herstellung des Siliciumcarbidsubstrats
gemäß einer sechsten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Es wird das in der Figur 3 dargestellte Reaktionsgefäß 26 verwendet.
Die in den Figuren 9(A) bis 9(D) verwendeten Bezugsziffern entsprechen den in den
Figuren 4(A) bis 4(D) angegebenen.
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Beispiel 7 Figur 3 und Figuren 9(A) bis 9(D) 1. Man ordnet ein Siliciumsubstrat
46 auf der mit Siliciumcarbid beschichteten heizbaren Graphitunterlage 28 an, wie
es in der Figur 9(A) dargestellt ist.
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Das Siliciumsubstrat 46 besitzt vorzugsweise eine der (111)-Hauptfläche
entsprechende Oberfläche. Das in dem Reaktionsgefäß 26 enthaltene Gas wird durch
gasförmigen Wasserstoff ersetzt, wonach die Oberfläche des Siliciumsubstrats mit
Hilfe einer Gasmischung aus Chlorwasserstoff und Wasserstoff geätzt wird.
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2. Mit Hilfe des herkömmlichen chemischen Aufdampfverfahrens bildet
man eine Siliciumcarbidimpfkristallschicht 48 auf dem Siliciumsubstrat 46, das man
bei 1200 bis 1300 OC, das heißt unterhalb des Schmelzpunkts des Siliciums, hält.
Man verwendet als Trägergas Argon, Helium oder Wasserstoff, während man SiC14, SiH2Cl2
oder SiH4 als Siliciumquelle und CCl4, C3H8 oder CH4 als Kohlenstoffquelle einsetzt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens führt man den
als Trägergas verwendeten Wasserstoff mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1 1/min
ein und führt SiH2Cl2 und 3 8~3 einer Konzentration (Atomverhältnis) von 2 10 3
bzw. 4 10 zu. Im Verlaufe einer Wachstumsdauer von 100 Minuten bildet sich auf dem
Siliciumsubstrat 46 eine Siliciumcarbidimpfkristallschicht 48 aus polykristallinem
Siliciumcarbid mit einer Dicke von 25 ßm. Auch auf den seitlichen Oberflächen des
Siliciumsubstrats 46 bildet sich eine weitere Impfkristallschicht 50, wie es in
der Figur 9(B) dargestellt ist.
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3. Man unterbricht die Stromzufuhr der Spule 32, um das System abzukühlen.
Man entnimmt die heizbare Unterlage 28 aus dem Reaktionsgefäß 26, um das Siliciumcarbidsubstrat
aus dem Siliciumsubstrat 46 und der Impfkristallschicht 48 umzudrehen. Genauer bringt
man die äußere Oberfläche der Impfkristallschicht 48 mit der heizbaren Unterlage
28 in Kontakt, während das Siliciumsubstrat 46 nach oben gerichtet ist. Dann führt
man die heizbare Unterlage 28 mit dem umgedrehten Siliciumcarbidsubstrat erneut
in das Reaktionsgefäß 26 ein, in das man gasförmigen Wasserstoff mit einer Strömungsgeschwindigkeit
von 1 1/min einführt. Man schaltet die elektrische Stromversorgung der Spule 32
wieder ein, um die heizbare Unterlage 28 auf etwa 1500 OC zu erhitzen und das Siliciumsubstrat
46 zu schmelzen. Nach dem Schmelzvorgang hält man die heizbare Unterlage 28 bei
1450 bis 1650 OC. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens hält man
die Oberfläche der heizbaren Unterlage bei 1500 OC. In dieser Weise bildet man durch
einstündiges epitaxiales Wachstum aus der flüssigen Phase eine zweite Siliciumcarbid-Einkristallschicht
54 mit einer Dicke von 10 ßm auf der inneren Oberfläche der Siliciumcarbidimpfkristallschicht
48, wie es in der Figur 9(C) dargestellt ist. Die Impfkristallschicht 50 hält das
geschmolzene Silicium 52 zurück.
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4. Man unterbricht die Energiezufuhr der Spule 32, um das System abzukühlen.
Man entnimmt das in dieser Weise erhaltene Siliciumcarbidsubstrat aus dem Reaktionsgefäß
und taucht es in eine HF und HNO3 enthaltende Säuremischung, um das an dem Siliciumcarbidsubstrat
anhaftende Silicium abzuätzen. In dieser Weise erhält man das Siliciumcarbidsubstrat
mit den
Impfkristallschichten 48 und 50 und der Siliciumcarbid-Einkristallschicht
54, wie es in der Figur 9(D) dargestellt ist.
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Das epitaxiale Wachstum der zweiten Siliciumcarbid-Einkristallschicht
54 aus der flüssigen Phase bei der oben beschriebenen Stufe 3 kann wie folyt erläutert
werden. Die Siliciumcarbidimpfkristallschicht 48 ist eine aus einer Vielzahl von
faserförmigen Kristallkörnchen 480 aufgebaute Schicht. Dabei besitzt die Mitte der
faserförmigen Kristallkörnchen 480 eine vollständigere Kristallstruktur als die
Peripherie der faserförmigen Körnchen 480. Wenn demzufolge die Siliciumcarbidimpfkristallschicht
48 in der oben angesprochenen Stufe 3 mit dem geschmolzenen Silicium 52 in Kontakt
gebracht wird, lösen sich die Randbereiche der faserförmigen Körnchen 480 in dem
geschmolzenen Silicium 52. Dadurch wird ein Teil der in dieser Weise gelösten Impfkristallschicht
auf der Mitte der faserförmigen Körnchen 480 umkristallisiert, wodurch die zweite
Carbidschicht 54 durch epitaxiales Wachstum auf der Impfkristallschicht 48 ausgebildet
wird, wie es in der Figur 10 dargestellt ist. Da die faserförmigen Kristallkörnchen
480 auf der (111)-Hauptfläche des Siliciumsubstrats 46 und die zweite Siliciumcarbidschicht
54 auf den faserförmigen Kristallkörnchen 480 gebildet werden, sind die in der zweiten
Siliciumcarbidschicht 54 angeordneten Kristallkörnchen in einer vorbestimmten Richtung
ausgerichtet, die durch das Siliciumsubstrat 46 definiert wird. Die in dieser Weise
erhaltene zweite Siliciumcarbidschicht 54 kann als Einkristallstruktur bezeichnet
werden, wenngleich sich ein dreieckiges Loch in der zweiten Siliciumcarbidschicht
54 bilden kann, wenn die (111)-Hauptfläche des Siliciumsubstrats 46 verwendet wird.
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Bei der oben beschriebenen Stufe 2 besteht die Möglichkeit, daß sich
eine dünne polykristalline Siliciumcarbidschicht auf der hinteren Oberfläche des
Siliciumsubstrats 46 bildet. Die in dieser Weise gebildete dünne polykristalline
Siliciumcarbidschicht kann das Wachstum der zweiten Siliciumcarbidschicht 54 auf
der Impfkristallschicht 48 in der Stufe 3 beeinflussen.
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Demzufolge sollte erforderlichenfalls die oben erwähnte dünne polykristalline
Siliciumcarbidschicht, beispielsweise mit Hilfe eines Läppverfahrens, entfernt werden,
bevor die Stufe 3 durchgeführt wird.
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Die Figuren 11(A) bis 11(D) verdeutlichen die Herstellung des Siliciumcarbidsubstrats
gemäß einer siebten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei entsprechen
die angegebenen Bezugs ziffern denen, die in den Figuren 9(A) bis 9(C) angegeben
sind.
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Beispiel 8 Figuren 11(A) bis 11(D) Man bildet mit Hilfe der Stufen
1 bis 3, die unter Bezugnahme auf die Figuren 9(A) bis 9(C) beschrieben wurden,
eine zweite Siliciumcarbidschicht 54 auf der Siliciumcarbidimpfkristallschicht 48,
wie es in der Figur 11(C) dargestellt ist.
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4. Dann steigert man die Zufuhr der elektrischen Energie der Spule
32 weiter, um die heizbare Unterlage 28 auf etwa 1700 "C zu erhitzen. Man vermindert
den Druck in dem Reaktionsgefäß 26 auf etwa 133 mbar (100 torr), was zur Folge hat,
daß das geschmolzene Silicium 52 nach und nach verdampft. Währenddem man das Reaktionsgefäß
26 bei etwa 133 mbar (100 torr) hält,
führt man eine Gasmischung
der nachstehenden Zusammensetzung ein: SiH2Cl 2: 0,1 Ncm3/min C3H8 : 0,1 Ncm3/min
H2 : 100 Ncm3/min In dieser Weise bildet man unter Anwendung des chemischen Aufdampfverfahrens
eine dritte Siliciumcarbidschicht 74 auf der zweiten Siliciumcarbidschicht 54, wie
es in der Figur 11cd) dargestellt ist.
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Nach einer Behandlungsdauer von 100 Minuten erhält man eine dritte
Siliciumcarbidschicht 74 mit einer Dicke von 50 ßm.
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Durch Anwendung der oben beschriebenen Maßnahme der vierten Stufe
kann man die Siliciumcarbidschicht verdicken und kann weiterhin das dreieckige Loch
zum Verschwinden bringen, das unter Bezugnahme auf die Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens diskutiert wurde, die anhand der Figuren 9(A) bis 9(D) erläutert wurde.
Da die Stufen 3 und 4, die in den Figuren 11(C) und 11(D) dargestellt sind, kontinuierlich
durchgeführt werden können, ist die anhand der Figuren 11(A) bis 11(D) dargestellte
erfindungsgemäße Verfahrensweise besonders wirksam.
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Wie bereits unter Bezugnahme auf die verschiedenen Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben, muß die Siliciumcarbidimpfkristallschicht
48 nicht notwendigerweise eine Einkristallstruktur besitzen. Sie kann auch eine
polykristalline Struktur aufweisen, die Kristallkörnchen umfaßt, die in einer vorbestimmten
Richtung gut orientiert sind, wobei diese Richtung
durch die Orientierung
des Siliciumsubstrats 46 bestimmt wird. Die in dieser Weise gut ausgerichteten Kristallkörnchen,
die bei der Stufe des epitaxialen Wachstums aus der flüssigen Phase mit dem geschmolzenen
Silicium in Kontakt kommen, stellen die Bildung der zweiten Siliciumcarbid-Einkristallschicht
54 sicher.