WO2013131804A1 - Semiconductor element with an oriented layer and method for the production thereof - Google Patents

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WO2013131804A1
WO2013131804A1 PCT/EP2013/054056 EP2013054056W WO2013131804A1 WO 2013131804 A1 WO2013131804 A1 WO 2013131804A1 EP 2013054056 W EP2013054056 W EP 2013054056W WO 2013131804 A1 WO2013131804 A1 WO 2013131804A1
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Lutz Kirste
Volker Cimalla
Rolf Aidam
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Fraunhofer Gesellschaft Zur Förderung Der Angew. Forschung E.V.
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C14/02Pretreatment of the material to be coated
    • C23C14/024Deposition of sublayers, e.g. to promote adhesion of the coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/04Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B23/00Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • C30B23/02Epitaxial-layer growth
    • C30B23/025Epitaxial-layer growth characterised by the substrate

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an oriented layer on a substrate, wherein the layer contains or consists of at least one compound semiconductor with wurtzite structure. Layers of the entrance
  • silicon For example, sapphire, silicon or silicon carbide may be used as the substrate.
  • silicon is advantageous since this large area
  • a silicon substrate in turn may again contain semiconducting component structures, for example in the form of CMOS devices.
  • CMOS devices for example in the form of CMOS devices.
  • a monolithic integrated circuit may include both silicon-based devices and wurtzite-based compound semiconductor devices.
  • Substrate has no flat surface. As a result, the subsequent processing and / or the function of the semiconducting components can be hindered or prevented.
  • US 6,692,568 B2 proposes to deposit a buffer layer of a group III nitride by means of reactive ion sputtering at a substrate temperature up to 1200 ° C.
  • the method known from the prior art has the disadvantage that the crystal quality of such layers is lower than the quality-oriented layers, which can be achieved by metalorganic vapor phase epitaxy, molecular beam epitaxy or organometallic chemical vapor deposition at higher substrate temperature.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a method for producing an oriented layer, which contains at least one compound semiconductor with wurtzite structure and which has a good crystal quality. Furthermore, the method is intended to provide a planar substrate with the layer deposited thereon.
  • the object is achieved by a method according to claim 1 and a component according to claim 14.
  • the substrates mentioned may have dopants to a predetermined electrical conductivity or
  • the substrates may additionally have unavoidable impurities, for example, hydrogen, carbon or oxygen.
  • a substrate which contains or consists of silicon may moreover have a lateral structuring and / or a deep structuring, so that electronic components are realized on the substrate at least on a partial surface. These components may, for example, bipolar transistors, field effect transistors, resistors, capacitors or
  • the structuring of the substrate can be achieved by metallizations and / or doped spatial regions or surface regions, which are obtainable in a manner known per se by masking, etching and processing of the substrate, for example in a CMOS process.
  • the substrate may be a monocrystalline substrate, ie the substrate has at least one, but usually a plurality of monocrystalline domains or regions which are separated from one another by grain boundaries. Individual domains or regions may be oriented to each other.
  • the layer to be deposited contains at least one compound semiconductor with wurtzite structure.
  • the compound semiconductor with wurtzite structure may belong to the crystal class dihexagonal-pyramidal and have a hexagonal crystal system.
  • the layer to be deposited should have an orientation with respect to the substrate surface, ie the crystal direction of the substrate and the essential crystal direction of the oriented layer have a fixed angular relationship to one another.
  • the layer may serve as a raw material for fabricating electronic devices by patterning the layer.
  • the layer may be a buffer layer, which serves for adaptation of the lattice constants and / or for electrical insulation between the substrate and the electronic components.
  • the compound semiconductor may include or consist of a compound of at least one element of the first main group of the periodic table and at least one element of the seventh main group of the periodic table.
  • the compound semiconductor may include or consist of AgI.
  • the compound semiconductor may be a compound of at least one element of the second main group of
  • the compound semiconductor may include or consist of ZnO and / or CdSe and / or CdS.
  • the compound semiconductor may contain or consist of a compound of at least one element of the third main group of the periodic table and at least one element of the fifth main group of the periodic table.
  • the compound semiconductor may comprise at least one element of III. Main group of the periodic table and contain nitrogen.
  • the layer to be deposited may be a binary, ternary or quaternary nitride compound.
  • the layer may contain or consist of aluminum nitride, gallium nitride or aluminum gallium nitride.
  • the oriented layer can in
  • Angular relationship of the crystal directions is not constant over the entire surface of the substrate, but deviates by a predetermined amount. For example, the
  • Crystal directions vary by a value of +/- 2 °, +/- 1 ° or +/- 0.5 °.
  • the substrate produced according to the invention should be substantially planar.
  • curvature is less than 20 km “1 , less than 30 km “ 1 or less than 50 km “1 , which makes further processing easier or only possible.
  • the oriented layer produced according to the invention may have a thickness of more than 1 ⁇ , more than 2 ⁇ or more than 5 ⁇ .
  • the oriented layer which as starting material for the production of electronic components based on Group III nitrides or serve as a buffer layer, first deposited in a first process step, a nucleation layer using MBE and / or MOCVD and / or MOVPE.
  • the oriented layer can then be deposited on the nucleation layer by means of a PVD method.
  • the proposed method combines the advantages of PVD processes, namely low growth temperatures, rapid layer growth and simple process control without ultra-high vacuum system with the advantages of the epitaxial processes, which a high-quality, epitaxial
  • the proposed nucleation layer may be in some
  • Embodiments have a thickness of about 3 nm to about 50 nm or a thickness of about 5 nm to about 20 nm.
  • the nucleation layer is produced in a manner known per se by means of molecular beam epitaxy, organometallic chemical vapor deposition or organometallic vapor phase epitaxy.
  • the substrate is cooled from the growth temperature of the nucleation layer to room temperature, however, no or only low mechanical stresses are induced in the substrate, since the nucleation layer has only a small thickness.
  • the nucleation layer need not be fully applied, but may adhere to the substrate surface in the form of discrete islands.
  • the said epitaxy methods make it possible to provide a nucleation layer whose crystal structure is based on the crystal structure of the underlying substrate. This will be a fixed
  • a PVD process proceeds at a lower temperature, which results in less mobility of the deposited atoms on the surface and the kinetic energy of the ions or atoms impinging on the surface is considerably larger, a PVD process proposed according to the invention does not result in complete surprise to a mixing of the material of the oriented layer with the substrate material and also not to a destruction of the nucleation layer. Rather, it was first recognized that the epitaxial nucleation layer can serve as a seed for an oriented growth of a PVD layer.
  • PVD methods may be selected from reactive magnetron sputtering and / or laser deposition and / or thermal
  • magnetron sputtering can at least one
  • Main group are provided as a solid, which is atomized by impinging inert and / or active gas ions. Nitrogen can be supplied in this case from the gas phase, so that the desired
  • a target material can be vaporized by high-energy, usually pulsed laser radiation.
  • a metal or alloy may be heated by resistance heating or electron impact heating to the extent that the material evaporates.
  • the substrate with the nucleation layer arranged thereon is arranged so that the evaporating atoms, ions or clusters are deposited on the surface of the substrate and provide there the desired layer.
  • the PVD methods mentioned here have the advantage that the substrate temperature can be chosen considerably lower than in the case of the epitaxial method used in the first method step. Furthermore, the growth rate can be increased, so that the oriented layer can be deposited in a shorter time. Due to the lower temperature induced by different thermal expansion coefficients mechanical stresses are reduced, so that a curvature of the substrate can be reduced.
  • Temperature of the substrate in the second process step be less than 400 ° C, less than 300 ° C, less than 100 ° C or less than 50 ° C. In the stated temperature range, on the one hand, the growth of an oriented layer with good crystal quality is possible. On the other hand, the temperature is chosen so low that mechanical stresses on cooling of the substrate at the end of the growth step are largely avoided or remain controllable.
  • the temperature of the substrate in the first process step may be greater than 600 ° C, greater than 800 ° C, or greater than 900 ° C.
  • the mobility of the atoms adsorbed on the surface of the substrate is sufficiently high that they condense by hopping processes in the desired crystal structure.
  • this may be a hexagonal crystal structure.
  • the oriented layer may have a thickness of about 100 nm to about 10 ⁇ or from about 300 nm to about 5 ⁇ . Oriented layers of this thickness on the one hand have good electrical insulation values in order to ensure a decoupling of the electronic components from the substrate. Furthermore, in some embodiments, in some
  • Embodiments of the invention after the preparation of the oriented layer the substrate are removed,
  • Layer thicknesses are avoided a negative influence of the crystal structure of the substrate on the structure of a deposited on the oriented layer device structure.
  • the method has the additional step of placing the substrate in one to temper the oxidizing atmosphere.
  • the temperature may be more than 500 ° C or more than 700 ° C.
  • a deposited Group III nitride can be oxidized to an oxynitride.
  • Such an oxynitride may have improved electrical or electronic properties, have a different crystal structure or allow for improved isolation or dielectric numbers.
  • the first method step may be performed in a first vacuum chamber and the second method step in a second vacuum chamber.
  • the transfer of the substrate from the first vacuum chamber to the second vacuum chamber may be in air. According to the invention, it has been recognized that the surfaces are not impaired by this or existing impairments can be removed again by a simple cleaning step in the second vacuum chamber. This further simplifies the proposed method.
  • FIG. 1 shows a section through a substrate according to the invention with the oriented layer arranged thereon.
  • FIG. 2 shows a flowchart of the invention
  • FIG. 3 shows data from an X-ray structural analysis of an oriented material produced according to the invention
  • FIG. 4 shows a pole figure of the nucleation layer.
  • FIG. 5 shows a pole piece of the oriented layer.
  • FIG. 6 shows a measuring device with which the data according to FIGS. 3 to 5 can be obtained.
  • FIG. 1 shows a section through a substrate 10 with an oriented layer 12 arranged thereon.
  • the substrate may, for example, contain or consist of silicon.
  • the substrate 10 may contain a dopant to adjust a predetermined electrical conductivity.
  • the substrate 10 may be a single crystal, for example, a conventional wafer used in microelectronics.
  • the substrate 10 may have a thickness of 50 ⁇ to 1 mm.
  • the diameter of the substrate may be about 10 cm to about 30 cm.
  • the nucleation layer 11 On the surface 101 of the substrate 10, a nucleation layer 11 is first deposited.
  • the nucleation layer 11 may have a thickness of from about 3 nm to about 50 nm, or from about 5 nm to about 20 nm.
  • the nucleation layer 11 may contain or form a group III nitride
  • the nucleation layer 11 may include aluminum nitride, gallium nitride, or aluminum gallium nitride.
  • the nucleation layer 11 may, as shown in Figure 1, be applied over the entire surface or in the form of individual islands with
  • intervening interruptions may be formed on the surface 101.
  • the nucleation layer 11 is obtained by a per se known epitaxial process, for example MBE, MOVPE or MOCVD.
  • the nucleation layer may be deposited at a temperature greater than 800 ° C or greater than 900 ° C.
  • the oriented layer 12 by means of physical vapor deposition (PVD)
  • the oriented layer 12 may be deposited by sputtering, thermal evaporation or laser deposition.
  • the oriented layer 12 usually contains the same material as the nucleation layer 11. In some embodiments of the invention, however, a different material system may be used.
  • Epitaxievons oriented on the surface 101 of the substrate 10 grows, even when deposited by means of a PVD process is maintained. In this way, an oriented layer can be higher with a sputtering technique
  • Crystal quality By way of example, the coating of architectural glass with a thermal barrier coating is mentioned.
  • Such layers are typically unoriented, i. the layer is either polycrystalline or has monocrystalline regions which, however, are tilted relative to adjacent regions and relative to the substrate. These layers are therefore not useful for microelectronic applications.
  • the substrate 10 is inserted into the vacuum of an epitaxy system. funneled. Previously, the surface can be roughly cleaned, for example, in an ultrasonic bath and / or by rinsing with various solvents and / or deionized water. Within the vacuum of the epitaxial system, the substrate 10 may be subjected to further purification,
  • etching for example by ion etching or sputtering.
  • method step 52 MBE and / or MOCVD
  • Epitaxy a nucleation layer deposited on the surface 101.
  • the nucleation layer may be monocrystalline. At least the nucleation layer is oriented deposited on the surface 101 such that the crystal direction of the nucleation layer is in a fixed angular relationship to the crystal orientation of the substrate 10.
  • the nucleation layer may have a thickness of about 3 nm to about 50 nm. Typically, the nucleation layer is deposited at a temperature greater than 600 ° C, greater than 800 ° C, or greater than 900 ° C. In one embodiment, the nucleation layer contains AlN and is deposited from two molecular beams containing or consisting of aluminum and nitrogen.
  • substrate 10 is cooled to room temperature and removed from the ultrahigh vacuum of the epitaxy system. Now a transfer to a sputtering system takes place in which the PVD coating is carried out.
  • the transfer can be carried out under protective gas or in a vacuum. In some embodiments of the invention, the transfer may also be performed without special precautions.
  • the substrate is introduced into the vacuum of a sputtering system. Thereafter, the substrate can be cleaned by thermal desorption or plasma cleaning of adherent adsorbates to remove adhering contaminants from the previous process step.
  • the oriented layer is deposited in an active gas sputtering process.
  • an oriented layer was used, which was deposited with the following parameters:
  • Substrate bias voltage -100 volts
  • the oriented aluminum nitride layer can directly as a substantially closed layer
  • Embodiments of the invention may produce the oriented layer 12 with a defect density of less than 10 9 cm -3 .
  • Substrate can be arranged and the oriented layer or the aluminum nitride layer can directly on the
  • Nucleation layer can be arranged. By the low Temperature in the production of the oriented layer, the substrate with the layer is largely stress-free.
  • the layer properties are explained in more detail below with reference to FIGS. 3 to 5.
  • the measurements were carried out by means of an X-ray diffraction system, which is shown schematically in FIG. As can be seen from FIG. 6, the measuring device comprises an X-ray source 60.
  • the X-ray source 60 comprises an X-ray source 60.
  • X-ray source 60 generates characteristic X-ray radiation and X-ray Bremsstrahlung by braking an electron beam on a copper target.
  • the X-ray beam 61 emerging from the X-ray source 60 is monochromatized by means of an optional monochromator 62.
  • the CuK a line of the characteristic X-ray was used for analysis.
  • the monochromatized X-radiation strikes the sample 65, in the present example the substrate 10 with the nucleation layer 11 and / or the oriented layer 12 arranged thereon.
  • the sample 65 can be goniometered about three axes
  • the X-ray radiation reflected by the sample 65 is detected in the detector 62.
  • a detector a semiconductor counter
  • a germanium detector or a counter tube can be used.
  • FIG. 3 shows the measured intensity of the X-radiation in the detector 62 on the ordinate and the angle 2 ⁇ (the axis of rotation CO) on the abscissa. The measurements were carried out at constant angles ⁇ and ⁇ . As FIG. 3 shows, three scattering angles of the silicon substrate with [111] orientation can be detected.
  • FIG. 3 shows three measuring signals, which are three of the six orientations of the hexagonal crystallizing
  • Aluminum nitrides can be assigned.
  • FIG. 4 shows a pole figure of the nucleation layer. This means that the sample 65 contains only the substrate 10 and the nucleation layer 11 deposited thereon.
  • the pole figure is produced by varying the angles ⁇ and ⁇ .
  • the angle ⁇ varies from 0 to 90 °, with different angles ⁇ being plotted as concentric circles.
  • the intensity of the X-ray radiation detected in the detector 62 is coded in the form of different gray levels.
  • Clearly recognizable is the hexagonal structure of the epitaxially deposited
  • FIG. 5 shows the same measurement as FIG. 4, wherein the sample 65 proposed according to the invention
  • Layer system comprises, namely the substrate 10 with the
  • Figure 5 instead of the six discrete maxima an annular signal with continuous distribution of the angle ⁇ be recognizable. Obviously, however, it is possible with the method according to the invention to deposit layers of high quality, which is suitable as a base material for microelectronic building elements.

Abstract

The invention relates to a method (50) for producing an oriented layer (12) on a substrate (10), the layer (12) containing or consisting of at least one connecting semiconductor with a wurtzite structure, a nucleation layer (11) being deposited on the substrate (10) during a first method step (52) by means of MBE and/or MOCVD and/or MOVPE and the oriented layer (12) being deposited in a subsequent second method step (55) by means of a PVD process. The invention further relates to a semiconductor element comprising a substrate (10) and an oriented layer (12) that contains or consists of at least one connecting semiconductor with a wurtzite structure, a nucleation layer (11) being arranged between the substrate (10) and the oriented layer (12) and being approximately 5nm to 20nm thick.

Description

Halbleiterbauelement mit einer orientierten Schicht und Verfahren zu seiner Herstellung  Semiconductor device having an oriented layer and method of making the same
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer orientierten Schicht auf einem Substrat, wobei die Schicht zumindest einen Verbindungshalbleiter mit Wurtzit-Struktur enthält oder daraus besteht . Schichten der eingangs The invention relates to a method for producing an oriented layer on a substrate, wherein the layer contains or consists of at least one compound semiconductor with wurtzite structure. Layers of the entrance
genannten Art können als Teil einer halbleitenden Bauelementstruktur verwendet werden. mentioned type can be used as part of a semiconducting device structure.
Aus der Praxis ist bekannt, halbleitende elektronische Bauelementstrukturen aus binären, ternären und/oder quaternären Verbindungen herzustellen, welche in Wurtzit-Struktur kristallisieren. Diese Verbindungen werden nachfolgend zusammenfassend als Verbindungshalbleiter mit Wurtzit- Struktur bezeichnet . Solche halbleitenden Bauelemente benötigen zumindest während einiger Herstellungsschritte ein unterliegendes Substrat, welches die mechanische Stabilität der halbleitenden Bauelementstruktur sicherstellt. It is known from practice to produce semiconducting electronic component structures from binary, ternary and / or quaternary compounds which crystallize in wurtzite structure. These compounds are collectively referred to below as compound semiconductor with wurtzite structure. Such semiconductive devices require at least during some manufacturing steps an underlying substrate, which ensures the mechanical stability of the semiconductive component structure.
Beispielsweise kann als Substrat Saphir, Silicium oder Siliciumcarbid verwendet werden. Insbesondere die Verwendung von Silicium ist vorteilhaft, da dieses großflächig For example, sapphire, silicon or silicon carbide may be used as the substrate. In particular, the use of silicon is advantageous since this large area
kostengünstig erhältlich und weit verbreitet ist. Weiterhin kann ein solches Siliciumsubstrat seinerseits wieder halbleitende Bauelementstrukturen enthalten, beispielsweise in Form von CMOS-Bauelementen . Auf diese Weise kann ein monolithisch integrierter Schaltkreis sowohl Bauelemente auf der Basis von Silicium als auch Bauelemente auf der Basis von Verbindungshalbleitern mit Wurtzit-Struktur enthalten. inexpensive and widely available. Furthermore, such a silicon substrate in turn may again contain semiconducting component structures, for example in the form of CMOS devices. In this way, a monolithic integrated circuit may include both silicon-based devices and wurtzite-based compound semiconductor devices.
Um die unterschiedlichen Gitterkonstanten des Substrates einerseits und der Verbindungshalbleiter mit Wurtzit-Struktur andererseits auszugleichen, ist bekannt, eine Pufferschicht aus Aluminiumnitrid oder Galliumnitrid auf dem To compensate for the different lattice constants of the substrate on the one hand and the compound semiconductor with wurtzite structure on the other hand, it is known that a buffer layer of aluminum nitride or gallium nitride on the
Substrat abzuscheiden und die halbleitenden Bauelementstrukturen auf dieser Pufferschicht anzuordnen. Allerdings weist das Substrat und die Pufferschicht unterschiedliche Deposit substrate and arrange the semiconducting device structures on this buffer layer. However, the substrate and the buffer layer have different
thermische Ausdehnungskoeffizienten auf, so dass eine heteroepitaktisch abgeschiedene Schicht eines Verbindungs- halbleiters mit Wurtzit-Struktur auf einem Substrat zu großen mechanischen Spannungen führt . Diese können zur thermal expansion coefficients, so that a heteroepitactically deposited layer of a compound semiconductor with wurtzite structure on a substrate leads to high mechanical stresses. These can be used for
Bildung von Rissen und Defekten oder zu einer temperaturabhängigen Krümmung des Substrates führen, so dass das Formation of cracks and defects or lead to a temperature-dependent curvature of the substrate, so that the
Substrat keine plane Oberfläche aufweist. Hierdurch kann die nachfolgende Bearbeitung und/oder die Funktion der halbleitenden Bauelemente erschwert oder verhindert werden. Substrate has no flat surface. As a result, the subsequent processing and / or the function of the semiconducting components can be hindered or prevented.
Zur Lösung dieses Problems schlägt die US 6,692,568 B2 vor, eine Pufferschicht aus einem Gruppe- III -Nitrid mittels reaktivem Ionensputtern bei einer Substrattemperatur bis 1200°C abzuscheiden. To solve this problem, US 6,692,568 B2 proposes to deposit a buffer layer of a group III nitride by means of reactive ion sputtering at a substrate temperature up to 1200 ° C.
Das aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, dass die Kristallqualität solcher Schichten geringer ist als die Qualität orientierter Schichten, welche mittels metallorganischer Gasphasenepitaxie, Molekularstrahlepitaxie oder metallorganischer chemischer Gasphasenabscheidung bei höherer Substrattemperatur erzielt werden kann. However, the method known from the prior art has the disadvantage that the crystal quality of such layers is lower than the quality-oriented layers, which can be achieved by metalorganic vapor phase epitaxy, molecular beam epitaxy or organometallic chemical vapor deposition at higher substrate temperature.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer orientierten Schicht anzugeben, welche zumindest einen Verbindungshalbleiter mit Wurtzit- Struktur enthält und welche eine gute Kristallqualität aufweist. Weiterhin soll das Verfahren ein planes Substrat mit der darauf abgeschiedenen Schicht bereitstellen. The invention is therefore based on the object of specifying a method for producing an oriented layer, which contains at least one compound semiconductor with wurtzite structure and which has a good crystal quality. Furthermore, the method is intended to provide a planar substrate with the layer deposited thereon.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie ein Bauelement gemäß Anspruch 14 gelöst . The object is achieved by a method according to claim 1 and a component according to claim 14.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, ein Substrat zu verwenden, welches Saphir, Siliciumcarbid oder Silicium enthält. Daneben können die genannten Substrate Dotierstoffe aufwiesen, um eine vorgebbare elektrische Leitfähigkeit oder According to the invention, it is proposed to use a substrate containing sapphire, silicon carbide or silicon. In addition, the substrates mentioned may have dopants to a predetermined electrical conductivity or
Gitterkonstante aufzuweisen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die Substrate daneben unvermeidbare Verunreinigungen aufweisen, beispielsweise Wasserstoff, Kohlenstoff oder Sauerstoff. Ein Substrat, welches Silicium enthält oder daraus besteht, kann darüber hinaus eine laterale Strukturierung und/oder eine Tiefenstrukturierung aufweisen, so dass auf dem Substrat zumindest auf einer Teilfläche elektronische Bauelemente realisiert sind. Diese Bauelemente können beispielsweise Bipolartransistoren, Feldeffekttransistoren, Widerstände, Kapazitäten oder Have lattice constant. In some embodiments of the invention, the substrates may additionally have unavoidable impurities, for example, hydrogen, carbon or oxygen. A substrate which contains or consists of silicon may moreover have a lateral structuring and / or a deep structuring, so that electronic components are realized on the substrate at least on a partial surface. These components may, for example, bipolar transistors, field effect transistors, resistors, capacitors or
Leiterbahnen oder daraus zusammengesetzte komplexere elektronische Schaltungen aufweisen. Die Strukturierung des Substrates kann durch Metallisierungen und/oder dotierte Raumbereiche bzw. Flächenbereiche erzielt werden, welche in an sich bekannter Weise durch Maskieren, Ätzen und Bearbeiten des Substrates erhältlich sind, beispielsweise in einem CMOS-Prozess . Have printed conductors or more complex electronic circuits composed thereof. The structuring of the substrate can be achieved by metallizations and / or doped spatial regions or surface regions, which are obtainable in a manner known per se by masking, etching and processing of the substrate, for example in a CMOS process.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Substrat ein einkristallines Substrat sein, d.h. das Substrat weist zumindest eine, meist aber eine Mehrzahl monokristalliner Domänen oder Bereiche auf, welche durch Korngrenzen voneinander getrennt sind. Einzelne Domänen oder Bereiche können zueinander orientiert sein. Die abzuscheidende Schicht enthält zumindest einen Verbindungshalbleiter mit Wurtzit-Struktur . Der Verbindungshalbleiter mit Wurtzit-Struktur kann dabei der Kristallklasse dihexagonal -pyramidal angehören und ein hexagonales Kristallsystem aufweisen. Die abzuscheidende Schicht soll bezüglich der Substratoberfläche eine Orientierung aufweisen, d.h. die Kristallrichtung des Substrates und die wesentliche Kristallrichtung der orientierten Schicht weisen eine feste Winkelbeziehung zueinander auf. Die Schicht kann als Ausgangsmaterial zur Herstellung elektronischer Bauelemente durch Strukturieren der Schicht dienen. In anderen Ausfuhrungsformen der Erfindung kann die Schicht eine Pufferschicht sein, welche zur Anpassung der Gitterkonstanten und/oder zur elektrischen Isolation zwischen dem Substrat und den elektronischen Bauelementen dient . In some embodiments of the invention, the substrate may be a monocrystalline substrate, ie the substrate has at least one, but usually a plurality of monocrystalline domains or regions which are separated from one another by grain boundaries. Individual domains or regions may be oriented to each other. The layer to be deposited contains at least one compound semiconductor with wurtzite structure. The compound semiconductor with wurtzite structure may belong to the crystal class dihexagonal-pyramidal and have a hexagonal crystal system. The layer to be deposited should have an orientation with respect to the substrate surface, ie the crystal direction of the substrate and the essential crystal direction of the oriented layer have a fixed angular relationship to one another. The layer may serve as a raw material for fabricating electronic devices by patterning the layer. In other embodiments of the invention, the layer may be a buffer layer, which serves for adaptation of the lattice constants and / or for electrical insulation between the substrate and the electronic components.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Verbindungshalbleiter eine Verbindung aus zumindest einem Element der ersten Hauptgruppe des Periodensystems und zumindest einem Element der siebten Hauptgruppe des Periodensystems enthalten oder daraus bestehen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Verbindungshalbleiter AgI enthalten oder daraus bestehen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Verbindungshalbleiter eine Verbindung aus zumindest einem Element der zweiten Hauptgruppe des In some embodiments of the invention, the compound semiconductor may include or consist of a compound of at least one element of the first main group of the periodic table and at least one element of the seventh main group of the periodic table. In some embodiments of the invention, the compound semiconductor may include or consist of AgI. In some embodiments of the invention, the compound semiconductor may be a compound of at least one element of the second main group of
Periodensystems und zumindest einem Element der sechsten Hauptgruppe des Periodensystems enthalten oder daraus bestehen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Verbindungshalbleiter ZnO und/oder CdSe und/oder CdS enthalten oder daraus bestehen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Verbindungshalbleiter eine Verbindung aus zumindest einem Element der dritten Hauptgruppe des Periodensystems und zumindest einem Element der fünften Hauptgruppe des Periodensystems enthalten oder daraus bestehen . In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Verbindungshalbleiter zumindest ein Element der III. Hauptgruppe des Periodensystems und Stickstoff enthalten. Somit kann es sich bei der abzuscheidenden Schicht um eine binäre, ternäre oder quaternäre Nitridverbindung handeln. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Schicht Aluminiumnitrid, Galliumnitrid oder Aluminiumgalliumnitrid enthalten oder daraus bestehen. Die orientierte Schicht kann im Periodic table and at least one element of the sixth main group of the periodic table or consist thereof. In some embodiments of the invention, the compound semiconductor may include or consist of ZnO and / or CdSe and / or CdS. In some embodiments of the invention, the compound semiconductor may contain or consist of a compound of at least one element of the third main group of the periodic table and at least one element of the fifth main group of the periodic table. In some embodiments of the invention, the compound semiconductor may comprise at least one element of III. Main group of the periodic table and contain nitrogen. Thus, the layer to be deposited may be a binary, ternary or quaternary nitride compound. In some embodiments of the invention, the layer may contain or consist of aluminum nitride, gallium nitride or aluminum gallium nitride. The oriented layer can in
Wesentlichen geschlossen sein, d.h. es handelt sich nicht um einzelne Inseln, Säulen oder Domänen, sondern um defektarmes Halbleitermaterial, welches zur Herstellung von elektronischen Bauelementen geeignet ist . Be substantially closed, i. they are not individual islands, columns or domains, but low-defect semiconductor material which is suitable for the production of electronic components.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die In some embodiments of the invention, the
orientierte Schicht einkristalline Domänen bzw. Bereiche aufweisen, welche durch Korngrenzen voneinander getrennt sind. Von einer Orientierung im Sinne der vorliegenden oriented layer monocrystalline domains or areas which are separated by grain boundaries. From an orientation within the meaning of the present
Erfindung soll auch dann ausgegangen werden, wenn die Invention should also be assumed if the
Winkelbeziehung der Kristallrichtungen nicht über die gesamte Fläche des Substrates konstant ist, sondern um einen vorgebbaren Betrag abweicht. Beispielsweise können die Angular relationship of the crystal directions is not constant over the entire surface of the substrate, but deviates by a predetermined amount. For example, the
Kristallrichtungen um einen Wert von +/- 2°, +/- 1° oder +/- 0,5° schwanken. Crystal directions vary by a value of +/- 2 °, +/- 1 ° or +/- 0.5 °.
Weiterhin soll das erfindungsgemäß hergestellte Substrat im Wesentlichen eben sein. Für die Zwecke der Erfindung Furthermore, the substrate produced according to the invention should be substantially planar. For the purposes of the invention
bedeutet dies, dass die Krümmung weniger als 20 km"1, weniger als 30 km"1 oder weniger als 50 km"1 beträgt. Hierdurch wird die Weiterverarbeitung erleichtert oder erst ermöglicht. this means that the curvature is less than 20 km "1 , less than 30 km " 1 or less than 50 km "1 , which makes further processing easier or only possible.
Die erfindungsgemäß hergestellte orientierte Schicht kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung eine Dicke von mehr als 1 μπι, mehr als 2 μπι oder mehr als 5 μπι aufweisen. In some embodiments of the invention, the oriented layer produced according to the invention may have a thickness of more than 1 μπι, more than 2 μπι or more than 5 μπι.
Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, zur Abscheidung der orientierten Schicht, welche als Ausgangsmaterial für die Herstellung elektronischer Bauelemente auf der Basis von Gruppe- III -Nitriden oder als Pufferschicht dienen kann, zunächst in einem ersten Verfahrensschritt eine Nukleationsschicht mittels MBE und/oder MOCVD und/oder MOVPE abzuscheiden. In einem nachfolgenden zweiten Verfahrensschritt kann dann die orientierte Schicht auf der Nukleationsschicht mittels eines PVD-Verfahrens abgeschieden werden. Das vorgeschlagene Verfahren vereint die Vorteile der PVD-Verfahren, nämliche geringe Wachstumstemperaturen, rasches Schichtwachstum und einfache Verfahrensführung ohne Ultrahochvakuum-System mit den Vorteilen der Epitaxieverfahren, welche eine qualitativ hochwertige, epitaktische bzw. According to the invention, it is now proposed for the deposition of the oriented layer, which as starting material for the production of electronic components based on Group III nitrides or serve as a buffer layer, first deposited in a first process step, a nucleation layer using MBE and / or MOCVD and / or MOVPE. In a subsequent second method step, the oriented layer can then be deposited on the nucleation layer by means of a PVD method. The proposed method combines the advantages of PVD processes, namely low growth temperatures, rapid layer growth and simple process control without ultra-high vacuum system with the advantages of the epitaxial processes, which a high-quality, epitaxial
heteroepitaktische Schicht bereitstellen können. can provide heteroepitaxial layer.
Die vorgeschlagene Nukleationsschicht kann in einigen The proposed nucleation layer may be in some
Ausführungsformen eine Dicke von etwa 3 nm bis etwa 50 nm oder eine Dicke von etwa 5 nm bis etwa 20 nm aufweisen. Die Nukleationsschicht wird in an sich bekannter Weise mittels Molekularstrahlepitaxie, metallorganischer chemischer Gas- phasenabscheidung oder metallorganischer Gasphasenepitaxie erzeugt . Beim Abkühlen des Substrates von der Wachstumstemperatur der Nukleationsschicht auf Raumtemperatur werden jedoch keine oder nur geringe mechanische Spannungen in das Substrat induziert, da die Nukleationsschicht nur eine geringe Dicke aufweist. In einigen Ausführungsformen der Erfindung muss die Nukleationsschicht nicht vollflächig aufgebracht sein, sondern kann in Form einzelner Inseln auf der Substratoberfläche haften. Die genannten Epitaxieverfahren erlauben es, eine Nukleationsschicht bereitzustellen, deren Kristallstruktur sich an die Kristallstruktur des darunter liegenden Substrates anlehnt. Dadurch wird eine feste Embodiments have a thickness of about 3 nm to about 50 nm or a thickness of about 5 nm to about 20 nm. The nucleation layer is produced in a manner known per se by means of molecular beam epitaxy, organometallic chemical vapor deposition or organometallic vapor phase epitaxy. When the substrate is cooled from the growth temperature of the nucleation layer to room temperature, however, no or only low mechanical stresses are induced in the substrate, since the nucleation layer has only a small thickness. In some embodiments of the invention, the nucleation layer need not be fully applied, but may adhere to the substrate surface in the form of discrete islands. The said epitaxy methods make it possible to provide a nucleation layer whose crystal structure is based on the crystal structure of the underlying substrate. This will be a fixed
Winkelbeziehung zwischen der Kristallrichtung des einkristallinen Substrates und der Kristallrichtung der hetero- epitaktischen Schicht ermöglicht. Angular relationship between the crystal direction of the monocrystalline substrate and the crystal direction of the hetero-epitaxial layer allows.
Erfindungsgemäß wurde nun erkannt, dass diese einmal According to the invention has now been recognized that this once
erzielte Orientierung der Nukleationsschicht auch beim achieved orientation of the nucleation layer also in
Abscheiden der orientierten Schicht mit nominell gleicher chemischer Zusammensetzung mittels eines PVD-Verfahrens erhalten bleibt. Obgleich ein PVD-Verfahren bei niedrigerer Temperatur abläuft, welches eine geringere Mobilität der abgeschiedenen Atome auf der Oberfläche zur Folge hat und die kinetische Energie der auf die Oberfläche auftreffenden Ionen bzw. Atome erheblich größer ist, führt ein erfindungsgemäß vorgeschlagenes PVD-Verfahren völlig überraschend nicht zu einer Durchmischung des Materials der orientierten Schicht mit dem Substratmaterial und auch nicht zu einer Zerstörung der Nukleationsschicht . Vielmehr wurde erstmals erkannt, dass die epitaktische Nukleationsschicht als Keim für ein orientiertes Wachstum einer PVD-Schicht dienen kann. Depositing the oriented layer of nominally the same chemical composition by a PVD process preserved. Although a PVD process proceeds at a lower temperature, which results in less mobility of the deposited atoms on the surface and the kinetic energy of the ions or atoms impinging on the surface is considerably larger, a PVD process proposed according to the invention does not result in complete surprise to a mixing of the material of the oriented layer with the substrate material and also not to a destruction of the nucleation layer. Rather, it was first recognized that the epitaxial nucleation layer can serve as a seed for an oriented growth of a PVD layer.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das In some embodiments of the invention, the
PVD-Verfahren ausgewählt sein aus reaktivem Magnetron- sputtern und/oder Laserdeposition und/oder thermischen PVD methods may be selected from reactive magnetron sputtering and / or laser deposition and / or thermal
Verdampfen. Beim Magnetronsputtern kann zumindest ein Evaporate. When magnetron sputtering can at least one
Element der III. Hauptgruppe als Festkörper bereitgestellt werden, welcher durch auftreffende Inert- und/oder Aktivgasionen zerstäubt wird. Stickstoff kann in diesem Fall aus der Gasphase zugeführt werden, so dass sich die gewünschte Element of the III. Main group are provided as a solid, which is atomized by impinging inert and / or active gas ions. Nitrogen can be supplied in this case from the gas phase, so that the desired
Schicht aus zumindest einem Element der III. Hauptgruppe des Periodensystems an Stickstoff ergibt. Layer of at least one element of III. Main group of the Periodic Table of nitrogen.
Zur Laserdeposition kann ein Targetmaterial durch hochenergetische, meist gepulste Laserstrahlung verdampft werden. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann ein Metall oder eine Legierung durch Widerstandsheizung oder Elektronenstoß- heizung soweit erhitzt werden, dass das Material verdampft. In jedem Fall wird das Substrat mit der darauf angeordneten Nukleationsschicht so angeordnet, dass die abdampfenden Atome, Ionen oder Cluster auf der Oberfläche des Substrates abgeschieden werden und dort die gewünschte Schicht bereitstellen. Die genannten PVD-Verfahren weisen dabei den Vorteil auf, dass die Substrattemperatur erheblich geringer gewählt sein kann als bei den im ersten Verfahrensschritt verwendeten Epitaxieverfahren. Weiterhin kann die Wachstums- geschwindigkeit erhöht sein, so dass die orientierte Schicht in kürzerer Zeit abgeschieden werden kann. Aufgrund der geringeren Temperatur werden die durch unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten induzierten mechanischen Spannungen reduziert, so dass eine Wölbung des Substrates verringert werden kann. For laser deposition, a target material can be vaporized by high-energy, usually pulsed laser radiation. In other embodiments of the invention, a metal or alloy may be heated by resistance heating or electron impact heating to the extent that the material evaporates. In any case, the substrate with the nucleation layer arranged thereon is arranged so that the evaporating atoms, ions or clusters are deposited on the surface of the substrate and provide there the desired layer. The PVD methods mentioned here have the advantage that the substrate temperature can be chosen considerably lower than in the case of the epitaxial method used in the first method step. Furthermore, the growth rate can be increased, so that the oriented layer can be deposited in a shorter time. Due to the lower temperature induced by different thermal expansion coefficients mechanical stresses are reduced, so that a curvature of the substrate can be reduced.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die In some embodiments of the invention, the
Temperatur des Substrates im zweiten Verfahrensschritt kleiner als 400°C, kleiner als 300°C, kleiner als 100°C oder kleiner als 50 °C sein. Im genannten Temperaturbereich ist einerseits das Wachstum einer orientierten Schicht mit guter Kristallqualität möglich. Andererseits ist die Temperatur so gering gewählt, dass mechanische Spannungen beim Abkühlen des Substrates am Ende des Wachstumsschrittes weitgehend vermieden werden oder kontrollierbar bleiben. Temperature of the substrate in the second process step be less than 400 ° C, less than 300 ° C, less than 100 ° C or less than 50 ° C. In the stated temperature range, on the one hand, the growth of an oriented layer with good crystal quality is possible. On the other hand, the temperature is chosen so low that mechanical stresses on cooling of the substrate at the end of the growth step are largely avoided or remain controllable.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Temperatur des Substrates im ersten Verfahrensschritt größer als 600°C, größer als 800°C oder größer als 900°C sein. Im genannten Temperaturbereich ist die Beweglichkeit der an der Oberfläche des Substrates adsorbierten Atome hinreichend groß, so dass diese durch Hopping-Prozesse in der gewünschten Kristallstruktur kondensieren. Beispielsweise kann dies eine hexagonale Kristallstruktur sein. In some embodiments of the invention, the temperature of the substrate in the first process step may be greater than 600 ° C, greater than 800 ° C, or greater than 900 ° C. In the temperature range mentioned, the mobility of the atoms adsorbed on the surface of the substrate is sufficiently high that they condense by hopping processes in the desired crystal structure. For example, this may be a hexagonal crystal structure.
In einigen Ausführungsformen kann die orientierte Schicht eine Dicke von etwa 100 nm bis etwa 10 μπι oder von etwa 300 nm bis etwa 5 μπι aufweisen. Orientierte Schichten dieser Dicke weisen einerseits gute elektrische Isolationswerte auf, um eine Entkopplung der elektronischen Bauelemente vom Substrat zu gewährleisten. Weiterhin kann in einigen In some embodiments, the oriented layer may have a thickness of about 100 nm to about 10 μπι or from about 300 nm to about 5 μπι. Oriented layers of this thickness on the one hand have good electrical insulation values in order to ensure a decoupling of the electronic components from the substrate. Furthermore, in some
Ausführungsformen der Erfindung nach der Herstellung der orientierten Schicht das Substrat entfernt werden, Embodiments of the invention after the preparation of the oriented layer the substrate are removed,
beispielsweise durch Ätzen. Weiterhin kann bei diesen for example by etching. Furthermore, in these
Schichtdicken ein negativer Einfluss der Kristallstruktur des Substrates auf die Struktur einer auf der orientierten Schicht abgeschiedenen Bauelementstruktur vermieden werden. Layer thicknesses are avoided a negative influence of the crystal structure of the substrate on the structure of a deposited on the oriented layer device structure.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung weist das Verfahren den zusätzlichen Schritt auf, das Substrat in einer oxidierenden Atmosphäre zu tempern. In einigen Ausfuhrungs- formen der Erfindung kann die Temperatur dabei mehr als 500°C oder mehr als 700°C betragen. Auf diese Weise kann ein abgeschiedenes Gruppe- III -Nitrid zu einem Oxinitrid oxidiert werden. Ein solches Oxinitrid kann verbesserte elektrische oder elektronische Eigenschaften aufweisen, eine veränderte Kristallstruktur aufweisen oder verbesserte Isolationswerte oder Dielektrizitätszahlen ermöglichen. In some embodiments of the invention, the method has the additional step of placing the substrate in one to temper the oxidizing atmosphere. In some embodiments of the invention, the temperature may be more than 500 ° C or more than 700 ° C. In this way, a deposited Group III nitride can be oxidized to an oxynitride. Such an oxynitride may have improved electrical or electronic properties, have a different crystal structure or allow for improved isolation or dielectric numbers.
In einigen Ausfuhrungsformen der Erfindung kann der erste Verfahrensschritt in einer ersten Vakuumkammer und der zweite Verfahrensschritt in einer zweiten Vakuumkammer durchgeführt werden. Eine solche Verfahrensführung erlaubt vorteilhaft die Verwendung an sich bekannter und meist vorhandener Geräte zur Gasphasenepitaxie bzw. zur In some embodiments of the invention, the first method step may be performed in a first vacuum chamber and the second method step in a second vacuum chamber. Such a procedure advantageously allows the use of per se known and usually existing devices for gas phase epitaxy or for
PVD-Beschichtung . Somit kann das vorgeschlagene Verfahren in besonders einfacher Weise mit vorhandener Ausrüstung PVD coating. Thus, the proposed method in a particularly simple manner with existing equipment
umgesetzt werden, ohne dass es der Beschaffung neuer und aufwändiger Geräte bedarf . be implemented without the need to procure new and expensive equipment.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Transfer des Substrates von der ersten Vakuumkammer in die zweite Vakuumkammer an Luft erfolgen. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Oberflächen hierdurch nicht beeinträchtigt werden bzw. bestehende Beeinträchtigungen durch einen einfachen Reinigungsschritt in der zweiten Vakuumkammer wieder entfernt werden können. Hierdurch wird das vorgeschlagene Verfahren weiter vereinfacht . In some embodiments of the invention, the transfer of the substrate from the first vacuum chamber to the second vacuum chamber may be in air. According to the invention, it has been recognized that the surfaces are not impaired by this or existing impairments can be removed again by a simple cleaning step in the second vacuum chamber. This further simplifies the proposed method.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Figuren ohne The invention is based on figures without
Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Dabei zeigt: Restriction of the general inventive concept will be explained in more detail. Showing:
Figur 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Substrat mit der darauf angeordneten orientierten Schicht. 1 shows a section through a substrate according to the invention with the oriented layer arranged thereon.
Figur 2 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäß FIG. 2 shows a flowchart of the invention
vorgeschlagenen Verfahrens . Figur 3 zeigt Daten einer Röntgenstrukturanalyse einer erfindungsgemäß hergestellten orientierten proposed method. FIG. 3 shows data from an X-ray structural analysis of an oriented material produced according to the invention
Schicht .  Shift.
Figur 4 zeigt eine Polfigur der Nukleationsschicht . Figur 5 zeigt eine Polfigur der orientierten Schicht. FIG. 4 shows a pole figure of the nucleation layer. FIG. 5 shows a pole piece of the oriented layer.
Figur 6 zeigt eine Messeinrichtung, mit welcher die Daten gemäß Figur 3 bis 5 erhalten werden können. FIG. 6 shows a measuring device with which the data according to FIGS. 3 to 5 can be obtained.
Figur 1 zeigt einen Schnitt durch ein Substrat 10 mit einer darauf angeordneten orientierten Schicht 12. Das Substrat kann beispielsweise Silicium enthalten oder daraus bestehen. Daneben kann das Substrat 10 einen Dotierstoff enthalten, um eine vorgebbare elektrische Leitfähigkeit einzustellen. Das Substrat 10 kann ein Einkristall sein, beispielsweise ein üblicher, in der Mikroelektronik verwendeter Wafer. Das Substrat 10 kann eine Dicke von 50 μπι bis 1 mm aufweisen. Der Durchmesser des Substrates kann etwa 10 cm bis etwa 30 cm betragen. FIG. 1 shows a section through a substrate 10 with an oriented layer 12 arranged thereon. The substrate may, for example, contain or consist of silicon. In addition, the substrate 10 may contain a dopant to adjust a predetermined electrical conductivity. The substrate 10 may be a single crystal, for example, a conventional wafer used in microelectronics. The substrate 10 may have a thickness of 50 μπι to 1 mm. The diameter of the substrate may be about 10 cm to about 30 cm.
Auf der Oberfläche 101 des Substrates 10 wird zunächst eine Nukleationsschicht 11 abgeschieden. Die Nukleationsschicht 11 kann eine Dicke von etwa 3 nm bis etwa 50 nm oder von etwa 5 nm bis etwa 20 nm aufweisen. Die Nukleationsschicht 11 kann ein Gruppe- III -Nitrid enthalten oder daraus On the surface 101 of the substrate 10, a nucleation layer 11 is first deposited. The nucleation layer 11 may have a thickness of from about 3 nm to about 50 nm, or from about 5 nm to about 20 nm. The nucleation layer 11 may contain or form a group III nitride
bestehen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Nukleationsschicht 11 Aluminiumnitrid, Galliumnitrid oder Aluminiumgalliumnitrid enthalten. Die Nukleationsschicht 11 kann wie in Figur 1 dargestellt, vollflächig aufgebracht sein oder in Form einzelner Inseln mit consist. In some embodiments of the invention, the nucleation layer 11 may include aluminum nitride, gallium nitride, or aluminum gallium nitride. The nucleation layer 11 may, as shown in Figure 1, be applied over the entire surface or in the form of individual islands with
dazwischen liegenden Unterbrechungen auf der Oberfläche 101 ausgebildet sein. intervening interruptions may be formed on the surface 101.
Die Nukleationsschicht 11 wird durch ein an sich bekanntes Epitaxieverfahren erhalten, beispielsweise MBE, MOVPE oder MOCVD. Die Nukleationsschicht kann bei einer Temperatur von mehr als 800 °C oder mehr als 900 °C abgeschieden werden. The nucleation layer 11 is obtained by a per se known epitaxial process, for example MBE, MOVPE or MOCVD. The nucleation layer may be deposited at a temperature greater than 800 ° C or greater than 900 ° C.
Auf die Nukleationsschicht 11 wird die orientierte Schicht 12 mittels physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) On the nucleation layer 11 is the oriented layer 12 by means of physical vapor deposition (PVD)
abgeschieden. Beispielsweise kann die orientierte Schicht 12 durch Sputtern, thermisches Verdampfen oder Laserdeposition abgeschieden werden. Die orientierte Schicht 12 enthält meist dasselbe Material wie die Nukleationsschicht 11. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann jedoch auch ein unterschiedliches Materialsystem eingesetzt werden. deposited. For example, the oriented layer 12 may be deposited by sputtering, thermal evaporation or laser deposition. The oriented layer 12 usually contains the same material as the nucleation layer 11. In some embodiments of the invention, however, a different material system may be used.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Orientierung der Nukleationsschicht 11, welche aufgrund des verwendeten According to the invention, it was recognized that the orientation of the nucleation layer 11, which due to the used
Epitaxieverfahrens orientiert auf der Oberfläche 101 des Substrates 10 aufwächst, auch beim Abscheiden mittels eines PVD-Verfahrens erhalten bleibt. Auf diese Weise kann mit einer Sputtertechnik eine orientierte Schicht hoher Epitaxieverfahrens oriented on the surface 101 of the substrate 10 grows, even when deposited by means of a PVD process is maintained. In this way, an oriented layer can be higher with a sputtering technique
Kristallqualität abgeschieden werden, obgleich solche Crystal quality are deposited, although such
Techniken üblicherweise nur für Anwendungen eingesetzt werden, welche keine großen Anforderungen an die Techniques are usually used only for applications that do not place great demands on the
Kristallqualität stellen. Beispielhaft sei die Beschichtung von Architekturglas mit einer Wärmedämmschicht genannt . Crystal quality. By way of example, the coating of architectural glass with a thermal barrier coating is mentioned.
Solche Schichten weisen typischerweise keine Orientierung auf, d.h. die Schicht ist entweder polykristallin oder weist einkristalline Bereiche auf, welche jedoch relativ zu benachbarten Bereichen und relativ zum Substrat verkippt bzw. verdreht sind. Diese Schichten sind für mikroelektronische Anwendungen daher nicht brauchbar. Umso Such layers are typically unoriented, i. the layer is either polycrystalline or has monocrystalline regions which, however, are tilted relative to adjacent regions and relative to the substrate. These layers are therefore not useful for microelectronic applications. more
überraschender ist, dass die durch die Nukleationsschicht vorgegebene Orientierung auch beim Abscheiden einer Gruppe- III-Nitridschicht mittels eines PVD-Verfahrens erhalten bleibt . It is more surprising that the orientation predetermined by the nucleation layer is also retained during the deposition of a group III nitride layer by means of a PVD process.
Anhand von Figur 2 wird das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren nochmals erläutert. Im ersten Verfahrensschritt 51 wird das Substrat 10 in das Vakuum einer Epitaxieanlage ein- geschleust. Zuvor kann die Oberfläche grob gereinigt werden, beispielsweise in einem Ultraschallbad und/oder durch Spülen mit verschiedenen Lösemitteln und/oder deionisiertem Wasser. Innerhalb des Vakuums der Epitaxieanlage kann das Substrat 10 noch einer weiteren Reinigung unterzogen werden, With reference to Figure 2, the proposed method according to the invention will be explained again. In the first method step 51, the substrate 10 is inserted into the vacuum of an epitaxy system. funneled. Previously, the surface can be roughly cleaned, for example, in an ultrasonic bath and / or by rinsing with various solvents and / or deionized water. Within the vacuum of the epitaxial system, the substrate 10 may be subjected to further purification,
beispielsweise durch Ionenätzen oder sputtern. for example by ion etching or sputtering.
Im Anschluss daran folgt der erste Verfahrensschritt 52. Im Verfahrensschritt 52 wird mittels MBE und/oder MOCVD This is followed by the first method step 52. In method step 52, MBE and / or MOCVD
und/oder MOVPE oder einer anderen, an sich bekannten and / or MOVPE or another known per se
Epitaxietechnik eine Nukleationsschicht auf der Oberfläche 101 abgeschieden. Die Nukleationsschicht kann einkristallin sein. Zumindest ist die Nukleationsschicht orientiert auf der Oberfläche 101 abgeschieden, so dass die Kristallrichtung der Nukleationsschicht in einer festen Winkelbeziehung zur Kristallorientierung des Substrates 10 steht. Epitaxy a nucleation layer deposited on the surface 101. The nucleation layer may be monocrystalline. At least the nucleation layer is oriented deposited on the surface 101 such that the crystal direction of the nucleation layer is in a fixed angular relationship to the crystal orientation of the substrate 10.
Die Nukleationsschicht kann eine Dicke von etwa 3 nm bis etwa 50 nm aufweisen. Typischerweise wird die Nukleationsschicht bei einer Temperatur von mehr als 600°C, mehr als 800°C oder mehr als 900°C abgeschieden. In einem Ausführungsbeispiel enthält die Nukleationsschicht AlN und wird aus zwei Molekularstrahlen abgeschieden, welche Aluminium und Stickstoff enthalten oder daraus bestehen. The nucleation layer may have a thickness of about 3 nm to about 50 nm. Typically, the nucleation layer is deposited at a temperature greater than 600 ° C, greater than 800 ° C, or greater than 900 ° C. In one embodiment, the nucleation layer contains AlN and is deposited from two molecular beams containing or consisting of aluminum and nitrogen.
Im Verfahrensschritt 53 wird das Substrat 10 auf Raumtemperatur abgekühlt und aus dem Ultrahochvakuum der Epitaxieanlage entfernt. Nun erfolgt ein Transfer zu einer Sputter- anlage, in welcher die PVD-Beschichtung durchgeführt wird. Der Transfer kann unter Schutzgas oder im Vakuum erfolgen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Transfer auch ohne besondere Schutzvorkehrungen durchgeführt werden. In method step 53, substrate 10 is cooled to room temperature and removed from the ultrahigh vacuum of the epitaxy system. Now a transfer to a sputtering system takes place in which the PVD coating is carried out. The transfer can be carried out under protective gas or in a vacuum. In some embodiments of the invention, the transfer may also be performed without special precautions.
Im Verfahrensschritt 54 wird das Substrat in das Vakuum einer Sputteranlage eingeschleust. Im Anschluss daran kann das Substrat durch thermische Desorption oder eine Plasmareinigung von anhaftenden Adsorbaten gereinigt werden, um anhaftende Kontaminationen vom vorhergehenden Verfahrens- schritt zu entfernen. In method step 54, the substrate is introduced into the vacuum of a sputtering system. Thereafter, the substrate can be cleaned by thermal desorption or plasma cleaning of adherent adsorbates to remove adhering contaminants from the previous process step.
Im Anschluss daran erfolgt der zweite Verfahrensschritt 55. Im Verfahrensschritt 55 wird in einem Aktivgas-Sputter- Prozess die orientierte Schicht abgeschieden. Für die in Figur 3 bis 5 gezeigten Messungen wurde eine orientierte Schicht verwendet, welche mit den nachfolgenden Parametern abgeschieden wurde : This is followed by the second method step 55. In method step 55, the oriented layer is deposited in an active gas sputtering process. For the measurements shown in FIGS. 3 to 5, an oriented layer was used, which was deposited with the following parameters:
Arbeitsdruck: 4,5 x 10"4 Torr Working pressure: 4.5 x 10 "4 Torr
Target: AI, 99.999 %  Target: AI, 99.999%
Hochfrequenzleistung: 1340 Watt  High frequency power: 1340 watts
Argonreinheit: 99,999 %  Argon purity: 99.999%
Argonfluss: 70 sccm  Argon flow: 70 sccm
Stickstoffreinheit : 99,999 %  Nitrogen purity: 99.999%
Stickstofffluss : 40 sccm  Nitrogen flow: 40 sccm
Abstand Substrat-Target: 90 mm  Distance substrate target: 90 mm
Substrat-Biasspannung : -100 Volt Substrate bias voltage: -100 volts
Auf diese Weise konnte bei niedriger Temperatur eine In this way, at low temperature a
Aluminiumnitridschicht abgeschieden werden, welche die Aluminum nitride are deposited, which the
Orientierung der darunter liegenden Nukleationsschicht beibehalten hat. Die orientierte Aluminiumnitridschicht kann unmittelbar als im Wesentlichen geschlossene Schicht Has maintained orientation of the underlying nucleation layer. The oriented aluminum nitride layer can directly as a substantially closed layer
abgeschieden werden, d.h. es handelt sich nicht um einzelne Inseln, Säulen oder Domänen, sondern um defektarmes are deposited, i. they are not individual islands, columns or domains, but low-defect
Halbleitermaterial, welches zur Herstellung von elektronischen Bauelementen geeignet ist . In einigen Semiconductor material which is suitable for the production of electronic components. In some
Ausführungsformen der Erfindung kann die orientierte Schicht 12 mit einer Defektdichte von weniger als 109 cm"3 erzeugt werden . Embodiments of the invention may produce the oriented layer 12 with a defect density of less than 10 9 cm -3 .
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die In some embodiments of the invention, the
Nukleationsschicht unmittelbar auf der Oberfläche des Nucleation layer immediately on the surface of the
Substrates angeordnet sein und die orientierte Schicht bzw. die Aluminiumnitridschicht kann unmittelbar auf der Substrate can be arranged and the oriented layer or the aluminum nitride layer can directly on the
Nukleationsschicht angeordnet sein. Durch die niedrige Temperatur bei der Herstellung der orientierten Schicht ist das Substrat mit der Schicht weitgehend spannungsfrei. Nucleation layer can be arranged. By the low Temperature in the production of the oriented layer, the substrate with the layer is largely stress-free.
Weitere Zwischenschichten zum Ausgleich der Gitterfehl - anpassung müssen nicht vorgesehen werden. Further intermediate layers to compensate for lattice mismatch need not be provided.
Die Schichteigenschaften werden nachfolgend anhand der Figuren 3 bis 5 näher erläutert. Die Messungen erfolgten mittels einer Röntgenbeugungsanlage , welche schematisch in Figur 6 dargestellt ist. Wie aus Figur 6 ersichtlich ist, umfasst die Messvorrichtung eine Röntgenquelle 60. Die The layer properties are explained in more detail below with reference to FIGS. 3 to 5. The measurements were carried out by means of an X-ray diffraction system, which is shown schematically in FIG. As can be seen from FIG. 6, the measuring device comprises an X-ray source 60. The
Röntgenquelle 60 erzeugt durch Abbremsen eines Elektronenstrahles auf einem Kupfertarget charakteristische Röntgenstrahlung und Röntgen-Bremsstrahlung . Der aus der Röntgenquelle 60 austretende Röntgenstrahl 61 wird mittels eines optionalen Monochromators 62 monochromatisiert . Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde die CuKa-Linie der charakteristischen Röntgenstrahlung zur Analyse verwendet. X-ray source 60 generates characteristic X-ray radiation and X-ray Bremsstrahlung by braking an electron beam on a copper target. The X-ray beam 61 emerging from the X-ray source 60 is monochromatized by means of an optional monochromator 62. In the present embodiment, the CuK a line of the characteristic X-ray was used for analysis.
Die monochromatisierte Röntgenstrahlung trifft auf die Probe 65, im vorliegenden Beispiel das Substrat 10 mit der darauf angeordneten Nukleationsschicht 11 und/oder der orientierten Schicht 12. The monochromatized X-radiation strikes the sample 65, in the present example the substrate 10 with the nucleation layer 11 and / or the oriented layer 12 arranged thereon.
Die Probe 65 kann über ein Goniometer um drei Achsen The sample 65 can be goniometered about three axes
geschwenkt werden. Senkrecht zur Zeichenebene befindet sich dabei die Drehachse des Winkels CO. In der Zeichenebene liegen die Rotationswinkel φ und χ. Die von der Probe 65 reflektierte Röntenstrahlung wird im Detektor 62 nachgewiesen. Als Detektor kann ein Halbleiterzähler, be panned. Perpendicular to the plane of the drawing is the axis of rotation of the angle CO. In the drawing plane are the rotation angles φ and χ. The X-ray radiation reflected by the sample 65 is detected in the detector 62. As a detector, a semiconductor counter,
beispielsweise ein Germaniumdetektor, oder ein Zählrohr verwendet werden. For example, a germanium detector, or a counter tube can be used.
Figur 3 zeigt die gemessene Intensität der Röntgenstrahlung im Detektor 62 auf der Ordinate und den Winkel 2Θ (der Drehachse CO) auf der Abszisse. Die Messungen wurden bei konstanten Winkeln φ und χ durchgeführt . Wie Figur 3 zeigt, können drei Streuwinkel des Silicium- Substrates mit [111] -Orientierung nachgewiesen werden. FIG. 3 shows the measured intensity of the X-radiation in the detector 62 on the ordinate and the angle 2Θ (the axis of rotation CO) on the abscissa. The measurements were carried out at constant angles φ and χ. As FIG. 3 shows, three scattering angles of the silicon substrate with [111] orientation can be detected.
Weiterhin zeigt Figur 3 drei Messsignale, welche drei der sechs Orientierungen des hexagonal kristallisierenden Furthermore, FIG. 3 shows three measuring signals, which are three of the six orientations of the hexagonal crystallizing
Aluminiumnitrids zugewiesen werden können. Aluminum nitrides can be assigned.
Figur 4 zeigt eine Polfigur der Nukleationsschicht. Dies bedeutet, die Probe 65 enthält lediglich das Substrat 10 und die darauf abgeschiedene Nukleationsschicht 11. Die Polfigur entsteht durch Variation der Winkel φ und χ. Der Winkel φ variiert von 0 bis 90°, wobei unterschiedliche Winkel χ als konzentrische Kreise aufgetragen sind. Die Intensität der im Detektor 62 nachgewiesenen Röntgenstrahlung ist in Form unterschiedlicher Graustufen codiert. Deutlich erkennbar ist die hexagonale Struktur der epitaktisch abgeschiedenen FIG. 4 shows a pole figure of the nucleation layer. This means that the sample 65 contains only the substrate 10 and the nucleation layer 11 deposited thereon. The pole figure is produced by varying the angles φ and χ. The angle φ varies from 0 to 90 °, with different angles χ being plotted as concentric circles. The intensity of the X-ray radiation detected in the detector 62 is coded in the form of different gray levels. Clearly recognizable is the hexagonal structure of the epitaxially deposited
Nukleationsschicht aus Aluminiumnitrid, welche zu sechs deutlichen Signalen bei unterschiedlichem Winkel φ und konstantem χ in der Polfigur führt. Nucleation layer of aluminum nitride, which leads to six distinct signals at different angles φ and constant χ in the pole figure.
Figur 5 zeigt schließlich dieselbe Messung wie Figur 4, wobei die Probe 65 das erfindungsgemäß vorgeschlagene Finally, FIG. 5 shows the same measurement as FIG. 4, wherein the sample 65 proposed according to the invention
Schichtsystem umfasst, nämlich das Substrat 10 mit der Layer system comprises, namely the substrate 10 with the
Nukleationsschicht 11 und der gesputterten orientierten Schicht 12. Völlig überraschend wurde erkannt, dass die hexagonale Struktur der Nukleationsschicht 11 auch in der gesputterten Schicht 12 erhalten bleibt. Hätte die Nucleation layer 11 and the sputtered oriented layer 12. It has been found, quite surprisingly, that the hexagonal structure of the nucleation layer 11 is also retained in the sputtered layer 12. Had the
gesputterte Schicht 12 die an sich bekannte, polykristalline bzw. faserige Struktur, so würde in der Polfigur gemäß sputtered layer 12 the known per se, polycrystalline or fibrous structure, so would in the pole figure according to
Figur 5 statt der sechs diskreten Maxima ein ringförmiges Signal mit kontinuierlicher Verteilung des Winkel φ erkennbar sein. Offenkundig gelingt es jedoch, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Schichten hoher Qualität abzuscheiden, welche als Basismaterial für mikroelektronische Bautelemente geeignet ist . Figure 5 instead of the six discrete maxima an annular signal with continuous distribution of the angle φ be recognizable. Obviously, however, it is possible with the method according to the invention to deposit layers of high quality, which is suitable as a base material for microelectronic building elements.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Ansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Of course, the invention is not limited to the embodiments shown in the figures. The The above description is therefore not to be considered as limiting, but as illustrative. The following claims are to be understood as meaning that a named feature is present in at least one embodiment of the invention. This does not exclude the presence of further features.

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren (50) zur Herstellung einer orientierten A method (50) for producing an oriented
Schicht (12) auf einem Substrat (10) , wobei die Schicht (12) zumindest einen Verbindungshalbleiter mit Wurtzit- Struktur enthält oder daraus besteht,  Layer (12) on a substrate (10), wherein the layer (12) contains or consists of at least one compound semiconductor with wurtzite structure,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
auf dem Substrat (10) in einem ersten Verfahrensschritt (52) eine Nukleationsschicht (11) mittels MBE und/oder MOCVD und/oder MOVPE abgeschieden wird und in einem nachfolgenden zweiten Verfahrensschritt (55) die orientierte Schicht (12) mittels eines PVD-Verfahrens abgeschieden wird .  a nucleation layer (11) is deposited on the substrate (10) in a first method step (52) by means of MBE and / or MOCVD and / or MOVPE and in a subsequent second method step (55) the oriented layer (12) by means of a PVD method is deposited.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das PVD-Verfahren ausgewählt ist aus reaktivem Magnetron- sputtern und/oder Laserdeposition und/oder thermischem Verdampfen . 2. The method according to claim 1, characterized in that the PVD method is selected from reactive magnetron sputtering and / or laser deposition and / or thermal evaporation.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (12) zumindest ein 3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the layer (12) at least one
Element der III. Hauptgruppe des Periodensystems und Stickstoff enthält.  Element of the III. Main group of the Periodic Table and contains nitrogen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleationsschicht (11) eine Dicke von etwa 3 nm bis etwa 50 nm oder von etwa 5 nm bis etwa4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the nucleation layer (11) has a thickness of about 3 nm to about 50 nm or from about 5 nm to about
20 nm aufweist. 20 nm.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet, dass die Temperatur des Substrates (10) im zweiten Verfahrensschritt kleiner als 400°C, kleiner als 300°C, kleiner als 100°C oder kleiner als 50°C ist. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the temperature of the substrate (10) in the second process step is less than 400 ° C, less than 300 ° C, less than 100 ° C or less than 50 ° C.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Substrates (10) im ersten Verfahrensschritt (52) größer als 600°C, größer als 800°C oder größer als 900°C ist. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the temperature of the substrate (10) in first process step (52) is greater than 600 ° C, greater than 800 ° C or greater than 900 ° C.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die orientierte Schicht (12) eine Dicke von etwa 100 nm bis etwa 10 μπι oder von etwa 300 nm bis etwa 5 μπι aufweist . 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the oriented layer (12) has a thickness of about 100 nm to about 10 μπι or from about 300 nm to about 5 μπι.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiterhin enthaltend den folgenden Schritt: Tempern des Substrates (10) in einer oxidierenden Atmosphäre. A method according to any one of claims 1 to 7, further comprising the step of: annealing the substrate (10) in an oxidizing atmosphere.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur mehr als 500°C oder mehr als 700°C beträgt. 9. The method according to claim 8, characterized in that the temperature is more than 500 ° C or more than 700 ° C.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch 10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized
gekennzeichnet, dass der erste Verfahrensschritt (52) in einer ersten Vakuumkammer und der zweite Verfahrensschritt in einer zweiten Vakuumkammer durchgeführt wird.  in that the first method step (52) is carried out in a first vacuum chamber and the second method step in a second vacuum chamber.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat mit der orientierten Schicht bei Raumtemperatur eine Krümmung von weniger als 20 km"1, weniger als 30 km"1 oder weniger als 50 km"1 aufweist . 11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the substrate with the oriented layer at room temperature has a curvature of less than 20 km "1 , less than 30 km " 1 or less than 50 km "1 .
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die orientierte Schicht (12) 12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the oriented layer (12)
geschlossen auf dem Substrat abgeschieden wird.  closed on the substrate is deposited.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die orientierte Schicht (12) mit einer Defektdichte von weniger als 109 cm"3 erzeugt wird. 13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the oriented layer (12) is produced with a defect density of less than 10 9 cm "3 .
14. Halbleiterbauelement mit einem Substrat (10) und einer orientierten Schicht (12), welche zumindest einen Verbindungshalbleiter mit Wurtzit-Struktur enthält oder daraus besteht, wobei zwischen dem Substrat (10) und der 14. A semiconductor device comprising a substrate (10) and an oriented layer (12) which contains or consists of at least one compound semiconductor with wurtzite structure, wherein between the substrate (10) and the
orientierten Schicht (12) eine Nukleationsschicht (11) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet dass die Nukleationsschicht (11) eine Dicke von etwa 5 nm bis etwa 20 nm aufweist und die orientierte Schicht (12) oriented layer (12) a nucleation layer (11) is arranged, characterized in that the Nucleation layer (11) has a thickness of about 5 nm to about 20 nm and the oriented layer (12)
vollflächig auf dem Substrat abgeschieden ist.  is deposited over the entire surface of the substrate.
15. Halbleiterbauelement (1) nach Anspruch 14, dadurch 15. Semiconductor component (1) according to claim 14, characterized
gekennzeichnet, dass die Nukleationsschicht (11) mittels MBE erhältlich ist und/oder die orientierte Schicht (12) durch ein PVD-Verfahren erhältlich ist.  in that the nucleation layer (11) is obtainable by MBE and / or the oriented layer (12) is obtainable by a PVD process.
16. Halbleiterbauelement (1) nach Anspruch 14 oder 15, 16. Semiconductor component (1) according to claim 14 or 15,
dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat eine Krümmung von weniger als 20 km-1 , weniger als 30 krrT1 oder weniger als 50 knf1 aufweist. characterized in that the substrate has a curvature of less than 20 km -1, less than 30 or less than 50 KRRT 1 knf 1 has.
17. Halbleiterbauelement (1) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die orientierte 17. Semiconductor component (1) according to one of claims 14 to 16, characterized in that the oriented
Schicht (12) eine Defektdichte von weniger als 109 cm"3 aufweist . Layer (12) has a defect density of less than 10 9 cm "3 .
18. Halbleiterbauelement (1) nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die orientierte 18. Semiconductor component (1) according to one of claims 14 to 17, characterized in that the oriented
Schicht (12) geschlossen auf dem Substrat abgeschieden ist .  Layer (12) is deposited closed on the substrate.
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