On chemically vapour‐deposited Si/Ge growth in a multi‐wafer deposition process at atmospheric pressure

Abstract

In multi-wafer deposition of Si/Ge thin films from silane, germane mixtures at low-temperature epitaxy conditions not only the depletion of the silicon source but also of the germanium source along the reactor tube axis has to be counteracted in order to get homogeneous layer thickness as well as composition. Carrier gas throughput must be minimized to have a sufficient effective chemical reaction rate a t low temperature. Thus it cannot be used to flatten layer growth along the susceptor. Yet the addition of a chemically reactive gas, as for instance hydrogen chloride, is suitable to ensure a nearly constant content of the layer forming source gases along the reactor tube. On the other hand hydrogen chloride may infiltrate additional contaminants leading for instance to high oxygen concentration in the deposited layer. However, oxygen soluted or precipitated changes particular features of Si/Ge behaviour for instance during the thin film growth, the following technological stress of the wafer, or the running electronic structures of microelectronic devices.Im MehrscheibenprozeB zur Abscheidung von Si/Ge Dunnschichten unter den Bedingungen der Niedertemperaturepitaxie muR man nicht nur der Abreicherung des Silans sondern auch der des Germans kings der Abscheidezone entgegenwirken, damit Homogenitat sowohl fur die Schichtdicke als auch fur die Schichtzusammensetzung erreicht wird. Der Tragergasdurchsatz muB minimiert werden, damit bei entsprechend niedrigen Temperaturen ein genugend groBer chemischer Reaktionsumsatz gewiihrleistet ist. Somit kann die Schichtwachstumsrate nicht durch einen hohen Trigergasstrom langs des Suszeptors eingeebnet werden. Durch den Zusatz eines chemisch reaktiven Gases, wie zum Beispiel von Chlorwasserstoff, kann man jedoch einen nahezu konstanten Gehalt der schichtbildenden Quellgase liings des Suszeptors einstellen. Andererseits konnen durch den Chlorwasserstoff zusatzliche Verunreinigungen eingeschleppt werden, die dann zum Beispiel eine Erhohung des Sauerstoffgehaltes in der Schicht hervorrufen. Unabhingig davon ob Sauerstoff in geloster oder ausgeschiedener Form in der Schicht vorliegt, konnen dadurch spezielle SiGe-Charakteristika verandert werden, wie zum Beispiel das Schichtwachstumsverhalten, die Vertraglichkeit nachfolgender Bearbeitungsbelastungen oder die Funktion elektronischer Strukturen in Mikroelektronikbauelementen.