Anfangswachstumsstadien der epitaktischen Schichten aus Molekülströmen

Abstract

Die bekannten Verfahren zur Gewinnung perfekter Halbleiter-Einkristallschichten basieren auf der Gasphasenabscheidung unter den Bedingungen des Höchstvakuums. Die Erzeugung des Höchstvakuums ist jedoch mit bestimmten technischen Schwierigkeiten verbunden. Deshalb ist es interessant zu klären, unter welchen Bedingungen die Herstellung von hochwertigen Schichten in einem Vakuum von 1,3 x 10 hoch-4 Pa möglich ist. Im Anfangsstadium der epitaktischen Abscheidung bildet sich zwischen Substrat und Epitaxieschicht eine Oberflächenschicht, die über strukturelle und elektrophysikalische Eigenschaften verfügt, die sich sowohl von den Eigenschaften der Epitaxieschicht als auch des Substrats unterscheiden. Mit der Untersuchung des Epitaxieprozesses muß die Suche nach Herstellungsverfahren für besonders dünne (1 mikro m und weniger) homogene Halbleiterschichten mit ausreichenden Eigenschaften für die Herstellung von mikroelektronischen Bauelementen einhergehen. Ob es möglich ist, qualitativ hochwertige Epitaxieschichten herzustellen, wird im hohen Maße durch eine effektive Reinigung der Oberfläche des Halbleitersubstrats unmittelbar vor Beginn des Wachstumsprozesses bestimmt. Unter Berücksichtigung des oben Gesagten wurden von uns die Anfangswachstumsstadien und die Kristallisationsmechanismen besonders dünner Siliziumschichten im Vakuum in Abhängigkeit von der unterschiedlichen Bearbeitung der Substratoberfläche untersucht. Dargestellt werden die Ergebnisse der elektronenmikroskopischen Strukturuntersuchungen und des RHEED-ex-situ-Verfahrens.