DE69027206T2

DE69027206T2 - Verfahren zur bildung von epitaxialschichten

Info

Publication number: DE69027206T2
Application number: DE69027206T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Canon Kabushi Ichikawa; Hidemasa Canon Kabush Mizutani
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-12-15
Filing date: 1990-12-14
Publication date: 1996-10-31
Anticipated expiration: 2010-12-15
Also published as: EP0458991B1; EP0458991A1; JP2758948B2; JPH03187996A; WO1991009161A1; DE69027206D1; EP0458991A4; US5849163A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines epitaxialen Filmes durch eine Sputtertechnik beziehungsweise Zerstäubungstechnik, der für Haibleitervorrichtun gen oder dergleichen gebrauchbar ist.
Halbleitervorrichtungen oder sogenannte integrierte Schaltkreise weisen eine Mehrschichtstruktur auf, die eine Anzahl von aufeinandergestapelter dünner Filme umfaßt. Die Leistung der Vorrichtungen wird deshalb entscheidend durch die Qualität der Dünnfilme selbst und der Schnittflächenbedingungen der aufeinandergestapelten Filme beeinflußt. Aus diesem Grund ist die Bildung von hochqualitativen Dünnfilmen eine der wichtigsten Technologien bei der Bereitstellung von Hochleistungsh albleitervorrichtungen. Insbesondere die sogenannte epitaxiale Kristallzüchtungstechnik für das erneute Aufbringen von hochqualitativen Kristallen auf ein existieren des Kristall ist nicht mehr wegzudenken aus der heutigen Halbleitertechnologie, und viele Forschungen und Entwicklungen wurden bereits sowohl jiber homo- als auch über heteroepitaxiale Kristallzüchtungsverfahren im Hinblick aufihre starke Beeinflussung der Vorrichtungseigenschaften durchgeführt.
Zentral wichtig für konventionelle, epitaxiale Wachstumsverfahren sind die chemischen Bedampfun gstechniken (CVD). Die CVD-Verfahren werden allerdings im allgemeinen bei hohen Temperaturen (zum Beispiel bei 1000ºC oder mehr für die Abscheidung von Silicium) durchgeführt und besitzen Nachteile im Hinblick auf die Verfahrensbegrenzun gen und die höheren Kosten aufgrund der hohen Verfahrenstemperaturen. Bei den CVD-Techniken wird es zusätzlich immer schwieriger, die Anforderungen für flache oder scharfe Dotiermittelprofile zu erflillen, die für Vorrichtungen mit hoher Integration und die in den letzten Jahren geforderte Leistung erforderlich sind. Als Möglichkeit, die Anforderungen zu erflillen, wurde kji rzlich von Verfahren für epitaxiales Kristallwachstum bei niedriger Temperatur berichtet, die die Molekularstrahlepitaxie (MBE) (A. Ishizaki und Y. Shiraka, J. Electrochem. Soc. 133, 666 (1986)), das FOCVD-Verfahren, in dem ein gasförmiges Ausgangsmaterial und ein Halogenoxidationsmittel gemischt und miteinander umgesetzt werden, wodurch ein Vorläufer als Quelle für eine filingebende Verbindung gebildet wird QIS-Patent 4800173), das HRCVD-Verfahren, in dem gasförmige Ausgangsmaterialien in verschiedenen Aktivierungsräumen aktiviert und zur Bildung eines Filmes getrennt in einen Abscheidungsraum eingeleitet werden (US-Patent 4835005), und Techniken, in denen ein Ionenstrahlverfahren eingesetzt wird, wie zum Beispiel die Technik der Dampfabscheidung mit teilweiser Ionisierung (PIVD) (T. Itoh, T. Nakamura, M. Muromachi und Y. Sugiyama, Jpn. J. Appl. Phys. 16553 (1977)), die Ionenstrahlepitaxietechnik (IBE) (P. C. Zalm und J. Beckers, Appl. Phys. Lett. 41, 167 (1982)) und die Ionenklusterstrahlabscheidungstechnik (1CBD) (1.Yamada, F. W. Saris, T. Takagi, K. Matsubara, H. Takaoka und S. Ishiyama, Jpn, J. Appl. Phys. 19, L181 (1980)).
Gemäß der MBE-Technik ist allerdings ein Hochteinperaturprozeß bei 800ºC oder mehr erforderlich, um hochqualitative epitaxiale Si-Dünnfllme zu erhalten, und es ist schwierig, eine Dotierung mit hoher Konzentration zu erreichen. Gemäß den FOCVD- und HRCVD-Techniken beinhaltet auf der anderen Seite die Verwendung einer chemischen Reaktion die Bildung von Nebenprodukten, die zum Einbau von Verunreinigungen in den wachsenden Film führen kann. Darüber hinaus verursacht in den sogenannten Ionenstrahltechniken, wie zum Beispiel IBE und ICBD, die Verwendung einer übermäßig hohen Ionenenergie Schäden am Träger, was der Grund ist, weswegen diese Techniken bisher nicht erfolgreich waren, hochqualitative Dünnfllme zu ergeben, die für Halbleitervorrichtungen geeignet sind.
Die Erfindung wurde auf der Grundlage der Ergebnisse erhalten, die aufgrund der folgenden Experimente erhalten wurden, die im Rahmen der Erfindung im Hinblick auf den vorstehend beschriebenen Stand der Technik durchgeführt wurden.
Entsprechend besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zur Bildung eines hochqualitativen krstallinen Dünnfilm es bereitzustellen, der unabhängig davon, ob er homoepitaxial oder heteroepitaxial gezüchtet wird, eine gute Stufenüberdeckung aufweist, nur wenige Fehler, wie zum Beispiel Punktfehler, Stapelfehler, Versetzungen und dergleichen aufweist, gute Schnittflächenbedingungen besitzt und in dem die Mengen der Verunreinigungsatome (nämlich der Atome, die nicht Filmbestandteil sind), die aus der Atmosphäre stammen, in der das Filmwachstum stattfindet, klein ist.
Das entscheidende Merkmal dieser Erfindung, die das vorstehend genannte Ziel erreicht, besteht im folgenden:
Das heißt, das Verfahren zur Bildung eines erfindungsgemäßen epitaxialen Filmes ist ein Verfahren zur Bildung eines epitaxialen Filmes auf einem Träger durch ein Sputterverfahren, worin eine Gleichspannung und eine plasmaerzeugende Hochfrequenzenergie an ein Target angelegt werden und der epitaxiale Film auf dem Träger gebildet wird, an dem eine Gleichspannung angelegt ist, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß die Filmbildung durchgeführt wird, während jeder der Partialdrücke von H&sub2;O, CO und CO&sub2; in einer Atmosphäre eines Filmbildungsraumes bei oder unterhalb von 1,33 x 10&supmin;&sup6; Pa (1,0 × 10&supmin;&sup8; Torr) eingestellt und gehalten wird und der Träger auf eine Temperatur im Bereich von 400 bis 700ºC während der Bildung des epitaxialen Filmes gehalten wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren weiter das Anlegen einer Hochfrequenzspannung auch an den Träger.
Gemäß der Erfindung, wie sie vorstehend festgelegt ist, werden die Partialdrükke von H&sub2;O, CO und CO&sub2; bei der Evakuierung der Vakuumkammer einer Biassputtervorrichtung und bei der Filmbildung jeweils auf 1,33 × 10&supmin;&sup6; Pa (1,0 × 10&supmin;&sup8; Torr) oder weniger eingestellt, und der Träger wird während des epitaxialen Wachstums des Filmes auf einer Temperatur im Bereich von 400 bis 700ºC gehalten. Deswegen werden die folgenden typischen Vorteile bereitgestellt:
(a) Die Adhäsionskoeffizienten gegenüber der Trägeroberfläche der Atome, die das Plasma ausmachen, aber die nicht dazu dienen sollen, den abgeschiedenen Film auszumachen, wie zum Beispiel Al und He, sind bemerkbar verringert.
(b) Als Ergebnis des vorstehend aufgeführten Punktes (a) ist die Wahrscheinlichkeit bedeutend verringert, daß die Atome im Plasma, aus denen der Film nicht besteht (Ar, He und dergleichen), in den abgeschiedenen Film eingebaut werden.
(c) Die Migration von Atomen, die den Film ausmachen, an der Oberfläche des Trägers oder des wachsenden Filmes ist bedeutend vergrößert. Und
(d) Als Ergebnis des vorstehend aufgeführten Punktes (c) wird ein Kristallwachstum mit guter Stufenbedeckung wirksam durchgeführt, wodurch ein hochkristalliner Film mit guter Stufenbedeckung abgeschieden wird. Gemäß der Erfindung ist es deshalb möglich, hochqualitative epitaxiale Filme wirksam und zuverlässig zu erhalten.
Einer der beiden Erfinder dieser Erfindung, nämlich Takeshi Ichikawa unternahm mit seinen Mitarbeitern zuvor Forschungen über das epitaxiale Wachstum von Silicium und gab einen Bericht ab, der im folgenden zusammengefaßt ist (T. Ohmi, T. Ichikawa et ah, J. Appl. Phys., Band 66, Seite 4756 (1989)).
Konventionell wurden Sputtertechniken bisher als auf epitaxiales Wachstum fast unanwendbar angesehen wegen der Schwierigkeit, die Schäden zu steuern, die durch die Energie der Ionen verursacht werden. Filmwachstum durch Sputtern besitzt allerdings viele vorteilhafte Besonderheiten, wie zum Beispiel eine leichte Vergrößerung der Fläche, eine relativ einfache Konstruktion der Gerätschaften, gute Verträglichkeit mit konventionellen Halbleiterverfahren, leichte Steuerung des Reaktionssystems und dergleichen. Unter Berücksichtigung dieser Vorteile des Filmwachstums durch Sputtern wurden von T. Ichikawa und seinen Mitarbeitern Untersuchungen über das epitaxiale Wachstum von Silicium in einem Biassp uttersystem in hochfrequenzgleichspannungs gekoppelter Betriebsart durchgeführt, bei dem eine Oberflächenschicht aktiviert wird, während die Schäden am Träger durch genaue Steuerung der Ionenenergie unterdrückt werden. Im Bericht über ihre Albeit wiesen sie daraufhin, daß es möglich ist, durch ein Biassputtersystem in hochfrequenzgleichsp annungsgekopp elter Betriebsart eine Bildung von Siliciumdünnfilmen mit einer recht guten Qualität und einer sauberen Schnittstelle durch Oberflächenreinigung zu erreichen und ein scharfes Dotiermittelprofil und eine Insitu-Aktivierung der Dotierverunreinigungen zu erhalten.
Die Konstruktion einer Vorrichtung, die geeignet ist zum Durchführen eines Biassputtersystems in hochfrequenzgleichsp annungsgekopp elter Betriebsart wird in Fig. 11 dargestellt. Die Vorrichtung stellt im wesentlichen ein Biassputtersystem mit Magnetron und hochfrequenzgleichsp annungsgekopp elter Betriebsart dar. In Fig. 11 sind eine Vakuumkammer 91, ein Target 92, ein Permanentmagnet 93, ein Siliciumträger 94, ein Trägerhalter 95, eine 100-MHz-Hochfrequenzenergieversorgung 96, eine Ab gleichschaltung 97, eine Gleichsp annungsversorgung 98 zur Festlegung des Potentials des Targets, eine Gleichspannungsversorgung 99 zur Bestimmung des Potentials des Trägers und die Tiefpaßfilter 100 und 101 für das Target beziehungsweise den Träger dargestellt. In dieser Vorrichtung wird ein Versorgungssystem für ultrareines Gas verwendet, und ein ölfreies Ultrahochvakuumabsaugsystem und eine TiN-Beschichtung mit guter Ausgasungseigenschaft in einer Aluminiumvakuumkammer werden eingesetzt, wodurch der Gehalt der Verunreinigungen des Ar-Gases, das in die Kammer eingeleitet wird, auf wenige ppb oder weniger selbst im Bezug auf Feuchtigkeit (was die Hauptverunreinigung darstellt) verringert werden kann, und es kann ein Hintergrundvakuum vor Anheben der Trägertemperatur auf 300ºC von etwa 2,66 x 10&supmin;&sup8; Pa (2 x 10&supmin;¹&sup0; Torr) erhalten werden. Weil die 100-MHz-Hochfrequenzspannungsversorgung für das Target bereitgestellt ist, ist es möglich, ein hochdichtes Plasma zu erzeugen. Daneben ist es, weil die Gleichspannungsenergieversorgungen für die Vorspannungen, um das Target- und das Trägerpotential zu steuern, an das Target und den Träger durch einen Tiefpaßfilter angeschlossen sind, möglich, eine genaue Steuerung der Filmwachstumsbedingungen unabhängig voneinander durchzuführen, wie zum Beispiel (a) der Filmwachstums geschwindigkeit, (d) der Energie der Ar-Ionen, die den Träger bombardieren, und (c) der Plasmadichte.
Im Rahmen der Erfindung wurden experimentelle Untersuchungen am vorstehend genannten Biassputtersystem in der hochfrequenzgleichsp annungsgekoppelten Betriebsart durchgeführt. Als Ergebnis wurde gefunden, daß das Biassputtersystem in der hochfrequenzgleichsp annungsgekopp elten Betriebsart die folgenden Probleme (1) bis (3) aufwies:
(1) Das im Verfahren verwendete Al-Gas wird in die epitaxialen Filme in einer Menge von 8 x 10¹&sup8; cm³ oder mehr aufgenommen, was zu einer schlechten Filmqualität führt. Die Verschlechterung des Filmes tritt besonders bei Verfahren zur Fertigung von Vorrichtungen in Erscheinung, die oberhalb der Filmwachstumstemp eratur ausgeführt werden.
(2) Bei Abscheidung des Filmes an einem Stufenbereich wird eine Unterbrechung im abgeschiedenen Film erzeugt (nämlich die Stufenbedeckung ist schlecht).
(3) Viele Fehler, hauptsächlich Stapelfehler, werden in den epitaxialen Filmen, die auf einem unterschiedlich konditionierten Träger, wie zum Beispiel einem Si(111)-Träger aufgebracht sind, und in den heteroepitaxialen Filmen, die auf einem SiC-Film oder dergleichen aufgebracht sind, erzeugt, begleitet von nicht zufrie denstellen den Schnittflächenbedingun gen.
Im Rahmen der Erfindung wurden intensive Untersuchungen über die Gründe dieser Probleme durchgeführt, wobei herausgefunden wurde, daß die hauptsächlichen Gründe
(i) die hohen Adhäsionskoeffizienten von Ar gegenüber dem Träger bei der genannten Temperatur von 300ºC und
(ii) die niedrige Energie und die ungenügende Oberflächenmigration der Atome (zum Beispiel Si-Atome), die als epitaxialer Film wachsen
sind. Um die Gründe (i) und (ii) für die vorstehenden Probleme zu beseitigen, wurde im Rahmen der Erfindung durch das folgende Experiment 1 versucht, die Trägertemperatur während des Filmwachstums anzuheben.

Experiment 1

Es wurden die Wirkungen des Anhebens der Trägertemperatur während des Filmwachstums mit Hilfe des Biassputtersystems in einer hochfrequenzgleichspannungsgekoppelten Betriebsart untersucht.
Zuerst wurden mit Hilfe des Biassputtersystems in hochfrequenzgleichspannungsgekoppelter Betriebsart bei Trägertemperaturen von 300 bis 800ºC Filme gezüchtet. Vor dem Filmwachstum wurde die Beziehung zwischen Trägertemperatur und Hintergrundvakuum grad untersucht. Als Ergebnis wurde gefunden, daß der Hintergrundvakuumgrad 2,66 x 10&supmin;&sup8; Pa (2,0 × 10&supmin;¹&sup0; Torr) beträgt, wenn die Trägertemperatur den Wert hat, den sie vor dem Erwärmen aufweist, das heißt, bei etwa Raumtemperatur, aber der Hintergrundvakuumgrad wird verringert auf oder unter 1,33 x 10&supmin;&sup6; Pa (1,0 × 10&supmin;&sup8; Torr) bei Trägertemperaturen, die 300ºC überschreiten, und wird auf oder unter 1,33 x 10&supmin;&sup5; Pa (1 × 10&supmin;&sup7; Torr) bei Trägertemp eraturen von 400ºC verringert.
Bei Untersuchungen der Komponenten der Atmosphäre in der Filmzüchtungskammer unter der Bedingung der Evakuierung auf Hintergrundevakuierungs grad wurde gefunden, daß die Atmosphäre hauptsächlich H&sub2;O, CO und CO&sub2; enthielt.
Für das Filmwachstum wurde eine Wafer von 12,7 cm (5 mcli) aus FZ-Silicium (100) vom n-Typ mit einer P-Konzentration von 1,8 x 10/cm³ als Target verwendet und eine Wafer von 10,16 cm (4 inch) aus FZ-Silicium (100) vom p-Typ mit einer B-Konzentration von 1,0 × 10¹&sup5;/cm³ als Träger verwendet.
Eine Seite des Siliciumträgers wurde wie folgt, gemäß dem Verfahren, das in Fig. 2 dargestellt ist, mit einem Muster versehen.
Zuerst wurde, wie in Fig. 2(A) dargestellt, der Si-Träger 42 durch ein Widerstandsheizyerfahren in einer Atmosphäre aus einer Mischung aus H&sub2; (2 l/min) und 02 (4 l/min) bei 1000ºC 54 min lang einer thermischen Oxidation unterzogen, wobei ein etwa 200 nm (2000 Å) dicker SiO&sub2;-Film 43 gebildet wurde.
Der Si-Träger mit dem so gebildeten SiO&sub2;-Film 43 wurde in eine Rotationsbeschichtungsvorrichtung gegeben, und ein 1µm dicker Film 44 aus einem Resist (OFPR, Produkt der Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.,) wurde darauf gebildet (Fig. 2(B)).
Nachdem der Si-Träger in der üblichen Weise belichtet und entwickelt worden war, wurde er in ein Reaktivionenätzsystem (RIE) mit parallelen Platten verbracht, worin der SiO&sub2;-Film unter den Ätzbedingungen, die im folgenden angegeben sind, weggeätzt wurde. So wurden Muster auf dem Si-Träger 40 gebildet. Die Muster bestanden aus einer Vielzahl von ausgesparten Bereichen von 1 µm Breite und 1 µm Höhe und einer Vielzahl von quadratischen Mustern, deren Größe im Bereich von 10 µm x 10 µm bis 1 mm × 1 mm lag. Ätzbedingungen: Gasströmungsgeschwindigkeit: Hochfrequenzenergie: Druck: Zeit:
Der Resist wurde vom so gemusterten Träger abgelöst, wodurch ein Träger für Experimente erhalten wurde (Fig. 2(C)). Der Träger wurde durch den konventionellen Naßprozeß gereinigt und in die Kammer 91 gegeben, wie in Fig. 11 dargestellt. Der Hintergrundvakuumgrad bei einer Trägertemperatur von 300ºC be trug 1,28 x 10&supmin;&sup6; Pa (9,6 x 10&supmin;&sup9; Torr). Als nächstes wurde Ar-Gas aus einem Gasversorgungssystem eingeleitet, das aus einem Versorgungssystem für ultrareines Gas bestand, so daß der Druck im Inneren der Vakuumkammer auf 1,33 Pa (10 m Torr) eingestellt wurde. Die Gleichspannung auf der Seite des Trägers 16 und die Gleichspannung auf der Seite des Targets 12 wurden auffestgelegte Werte eingestellt, die im folgenden angegeben sind und die Hochfrequenzenergie wurde an die Kammer 91 angelegt, wodurch die Reinigung der Trägeroberfläche bewirkt wurde.
Im folgenden wurden die Trägertemperaturen auf einen Wert im Bereich von 300 bis 800ºC (300, 400, 500, 600, 700 und 800ºC) angehoben und ein etwa 100 nm (1000 Å) dicker Siliciumfilm wurde bei jeder Trägertemperatur gezüchtet, wobei die Trägergleichspannung, die Targetgleichspannung und die Hochfrequenzenergie auffestgelegte Werte eingestellt wurden, die im folgenden aufgeführt sind. Die Trägerreinigungsbedingungen und die Filmwachstumsbedin gungen, die in diesem Experiment verwendet wurden, sind im folgenden dargestellt. Hier wurde die Frequenz der Hochfrequenzenergie, die auf der Targetseite eingeführt wurde, auf einem konstanten Wert von 100 MHz gehalten. Reinigung der Trägeroberfläche Wachstum des Si-Filmes Hochfrequenzenergie, Targetseite Gleichspannung, Targetseite Ar-Gasdruck Gleichspannung, Trägerseite Trägertemperatur Prozeßdauer
Das Plasmapotential (Vp) während des Filmwachstums betrug etwa 35 V, wie mit dem üblichen Langmuir-Sonden-Verfahren gemessen wurde. Das Potential (Vs) des Trägers war konstant 5 V, weil es durch die Gleichspannungsenergiever sorgung 28 auf der Trägerseite gesteuert wurde. Angetrieben durch die Potentialdifferenz von etwa 30 V (=35V - 5V) bombardierten die Al-Jonen im Plasma den Träger mit einer Energie mit etwa 30 eV. Der Energiewert war zum Durchführen eines epitaxialen Wachstums ohne Beschädigung des Trägers geeignet.
Während der Trägerreinigung betrugen auf der anderen Seite Vp und Vs 15 V beziehungsweise 10 V und die Energie der Ar-Ionen, die die Trägeroberfläche bombardierten, betrug 5 eV. Der Energiewert war geeignet zur Entfernung einer auf der Oberfläche absorbierten, molekularen Schicht, die hauptsächlich aus Wassermolekülen bestand.
Die so hergestellten Dünnfilme wurden untersucht durch Kristallanalyse des Dünnfllmes auf dem reinen Silicium durch Elektronenbeugung, Widerstandsmessung mit dem Vier-Punkt-Sondenvei-fahren, Messen der Mengen der Verunreinigungsatome Ar, C und O, die im Film enthalten waren, durch SIMS, Messung der Umkehrstromdichte der pn-Übergänge in den gemusterten Bereichen und Untersuchung der Stufenabdeckung durch SEM-Untersuchung.
Die Ergebnisse waren nicht gut. Bei Trägertemperaturen von 300ºC und mehr konnte nicht einmal ein epitaxialer Film einer Qualität, die vergleichbar war mit der Qualität der Filme, die im genannten Bericht beschrieben wurden, erhalten werden. Wenn nämlich die Trägertemperatur 400ºC oder mehr betrug, wurde nicht einmal ein Streifen im Elektronenbeugungsmuster des sich ergebenden Filmes beobachtet, was darauf hinweist, daß polykristallines Silicium gewachsen war. Auch die Widerstandsmessung und die Messung der Umkehrstromdichte der pn-Übergänge ergaben schlechte Resultate. Diese Ergebnisse sind wahrscheinlich auf Verunreinigungen zurückzuftihren, die an der Oberfläche des Trägers oder des abgeschiedenen Filmes haften, wodurch die Migration der Filmkomponenten behindert werden, die nachfolgend abgeschieden werden. Eine der Grundlagen für diese Argumentation ist die folgende. Die Mengen an Sauerstoff und Kohlenstof{ die im Film aufgenommen wurden, wie mit SIMS gemessen wurde, betrugen 5 x 10&supmin;&sup8;/cm³ oder mehr in den Fällen, in denen die Trägertemperatur 400ºC oder mehr betrug.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung klar hervorgeht, wurde gefunden, daß es unmöglich war, die genannten Probleme einfach durch Anheben der Trägertemperatur zu lösen. Im übrigen zeigten die experimentellen Ergebnisse, daß die Stufenabdeckung dazu neigt, verbessert zu werden, wenn die Trägertemperatur 400ºC oder mehr beträgt.
Als Ergebnis weiterer Betrachtungen und verschiedener Untersuchungen im Rahmen der Erfindung wurde gefunden, daß es erforderlich war, eine Filmzüchtungsvorrichtung mit einer solchen Konstruktion bereitzustellen, daß die Trägertemperatur angehoben werden kann, ohne ein Anwachsen des Hintergrundvakuumgrades zu verursachen (der im wesentlichen durch die Mengen oder Drücke von H&sub2;O, CO und CO&sub2;, die in der Vakuumkammer vorhanden sind, bestimmt ist). Eine Vorrichtung, die diese Anforderung erfüllt, wird im folgenden beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer solchen Vorrichtung. Die Vorrichtung stellt ein Biassputtersystem vom Zweifrequenztyp dar. In der Zeichnung sind eine Vakuumkammer 11, ein Target 12, elektrostatische Spannfutter 13 und 14, ein Permanentmagnet 15, ein Träger 16, eine 100-MHz-Hochfrequenzenergieversorgung 17, eine 190-MHz-Hochfrequenzenergieversorgung 18, Ab gleichschaltkreise 19 und 20, eine Gleichspannungsenergieversorgung 27 zur Bestimmung des Gleichspannungspotentials des Targets, eine Gleichspannungsversorgung 28 zur Bestimmung des Gleichspannungspotentials des Trägers, Tiefpaßfilter 21 und 22 flir das Target beziehungsweise den Träger, Bandpaßfilter 23 und 24, eine Tandemturbomolekularpumpe vom Typ mit magnetischem Hub (magnetic levitation type tandem turbomolecular pump), eine Trockenpumpe 26 und eine Xenonlampe 29 zum Erwärmen des Trägers.
Die Vakuumkammer 11 ist aus rostfreiem Edelstahl, Typ SUS 316, hergestellt, und die innere Oberfläche der Kammer wird mit Polieren mit einer elektrolytischen Verbindung (electrolytic compound polishing) und elektrolytischem Polieren auf Spiegelglanz behandelt, wobei eine Oberflächenrauheit von Rmax < 0, 1µm erreicht wurde, worauf mit eineni passiven Oxidfilm unter Verwendung von hochreinem Sauerstoff beschichtet wurde. Die Oberflächen der elektrostatischen Sp annfutter sind mit einem hochgradig wärmebeständigen Material beschichtet, das gute Ausgasungseigenschaften aufweist, wie zum Beispiel Bornitrid (BN). Dieses Material ist nur ein Beispiel, und andere Materialien, die für die Minimierung der Verschmutzung mit Verunreinigungen beim Anheben der Träger temperatur geeignet sind, können auch verwendet werden. Der gesamte Teil des Gasauslaßsystems, einschließlich Masseflußsteuervorrichtungen und Filtern, ist aus rostfreiem Edelstahltyp, Typ SUS 316, gebildet, der Elektropolier- und Passivierungsbehandlungen oder dergleichen unterzogen wurde, so daß ein Gas für diesen Prozeß, das in die Kammer eingeleitet wurde, im wesentlichen frei von bedeutenden Mengen von Verunreinigungen ist.
Das Ablaß- oder Evakuiersystem ist wie folgt konstruiert. Die Turbomolekularpumpe vom Tandemtyp 25 besteht aus 2 Tandemturbomolekularpumpen vom Typ mit magnetischem Hub, die in Serie geschaltet sind, und die Trockenpumpe 26 dient als Hilfspumpe. Das Ablaßsystem ist ein ölfreies System, das so gestaltet ist, daß es die Verschmutzung der Vakuumkammer 11 mit Verunreinigungen verhindert. Die sekundäre Turbomolekularpumpe ist vom Typ mit großer Strömungsgeschwindigkeit und ihre Evakuiergeschwindigkeit wird selbst für Vakuumgrade unterhalb von 0,133 Pa (10&supmin;³ Torr) während der Erzeugung des Plasmas beibehalten.
Der Träger 16 wird in die Vakuumkammer 11 durch eine Ladeverschlußkammer (nicht dargestellt) eingeführt, die in Kontakt mit der Vakuumkammer 11 angeordnet ist, wodurch ein Vakuumgrad von 1,33 x 10&supmin;&sup9; Pa (10&supmin;¹¹ Torr) in der Vakuumkammer erreicht wird. Unter Verwendung der Vorrichtung, die in Fig. 1 dargestellt ist und vorstehend beschrieben wurde, wurden die folgenden Experimente durchgeführt.

Experiment 2

Unter Berücksichtigung der Ergebnisse, die im vorstehenden Experiment 1 erhalten wurden, wurden die Wirkungen der Partialdrücke von H&sub2;O, CO und CO&sub2; während des Wachstums eines Siliciumfilmes auf die Eigenschaften des sich ergebenden Filmes untersucht.
Der Träger 16 wurde in der gleichen Weise wie in Experiment 1 mit einem Muster versehen. Zuerst wurde, wie in Fig. 2(A) dargestellt, ein Si-Träger 42 durch ein Widerstandsheizverfahren in einer Atmosphäre aus einer Mischung aus H&sub2; (2 l/min) und 02 (4 l/min) bei 1000ºC 54 min lang thermisch oxidiert, wobei ein etwa 200 nm (2000 Å) dicker SiOºC-Film 43 gebildet wurde.
Der Si-Träger mit dem so gebildeten SiO)-Film 43 wurde in eine Rotationsbeschichtungsvorrichtung gegeben, und ein 1µm dicker Film 44 aus einem Resist (OFPR, Produkt der Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.,) wurde darauf gebildet (Fig. 2(B)).
Nachdem der Si-Träger in der üblichen Weise belichtet und entwickelt worden war, wurde er in ein Reaktivionenätzsystem (RIE) mit parallelen Platten verbracht, worin der SiO&sub2;-Film 43 unter den Ätzbedingungen, die im folgenden angegeben sind, weggeätzt wurde. So wurden Muster auf dem Si-Tränger 40 gebildet. Die Muster bestanden aus einer Vielzahl von ausgesparten Bereichen von 1 µm Breite und 1 µm Höhe und einer Vielzahl von quadratischen Mustern, deren Größe im Bereich von 10 µm x 10 µm bis 1 mm x 1 mm lag.
Ätzbedin gun gen:
Gasströmungsgeschwindigkeit: CHF&sub3; : O&sub2; = 30 sccm : 5 sccm
Hochfrequenzenergie : 700 W
Druck: 17,29 Pa (0,13 Torr)
Zeit: 3 min
Der Resist wurde von dem so gemusterten Träger abgelöst, wodurch ein Träger für Experimente erhalten wurde (Fig. 2(C)). Der Träger wurde durch den konventionellen Naßprozeß gereinigt, in die Kammer 11 gegeben und auf der elektrostatischen Spannvorrichtung 14 befestigt, wie in Fig. 1 dargestellt. Der Hintergrundvakuumgrad bei einer Trägertemperatur von 300ºC betrug 2,66 x 10&supmin;&sup9; Pa (2,0 × 10&supmin;¹&sup0; Torr). Als nächstes wurde Ar-Gas aus einem Gasversorgungssystem eingeleitet, das aus einem Versorgungssystem für ultrareines Gas bestand, um den Druck im Innern der Vakuumkammer auf 1,33 Pa (10 mTorr) einzustellen. Die Gleichspannung auf der Seite des Trägers 16 und die Gleichspannung auf der Seite des Targets 12 wurden auffestgelegte Werte eingestellt, die im folgenden angegeben sind, und die Hochfrequenzenergie wurde an die Kammer 11 angelegt, wodurch die Reinigung der Trägeroberfläche bewirkt wurde. Im folgenden wurde die Trägertemperatur auf einen Wert im Bereich von 300 bis 800ºC (300, 380, 400, 420, 500, 550, 600, 680, 700, 720 und 800ºC) angehoben und ein etwa 100 nm (1000 Å) dicker Siliciumfilm wurde bei jeder Trägertemperatur gezüchtet, wobei die Gleichspannungen am Träger 16 und am Target 12 und die Hochfrequenzenergie auffestgelegte Werte eingestellt wurden, die im folgenden aufgeführt sind.
Die Trägerreinigungsbedingungen und die Filmwachstumsbedingungen, die in diesem Experiment verwendet wurden, sind im folgenden dargestellt. Hier wurde die Frequenz der Hochfrequenzenergie, die auf der Targetseite eingeführt wurde, auf einem konstanten Wert von 100 MHz gehalten. Reinigung der Trägeroberfläche Wachstum des Si-Filmes Hochfrequenzenergie, Targetseite Gleichspannung, Targetseite Ar-Gasdruck Gleichspannung, Trägerseite Trägertemperatur 300ºC Prozeßdauer
Das Plasmapotential (Vp) während des Filmwachstums betrug etwa 35 V, wie mit dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen wurde. Das Potential (Vs) des Trägers war konstant 5 V, weil es durch die Gleichspannungsenergieversorgung 28 auf der Trägerseite gesteuert wurde.
Angetrieben durch die Potentialdifferenz von etwa 30 V (= 35V - 5V) bombardierten die Ar-Ionen im Plasma den Träger mit einer Energie mit etwa 30 eV, wobei der Wert geeignet war zum Durchführen eines epitaxialen Wachstums ohne Beschädigung des Trägers.
Auf der anderen Seite waren in Vp und Vs während des Reinigens des Trägers die gleichen wie in Experiment 1.
Die so hergestellten Filme wurden untersucht durch Kristallanalyse des Dünnfilmes auf dem reinen Träger durch Elektronenbeugung, Widerstandsmessung mit dem Vier-Punkt-Sondenverfahren, Messen der Mengen der Verunreinigungsatome Ar, C und O, die im Film enthalten waren, durch SIMS, Messung der Umkehrstromdichte der pn-Übergänge in den gemusterten Bereichen und Untersuchung der Stufenab deckung durch SEM-Untersuchung.
Die Ergebnisse der Messung des spezifischen Widerstandes sind in Fig. 3 grafisch dargestellt. Aus Fig. 3 kann klar erkannt werden, daß der spezifische Wi derstand der aufgewachsenen Siliciumfilme seinen Minimalwert bei Trägertemperaturen im Bereich von 500 bis 550ºC annimmt und schlagartig anwächst, wenn die Trägertemperatur 700ºC überschreitet.
Die Meßergebnisse der Verunreinigungsmenge von Ar in den Siliciumfilmen mit tels SIMS sind in Fig. 4 grafisch dargestellt. Es ist offensichtlich aus Fig. 4, daß der Ar-Gehalt der erhaltenen Siliciumfilme bei Trägertemperaturen im Bereich von 400 bis 700ºC klein ist und dazu neigt, mit dem Anwachsen der Trägertemperatur allmählich abzunehmen. Es ist auch zu erkennen, daß der Ar-Gehalt schlagartig anwächst, wenn die Trägertemperatur unter 400ºC sinkt oder über 700ºC steigt.
Die Meßergebnisse des Kohlenstoffgehaltes und des Sauerstoffgehaltes des aufgewachsenen Siliciumfilmes sind in Fig. 5 grafisch dargestellt. Es ist klar aus Fig. 5, daß der C-Gehalt und O-Gehalt der erhaltenen Siliciumfilme mit dem Anwachsen der Trägertemperatur anwächst und insbesondere ein schlagartiges Anwachsen zeigt, wenn die Trägertemperatur 700ºC überschreitet.
Die Meßergebnisse der Umkehrstromdichte der pn-Übergänge sind in Fig. 6 grafisch dargestellt. Wie Fig. 6 zu erkennen gibt, nimmt die Umkehrstromdichte einen minimalen Wert bei einer Trägertemperatur im Bereich von 500 bis 550ºC an und wächst schlagartig an, wenn die Trägertemperatur unter 400ºC absinkt oder über 700ºC ansteigt.
Die Ergebnisse der Elektronenbeugung, der Stufenbedeckung und der Messungen des Hintergrundvakuumgrades sind in Tabelle 1 zusammen mit den vorstehenden Ergebnissen aufgeführt.
Die vorstehend beschriebenen experimentellen Ergebnisse ergaben die folgenden Punkte (i) bis (iii):
(i) Bezüglich des spezifischen Widerstandes der gezüchteten Siliciumfllme und der Umkehrstromdichte der pn-Übergänge, die die elektrischen Eigenschaften darstellen, die am wichtigsten für die Herstellung von Halbleitervorrichtungen sind, wurden gute Werte erhalten, wenn die Trägertemperatur während des Filmwachstums im Bereich von 400 bis 700ºC lag, wobei bessere Werte erhalten wurden bei Trägertemperaturen von 500 bis 600ºC und insbesondere die besten Werte erhalten wurden bei Trägertemperaturen von 500 bis 550ºC.
(ii) Im Hinblick auf (i) in Verbindung mit der Stufen ab deckung und der Tatsache, daß der Siliciumfilm sogar auf einem Aluminiumfilm ab geschieden werden kann, der auf dem Träger vorhanden ist, ohne Zerstörungen am Al-Film zu verursachen, ist der am meisten bevorzugte Bereich für die Trägertemperatur während des Filmwachstums 500 bis 550ºC.
(iü) Wenn die Trägertemperatur während des Filmwachstums unter 400ºC liegt, werden Ar-Ionen stark an der Trägeroberfläche absorbiert, was einen anwachsenden Ar-Gehalt des erhaltenen Filmes ergibt. Wenn die Trägertemperatur 700ºC überschreitet, weist der sich ergebende Film eine verringerte Kristallinität und deshalb einen angehobenen Ar-Gehalt auf.

Experiment 3

Die Wirkungen der Energie eines jeden Ar-Ions während des Wachstums des Siliciumfllmes auf dem sich ergebenden Film wurden untersucht.
Die Bildung von Siliciumfllmen in diesem Experiment wurde in der gleichen Weise wie in Experiment 2, das vorstehend beschrieben wurde, ausgeführt, mit der Ausnahme, daß die Trägertemperatur während des Wachstums des Siliciumfilmes auf 500ºC festgelegt und die Gleichspannung auf der Seite des Trägers 16 so eingestellt wurde, daß das Trägeroberflächenpotential im Bereich von -10 bis +20 Volt schwankte. Die so erhaltenen Siliciumfllme wurden der Widerstandsmessung durch das Vier-Punkt-Sondenverfahren unter Messung des Gehaltes an Al-Verunreinigung der Siliciumfllme mit Hilfe von SIMS unterworfen, wobei die Ergebnisse in Figur 9 grafisch dargestellt sind. Es ist aus Fig. 9 zu ersehen, daß der spezifische Widerstand der erhaltenen Siliciumfilme sich mit Verringern des Trägeroberflächenpotentials verringert, wenn das Potential im Bereich von 0 bis 20 Volt liegt und der spezifische Widerstand mit dem Absinken des Potentials anwächst, wenn das Potential unter 0 V erniedrigt wird. Daneben entspricht, wie in Fig. 9 dargestellt, die Änderung des Trägerpotentials im Be reich von -10 Volt bis +20 Volt der Änderung der Energie eines jeden Ar-Ions (entspricht Vp - Vs) im Bereich vom 15 eV bis 45 eV. Mit anderen Worten wird der spezifische Widerstand des erhaltenen Siliciumfilmes vergrößert, wenn die Energie eines jeden Ar-Ions 40 eV erreicht.
Dieses Experiment erbrachte die folgenden Punkte (i) und ii):
(i) Wenn die Energie eines jeden Ar-Ions, das den Träger bombardiert, einen Schwellenwert (etwa 40 eV) für das Sputtern des Siliciumträgers durch Ar-Ionen überschreitet, wird der Träger beschädigt, und der abgeschiedene Dünnfilm besitzt eine erniedrigte Kristallinität und einen vergrößerten spezifischen Widerstand.
(ii) Wenn die Energie eines jeden bombardierenden Ar-Jons nicht ausreicht, wird die Kristallinität des abgeschiedenen Filmes wiederum schlecht.

Experiment 4

Die Wirkungen des Partialdruckes des H&sub2;O, das die Hauptverunreinigung in der Filmzüchtungsatmosphäre während der Züchtung eines Siliciumfllmes auf dem sich ergebenden Film darstellt, wurden untersucht.
Die Bildung von Siliciumfllmen in diesem Experiment wurde in der gleichen Weise durchgeführt wie in Beispiel 2, das vorstehend erwähnt wurde, mit der Ausnahme, daß die Trägertemperatur während des Wachstums des Siliciumfilmes auf 500ºC festgelegt wurde und der Partialdruck des H&sub2;O variiert wurde. Für die so erhaltenen Filme wurde der Ar-Gehalt und die pn-Übergangsumkehrstromdichte in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 gemessen. Die Ergebnisse der beiden Messungen sind in Fig. 10 grafisch dargestellt. Wie klar aus Fig. 10 hervorgeht, wachsen sowohl der Ar-Gehalt der Filme als auch die Umkehrstromdichte der pn-Übergänge schlagartig an, wenn der Partialdruck des H&sub2;O während des Wachstums des Siliciumfilmes 1,33 × 10&supmin;&sup6; Pa (10&supmin;&sup8; Torr) überschreitet.
Aus diesem Experiment ergaben sich die folgenden Punkte (i) und (ii).
(i) Der Ar-Geh alt des gezüchteten Siliciumfilmes wird auf einen niedrigen Pegel eingestellt, was zu guter Kristallinität führt, wenn der H&sub2;O-Partialdruck während des Filmwachstums nicht mehr als 1,33 x 10&supmin;&sup6; Pa (10&supmin;&sup8; Torr) beträgt. Wenn auf der anderen Seite der Partialdruck des H&sub2;O 1,33 x 10&supmin;&sup6; Pa (10&supmin;&sup8; Torr) überschreitet, wird die Kristallinität verringert.
(ii) Die Umkehrstrom dichte der pn-Übergänge wird auf einen niedrigen Pegel eingerichtet, was gute elektrische Eigenschaften sicherstellt, wenn der Partialdruck des H&sub2;O während des Filmwachstums nicht mehr als 1,33 x 10&supmin;&sup6; Pa (10&supmin;&sup8; Torr) beträgt. Wenn der Partialdruck des H&sub2;O 1,33 x 10&supmin;&sup6; Pa (10&supmin;&sup8; Torr) überschreitet, wächst auf der anderen Seite die Umkehrstrom dichte an und die elektrischen Eigenschaften verschlechtern sich.

Detaillierte Erklärung der bevorzugten Ausführungsformen

Die Erfindung, die auf Grundlage der gefundenen Ergebnisse, die durch die vorstehend beschriebenen Experimente erhalten wurden, gemacht wurde, stellt ein verbessertes Verfahren zur Bildung eines epitaxialen Filmes durch ein Sputterverfahren bereit.
Das Verfahren zur Bildung eines epitaxialen Filmes durch ein erflndungsgemaßes Sputterverfahren schließt typischerweise die folgenden zwei Gesichtspunkte ein.
In einem Gesichtspunkt dieser Erfindung wird ein Verfahren zur Bildung eines epitaxialen Filmes durch ein Sputterverfahren bereitgestellt, worin eine Gleichspannung und eine plasmaerzeugende Hochfrequenzenergie an ein Target angelegt werden, und der epitaxiale Film auf dem Träger, an den eine Gleichspannung angelegt wird, mit Hilfe eines Sputterverfahrens gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Filmbildung ausgeführt wird, während die Partialdrükke von H&sub2;O, CO und CO&sub2; in einer Atmosphäre eines Filmzüchtungsraumes jeweus auf 1,33 x 10&supmin;&sup6; Pa (10&supmin;&sup8; Torr) oder weniger eingestellt werden, und der Träger während der Bildung des epitaxialen Filmes auf einer Temperatur im Bereich von 400 bis 700ºC gehalten wird.
In einem anderen Gesichtspunkte Erfindung wird ein Verfahren zur Bildung eines epitaxialen Filmes durch ein Sputterverfahren bereitgestellt, worin eine Gleichspannung und eine plasmaerzeugende Hochfrequenzenergie an ein Target angelegt werden, und der epitaxiale Film auf dem Träger, an den eine Gleichspannung angelegt wird, mit Hilfe eines Sputterverfahrens gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Filmbildung ausgeführt wird, während die Partialdrücke von H&sub2;O, CO und CO&sub2; in einer Atmosphäre eines Filmzüchtungsraumes jeweils auf 1,33 x 10&supmin;&sup6; Pa (10&supmin;&sup8; Torr) oder weniger eingestellt werden, und der Träger während der Bildung des epitaxialen Filmes auf einer Temperatur im Bereich von 400 bis 700ºC gehalten und eine Hochfrequenzspannung an den Träger angelegt wird.
Gemäß der Erfindung werden die Probleme, die im Stand der Technik auftreten, wie vorstehend beschrieben, gelöst und die folgenden Wirkungen bereitgestellt.
Das heißt:
(a) Die Adhäsionskoefflzienten gegenüber der Trägeroberfläche der Atome, die das Plasma ausmachen, aber nicht zum Aufbau des abgeschiedenen Filmes dienen, wie zum Beispiel Ar und He, sind bemerkenswert verringert.
(d)Als Ergebnis von (a) ist die Wahrscheinlichkeit, daß die Atome im Plasma, die den Film nicht aufbauen (Ar, He und dergleichen), in den abgeschiedenen Film eingebaut werden, deutlich verringert.
(c) Die Wanderung der Atome, die den Film ausmachen, an der Oberfläche des Trägers des. wachsenden Filmes ist stark vergrößert. Und
(d) Als Ergebnis von (c) wird Kristallwachstum wirksam mit guter Stufenabdekkung durchgeführt, so daß ein hochgradig kristalliner Film mit guter Stufendekkung abgeschieden wird.
Gemäß der Erfindung ist es deshalb möglich, einen hochqualitativen epitaxialen Film wirksam und zuverlässig zu erhalten.
Daneben ist es unmöglich, einen wünschenswerten, hochqualitativen, epitaxialen Film zu erhalten, wie deutlich durch die vorstehenden Experimente gezeigt wird, wenn einer oder mehrere der Partialdrücke von H&sub2;O, CO und CO&sub2; 1,33 x 10&supmin;&sup6; Pa (1 x 10&supmin;&sup8; Torr) überschreitet oder die Trägertemperatur während des Filmwachstums unter 400ºC oder über 700ºC liegt.
In der Erfindung ist es wünschenswert, um die Atome, die das Plasma ausmachen oder dergleichen, die aber keine Atome zum Aufbau des abgeschiedenen Filmes darstellen, davon abzuhalten, während des Filmwachstums in den Film eingebaut zu werden, ein Versorgungssystem für ultrareines Gas zu verwenden, um die erforderlichen Gase im Verfahren bereitzustellen, ein ölfreies Ultrahochvakuumabsaugsystem zu verwenden und eine Kammer aus einem Material zu verwenden, das kein Gas oder kaum irgendwelches Gas abgibt. Zusätzlich ist es zum Erzeugen von stabilerem Plasma wirksam, eine Hochfrequenzleistung (Hochfrequenzenergie) auch an den Träger anzulegen. Insbesondere ist es, wo der Träger aus einem isolierenden Material gebildet ist, möglich, das elektrische Potential der Trägeroberfläche durch Einstellen der Hochfrequenzleistung (Hochfrequenzenergie), die an den Träger angelegt ist, und der Frequenz der Energie zu steuern. Was die Frequenz der Hochfrequenzenergie; die an den Träger angelegt werden soll, betrifft, ist es wünschenswert, daß sie größer ist als die Frequenz der Hochfrequenzenergie, die an das Target angelegt wird.
Die Gleichspannung, die an den Träger angelegt werden soll, schließt in dieser Erfindung eine Spannung von 0 Volt (0V) ein.
Was das Gas betrifft, das während der Filmbildung bereitgestellt wird, kann es sich um ein Inertgas, wie zum Beispiel Ar, He und dergleichen handeln, ein aktives Gas, wie zum Beispiel HCl , F&sub2; und dergleichen, oder eine Mischung aus diesen Gasen. In jedem Fall ist es im Bezug auf diese Gase wünschenswert, daß sie von hoher Reinheit sind.
Und was den jeweiligen Gehalt von H&sub2;O, CO und CO&sub2; betrifft, ist es wünschenswert, daß er bevorzugt 1 ppm oder weniger beträgt und weiter bevorzugt 100 ppb oder weniger.
Der innere Druck der Vakuumkammer während der Filmbildung wird auf einem angemessenen Wert gehalten, bei dem Entladung nach Wunsch in der Vakuumkammer bewirkt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform dafür wird er auf den Bereich von 0,133 bis 6,65 Pa (1 mTorr bis 50 mtorr) eingestellt.
Was den Träger während der Filmbildung betrifft, ist es wünschenswert, daß er so angeordnet ist, daß eine saubere Oberfläche des Trägers freigelegt ist. Der Träger, der in der Vakuumkammer angeordnet ist, wird zum Beispiel der Oberflächenreinigung mit Bestrahlung von Ionen unterworfen, während die Hochfrequenzenergie, die Gleichspannung, der Gasdruck und dergleichen so eingestellt wird, daß kein Schaden an der Oberfläche des Trägers zurückgelassen wird.
Zum Zeitpunkt der Filmbildung ist es gewünscht, die Energie eines jeden Ions, das auf den Träger abgeschossen wird, angemessen auf eine Größe einzustellen, die keine Schäden an der Oberfläche des Trägers verursacht, durch angemessenes Einstellen des Gasdruckes in der Vakuumkammer, der Hochfrequenzenergie, die an (las Target angelegt ist, der Gleichspannung, die an das Target angelegt ist, der Gleichspannung, die auf den Träger einwirkt, und, sofern vorhan den, der Hochfrequenzenergie, die gegebenenfalls an den Träger angelegt ist. In dem Fall, in dem der Träger so gestaltet ist, daß er aus Silicium (Si) besteht, ist es wünschenswert für die Energie eines jeden Ions, das auf den Träger abgeschossen wird, auf 40 eV oder weniger eingestellt zu werden. Der Wert von 40 eV entspricht dem Schwellenwert für die Zerstäubung von Silicium und ist die obere Grenze für die Ionenenergie, die keinen Schaden an der Oberfläche eines Siliciumträgers hinterläßt.
Das Erhitzen des Trägers wird wünschenswerterweise durchgeführt mit einer Bestrahlungseinrichtung unter Verwendung von Lampenlicht, wie zum Beispiel einer ke-Lampe, einer Halogenlampe und dergleichen, einer Widerstandsheizeinrichtung oder dergleichen.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird ein einkristalliner Film der Verbindung, die das Target ausmacht, epitaxial gezüchtet auf Grundlage der Information der kristallinen Orientierung des einkristallinen Trägers, auf dem sie gezüchtet wird. In diesem Fall wird ein Dotiermittel im Target in den wachsenden Film aufgenommen, wobei er seinen Anteil beibehält.
Zum Beispiel wird im Fall der Bildung eines epitaxialen Siliciumfllmes unter Verwendung eines Siliciumtargets, das ein Dotiermittel in einem festgelegten Anteil erhält, der sich ergebende Film so gestaltet, daß er einen spezifischen Widerstand aufweist, der etwa 100 bis 120% des spezifischen Widerstandes von Silicium in Masse entspricht, und gute Eigenschaften zeigt. Insbesondere in dem Fall, in dem der Träger bei einer Temperatur im Bereich von 500 bis 600ºC gehalten wird, wird (1er sich ergebende Film so gestaltet, daß er extrem gute Eigenschaften aufweist mit einem spezifischen Widerstand, der etwa 100 bis 110 % des Widerstandes von Silicium in Masse entspricht. Was den spezifischen Widerstand des zu bildenden Filmes betrifft, wird er am kleinsten, wenn der Film ge bildet wird, während der Träger auf einer Temperatur im Bereich von 500 bis 550ºC gehalten wird.
Weiter wird der Träger gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren auf einer Temperatur von 400ºC oder mehr während der Filmbildung gehalten, und deshalb wird ein bemerkenswertes Anwachsen der Oberflächenmigration der Aufbauatome eines epitaxialen Filmes, der auf der Oberfläche des Trägers oder der des abgeschiedenen Filmes gebildet werden soll, bereitgestellt, wodurch das Problem der Diskontinuität an 5 tufenbereichen (fehlerhafte Stufenbedeckung), das im Stand der Technik auftrat, bemerkenswert verbessert wird. Insbesondere wird in dem Fall, in dem der Träger auf einer Temperatur von 500ºC oder mehr während der Filmbildung gehalten wird, das vorstehend erwähnte Problem bezüglich der Diskontinuität ausreichend verbessert, so daß es bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen vernachlässigbar wird. Zusätzlich besteht gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren eine sehr kleine Wahrscheinlichkeit für Gas des Plasmaerzeugungsverfahrens, wie zum Beispiel Ar oder He, in einen epitaxialen Film, der gebildet werden soll, eingebaut zu werden.
Auf der anderen Seite wird im Fall, in dem der Träger während der Filmbildung auf einer Temperatur oberhalb von 700ºC gehalten wird, der sich ergebende Film so gestaltet, daß er eine schlechte Kristallinität aufweist und ein Problem verursacht wird, daß das Gas des Plasmaerzeugungsverfahrens (Ar, He oder dergleichen) oft in dem Film aufgenommen wird.
Im allgemeinen gibt es in dem Fall, in dem die Temperatur des Trägers während der Filmbildung angehoben wird, eine Tendenz, daß die Partialdrücke von H&sub2;O, CO und CO&sub2; in der Filmbildungsatmosphäre anwachsen, indem die Temperatur des Trägers steigt. In einem solchen Fall gibt es eine höhere Wahrscheinlichkeit für C und O, als Verunreinigungen in dem zu bildenden Film aufgenommen zu werden, und deshalb wird der sich ergebende Film so gestaltet, daß er keine zufriedenstellenden Eigenschaften besitzt. Das Problem tritt nicht im erfindungsgemäßen Verfahren auf, weil die Partialdrücke von H&sub2;O, CO und CO&sub2; während der Filmbildung jeweils auf 1,33 x 10&supmin;&sup6; Pa (1,0 × 10&supmin;&sup8; Torr) eingestellt sind, obwohl der Träger während der Filmbildung auf einer hohen Temperatur von 400 bis 700ºC gehalten wird.
Zusätzlich ist zu bemerken, daß im Fall, in dem der Träger während der Filmbildung auf Temperaturen oberhalb von 700ºC gehalten wird, der sich ergebende Film so gestaltet wird, daß er in jedem Fall schlechte Eigenschaften besitzt, wobei es darüber hinaus unmöglich ist, ein scharfes oder flaches Dotiermitteiprofil zu erreichen.
Wie vorstehend festgestellt, liegt die Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bildung eines epitaxialen Filmes mit der Hilfe eines Sputterverfahrens darin, daß der Träger auf einer Temperatur gehalten wird, die in einem spezifizierten Temperaturbereich liegt und die Partialdrücke von H&sub2;O, CO und CO&sub2; in der filmbil den den Atmosphäre während der Fumbudung jeweils auf einem bestimmten Wert gehalten werden.
Die Trägertemperatur im erfindungsgemäßen Verfahren liegt bevorzugt im Bereich von 400 bis 700ºC, weiter bevorzugt im Bereich von 500 bis 600ºC und besonders bevorzugt im Bereich von 500 bis 550ºC.
Der jeweilige Partialdruck von H&sub2;O, CO und CO&sub2; in der Filmbildungsatmosphäre beträgt bevorzugt 1,33 x 10&supmin;&sup6; Pa (1,0 x 10&supmin;&sup8; Torr) oder weniger. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform liegt die Summe der Partialdrücke von H&sub2;O, CO und CO&sub2; bei 1,33 x 10&supmin;&sup6; Pa (1,0 x 10&supmin;&sup8; Torr) oder darunter.

Beispiele

Die Erfindung wird nun genau unter Bezug auf die folgenden Beispiele erklärt, die nicht als Begrenzung der Erfindung angesehen werden sollen.

Beispiel 1

Ein bipolarer Transistor (BPT) wurde gemäß der folgenden Verfahrensweise (siehe Figg. 7 und 8) hergestellt.
(1) In einem Siliciumträger 31 vom p-Typ mit einem spezifischen Widerstand von 4 Qcm, wurde eine eingebettete Region 32 vom n&spplus;- Typ unter Verwendung der üblichen Diffusionstechnik gebildet.
(2) Auf die ein gebettete Region 32 des Si-Trägers 31 wurde eine Region 33 vom n&supmin;-Typ mit einer Filmdicke von 1,2 µm durch konventionelle Bildungsverfahren für epitaxiale Filme gebildet.
(3) Eine Region 34 vom n&spplus;-Typ zum Verringern des Kollektorwiderstandes des BPT wurde durch die übliche Diffusionstechnik gebildet.
(4) Die Region 33 vom n&supmin;-Typ wurde durch das gleiche Verfahren wie in Experiment 2 maskiert, und eine Vertiefung zur Bildung einer Vorrichtungstrennregion 35 wurde diirch Ätzen gemäß dem üblichen RIE-Verfahren gebildet. Arsenionen (As) wurden in einen Bodenbereich der Vertiefung in einer Dosis von 2 x 10¹³/cm² durch die konventionelle Ionenimplantation eingebracht, wodurch eine Kanalstoppregion 36 gebildet wurde. Nach Entfernung der Maske wurde ein SiO&sub2;-Film zur Bildung der Vorrichtungstrennregion 35 in einer Filnmdicke von 200 nm (2000 Å) durch die übliche CVD-Technik zur Herstellung einer Vorrichtungstrennregion 35 ab geschieden.
(5) Boratome (13) wurden als Verunreinigung vom p-Typ in die Region 33 vom n--Typ durch den SiO&sub2;-Film für die Vorrichtungstrennregion hindurch in einer Dosis von 8 × 10¹&sup5;/cm² durch die konventionelle Ionenimplantation eingebracht zur Bildung einer Basisregion 37. Dann wurde ein Kontakt zur Abscheidung eines Emitters 38 durch Verwendung der üblichen RIE-Technik gebildet, wodurch die Basisregion 37, die aus einem Einkristall vom p&spplus;-Typ bestand, freigelegt wurde.
So wurde ein Träger 16 erhalten, der für das Verfahren zur Bildung eines erfindungsgemäßen epitaxialen Filmes diente. Der Träger 16 wurde durch den üblichen Naßprozeß gereinigt und in eine Vakuumkammer 11 der Vorrichtung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, gebracht. Ein SiC-Einkristallträger, in den As-Ionen bei einer Beschleunigungsspannung von 40 kev eingebracht worden waren, um eine Dosis von 1 x 10¹&sup4;/cm² zu erhalten, wurde als Target 12 verwendet. Der Träger 16 wurde auf eine Temperatur von 550ºC durch Bestrahlen mit dem Licht einer Xe-Lampe einer Heizeinrichtung 29 erhitzt.
In der gleichen Weise wie in Beispiel 2 wurde Ar-Gas von einem Versorgungssystem für ultrareines Gas eingeleitet, um den Gasdruck in der Kammer 11 auf 1,33 Pa (10 mTorr) einzustellen. In der Kammer 11 wurde das Reinigen der Trägeroberfläche durch Ionenbestrahlung und die Bildung eines SiC-Filmes 38 mit 300 nm (3000 Å) Dicke unter den folgenden Bedingungen ausgeführt: Reinigung der Trägeroberfläche Bildung des Si-Filmes Hochfrequenzenergie, Targetseite Gleichspannung, Targetseite Ar-Gasdruck Gleichspannung, Trägerseite Trägertemperatur Verfahrenszeit
Das Plasmapotential (Vp) während der Bildung des SiC-Filmes betrug etwa 45 V, wie mit dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen wurde. Das Trägerpotential (Vs) wurde auf 8 Volt durch Einstellen einer Gleichspannungsenergieversorgung eingestellt. Angetrieben durch die Potentialdifferenz von etwa 37 V (= 45 V - 8 V) wurden die Ar-Ionen im Plasma auf den Träger mit einer Energie von etwa 37 eV eingestrahlt. Der Energiewert hatte einen geeigneten Pegel, um ein epitaxiales Wachstum zu bewirken, ohne den Träger zu beschädigen.
Der SiC-Film, der so erhalten wurde, wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 2, wie vorstehend beschrieben, gemustert, wodurch ein SiC-Emitter 38 gebildetwurde.
(6) Ein isolierender Film 39 aus SiO&sub2; mit 0,5 µm Dicke wurde durch die konventionelle CVD bei Normaldruck abgeschieden, und Anschlußlöcher für die Bildung von Verdrahtungselektroden wurden darin in der gleichen Weise wie in Expen-
ment 2 hergestellt. Ein Aluminiumfilm wurde dann abgeschieden und gemustert, um Verdrahtungselektroden 40 zu erhalten.
(7) Ein isolierender Film 41 aus SiO&sub2; wurde abgeschieden, und äußere Abnahmeflächen wurden durch übliche Halbleiterbearbeitung hergestellt.
Im strukturellen Verfahren gemäß diesem Beispiel, wie es vorstehend beschrieben wurde, ist der wichtigste Faktor der Arbeitsschritt zur Bildung des Emitters, auf dem die Eigenschaften des erhaltenden BPTs beruhen. Gemäß diesem Beispiel wurde durch Verwendung von SiC, (las ein Material darstellt, das im Ver gleich zum Si eine breitere Bandlücke besitzt, als Material für den Emitter ein Heterobipolartransistor (HBT) mit einem größeren hFE durch Abblocken von Ladungslöchern, die aus der Basisregion in die Emitterregion eingeleitet werden, erfolgreich erhalten. Es ist weiter möglich, eine saubere Oberfläche zu erhalten, die frei ist von spontaner Bildung eines Oxidfilmes aufgrund des Einbringens von Verunreinigungen, die, wenn sie da sind, die Schnittflächeneigenschaften zwischen Emitter und Basis verschlechtern würden. Da die Emitterregion aus einem epitaxial gezüchteten Einkristall besteht, ist darüber hinaus der Emitterwiderstand niedrig. So wird ein Hochgeschwindigkeitshochleistungs-HPT erhalten.
Diese Erfindung ermöglicht die Bildung eines BPT mit einer so kleinen Filmdikke, wie sie nicht durch Ionenimplantationstechnik erhältlich ist, die konventionell bei der Halbleiterbearbeitung eingesetzt wird. Das heißt, gemäß der Erfindung ist es möglich, einen Emitter 38 mit einer Fumdicke von 300 nm (3000 Å) Filmdicke aus einem epitaxial gewachsenen SiC-Film zu bilden und ein Hochleistungs-BPT bereitzustellen.
Obwohl dieses Beispiel unter Bezug auf die Voraussetzung, daß die Aluminiumverdrahtungselektrode 40 direkt auf den SiC-Film 38 aufgebracht ist, der als Emittermaterial dient, beschrieben wurde, war eine weitere Verringerung des Kontaktwiderstandes zwischen dem SiC-Film 38 und der Aluminiumverdrah tungselektrode 40 möglich, wenn ein Polysiliciumfilm zwischen dem SiC-Film 38 und der Aluminiumverdrahtungselektrode 40 bereitgestellt wurde.
Das erfindungsgemäße Biassp utterverfahren verspricht eine leichte Einstellung der Filmdicke in einem Filmdickenbereich von etwa 5 nm (50 Å). Wenn das erfindungsgemäße Sputterverfahren auf die Bildung der Basisregion ebenso wie auf die Bildung der Emitterregion angewendet wird, ist es deshalb möglich, ausreichend die kürzlich erhobenen Anforderungen nach einer flacheren Basisregion zu erfüllen. Darüber hinaus ermöglicht die Bildung eines Filmes bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen, daß das Dotiermittelprofil im Film ein sehr scharfes Muster aufweist, was für die Herstellung von Hochleistungsvorrichtungen nützlich ist.

Beispiel 2

In diesem Beispiel wurden die gleiche Vorrichtung (siehe Fig. 1) und das gleiche Verfahren des vorstehend beschriebenen Experimentes 2 verwendet, um einen Einkristallfilm aus (100)-Silicium auf der (1012)-Oberfläche eines Saphirträgers 16 (Al&sub2;O&sub3;) durch heteroepitaxiales Wachstum zu bilden. Da der Träger 16 einen Isolator darstellt, wird die Trägerbestrahlungsenergie der Ar-Ionen, die durch die Differenz zwischen Plasmapotential und Trägerpotential bestimmt ist, nicht nur durch die auf der Trägerseite aufgebrachte Gleichspannung; sondern auch durch die Hochfrequenzenergie, die an den Träger 16 aus einer Hochfrequenzenergieversorgung 18 angelegt wird, bestimmt.
Unter Verwendung eines FZ-Silicium-(111)-einkristalls vom n-Typ, der mit 1,8 x 10¹&sup8;/cm² Phosphor dotiert war, als Material für das Target 12 wurde der Si(100)-Einkristallfilm epitaxial bis zu einer Filmdicke von 100 nm (1000 Å) gezüchtet. Die Bedingungen für die Reinigung der Trägeroberfläche und die Bedingungen für die Bildung des Si-Filmes sind im folgenden angegeben. Reinigung der Trägeroberfläche Bildung des Si-Filmes Hochfrequenzenergie, Targetseite Gleichspannung, Targetseite Ar-Gasdruck Hochfrequenzwert, Trägerseite Hochfrequenzenergie, Trägerseite Hochfrequenzwert, Targetseite Trägertemperatur Verfahrenszeit
Das Plasmapotential (Vp) während des Wachstums des Si-Filmes betrug etwa 35 V, wie in der gleichen Weise wie in Experiment 1 gemessen wurde. Das Trägerpotential (Vs) wurde auf -2 V durch die Hochfrequenzenergieversorgung 18 auf der Trägerseite und eine Abgleichschaltung 20 eingestellt. Getrieben durch die Potentialdifferenz von etwa 37 V (= 35 V - (-2 V)) wurden die Ar-Ionen im
Plasma auf den Träger mit einer Energie von etwa 37 eV eingestrahlt. Der Energiewert war geeignet für das Bewirken von epitaxialem Wachstum, ohne Schäden am Träger zu verursachen.
Auf der anderen Seite betrugen die Werte von Vp und Vs während der Trägerreinigung 15 V beziehungsweise 10 V, und die Energie der Ar-Ionen, die auf der Trägeroberfläche einschlugen, betrug 5 eV.
Der so erhaltene Dünnfilm wurde der Beobachtung der Ätzlochdichte durch die Wright-Ätztechnik, die ein Ätzen zum Sichtbarmachen von Kristallfehlern darstellt, und einer Analyse der Dichte der Kristallstörungen, wie zum Beispiel der Stapelfehler und Versetzungen, durch TEM-Untersuchung eines Äbschnittes des Filmes unterzogen. Als Ergebnis wurde gefunden, daß sowohl die Ätzlochdichte als auch die Störungsdichte im Bereich von 1,0 × 10&sup7;/cm² bis 1,0 × 10&sup8;/cm² lagen, was gute Kristallinität anzeigte. Zur Untersuchung des Einbaugrades von Aluminiumatomen in den Si-Film durch Diffusion wurde der Dünnfilm der SIMS- Messungen unterworfen, die keinen Nachweis von Aluminium ergaben. Das heißt, die Konzentration der Aluminiumatome im Si-Film lag unterhalb der Nachweisgrenze von 2 x 10¹&sup5;/cm).
Darüber hinaus wurde die Mobilität der Elektronenlöcher durch das Van-der- Pauw-Verfahren gemessen. Es wurde gefunden, daß die Mobilität bei 240 cm²/V sek lag, wobei dieser Wert in der Nähe des Wertes für Si in Masse bei einer normalen Temperatur von 300 K lag.
Wie aus den vorstehenden Ergebnissen hervorgeht, wurde ein SOS-Film (Silicium auf Saphir) mit hervorragender Kristallinität und Trägermobilität erhalten. Zusätzlich wurde das Problem der elastischen Druckspannungen, die im Si-Film durch den Unterschied der thermischen Ausdehnungskoefflzienten von Saphir (9,5 x 10&supmin;&sup6;/ºC) und von Silicium (4,2 x 10&supmin;&sup6;/ºC) induziert werden, üblicherweise im Fall bei konventioneller CVD-Technik, durch diese Erfindung bemerkenswert verbessert. Genauer gesagt machte es die Erfindung möglich, die elastische Druckspannung auf 10&sup8; dyn/cm² oder weniger aufgrund des Filmwachstums bei vergleichsweise niedriger Temperatur (in diesem Beispiel 500ºC) zu verringern.

Beispiel 3

Ein Siliciumfilm mit einer Dicke von 100 nm (1000 Å) wurde in der gleichen Weise wie im vorstehenden Experiment 2 gebildet, mit der Ausnahme, daß eine FZ-Sillicum-(111)-Wafer vom p-Typ (4º Offset in (211)-Richtung), die mit 1,0 × 10¹&sup5;/cm³ Boratomen dotiert war, als Träger verwendet wurde. Die Bedingungen zur Reinigung der Trägeroberfläche und die Bedingungen zur Bildung des Si-Filmes sind im folgenden angegeben Reinigung der Trägeroberfläche Bildung des Si-Filmes Hochfrequenzenergie, Targetseite Gleichspannung, Targetseite Ar-Gasdruck Gleichspannung, Trägerseite Trägertemperatur Verfahrenszeit
Das Plasmapotential (Vp) während des Si-Filmwachstums betrug etwa 37 V, wie durch das gleiche Verfahren wie in Experiment 1 gemessen wurde, wohingegen das Trägerpotential (Vs) 2 V betrug. Angetrieben durch die Potentialdifferenz bombardierten die Ar-Ionen im Plasma die Trägeroberfläche mit einer Energie von etwa 35 V (= 37 V - 2 V). Der Energiewert lag auf einem geeigneten Pegel zum Durchführen des epitaxialen Wachstums ohne Beschädigung des Trägers.
Während der Trägerreinigung betrugen auf der anderen Seite die Werte Vp und Vs 15 V beziehungsweise 10 V, und die Energie der Ar-Ionen, die auf die Trägeroberfläche aufschlugen, betrug 5 eV.
Der so erhaltene Si-Dünnfilm zeigte sehr gute physikalische Eigenschaften und eine sehr gute Stufenabdeckung, die im wesentlichen denen entsprechen, die bei einer Trägertemperatur von 500ºC im vorstehenden Experiment 2 erhalten wurden. Tabelle 1 (wird fortgesetzt) Trägertemperatur Widerstand Ar-Gehalt O-Gehalt C-Gehalt pn-Übergangsumkehrstrom Elektronenbeugung Stufenabdeckung Hintergrundvakuumgrad Kikuchi-Linie Bemerkung: = hervorragend, O = gut, Δ = annehmbar, × = nicht annehmbar * Menge stieg an wegen leichter Verschlechterung der Kristallinität Tabelle 1 (Fortsetzung) Trägertemperatur Widerstand Ar-Gehalt O-Gehalt C-Gehalt pn-Übergangsumkehrstrom Elektronenbeugung Stufenabdeckung Hintergrundvakuumgrad Kikuchi-Linie Bemerkung: = hervorragend, O = gut, Δ = annehmbar, × = nicht annehmbar * Menge stieg an wegen leichter Verschlechterung der Kristallinität

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische erklärende Ansicht, die eine Ausführungsform der Vorrichtung veranschaulicht, die geeignet ist für die Durchführung der Erfindung.
Fig. 2 ist eine schematische erklärende Ansicht, die die Schritte für die Musterbildung veranschaulicht.
Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Temperatur eines Trägers bei Bildung eines epitaxialen Filmes und dem spezifischen Widerstand des erhaltenen Filmes darstellt.
Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Temperatur eines Trägers bei der Bildung eines epitaxialen Filmes und des Ar-Gehaltes im erhaltenen Film veranschaulicht.
Fig. 5 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Temperatur eines Trägers bei der Bildung eines epitaxialen Filmes und des C- und des O-Gehaltes des erhaltenen Filmes veranschauhcht.
Fig. 6 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Temperatur eines Trägers während der Bildung eines epitaxialen Filmes und der Umkehrstromdichte eines pn-Überganges, der durch den epitaxialen Film gebildet wurde, veranschaulicht.
Fig. 7 ist eine schematische Ansicht, die eine erste Hälfte des Verfahrens zur Herstellung eines Bip olartransistors veranschaulicht.
Fig. 8. ist eine schematische Ansicht, die eine zweite Hälfte des Verfahrens zur Herstellung eines Bipolartransistors veranschaulicht.
Fig. 9 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Potential eines Trägers bei der Bildung eines epitaxialen Filmes und des spezifischen Widerstandes des erhaltenen Filmes darstellt.
Fig. 10 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Partialdruck des H&sub2;O bei Bildung eines epitaxialen Filmes und des Ar-Gehaltes im erhaltenen Film und die Beziehung zwischen dem Partialdruck des H&sub2;O bei Bildung eines epitaxialen Filmes und der Umkehrstromdichte darstellt.
Fig. 11 ist eine schematische erklärende Ansicht, die den Aufbau einer bekannten Sputtervorrichtung veranschaulicht.

Claims

1. Verfahren zur Bildung eines epitaxialen Filmes auf einem Träger, an den eine Gleichspannung angelegt ist, durch ein Sputterverfahren, worin eine Gleichspannung und eine plasmaerzeugende Hochfrequenzenergie an ein Target angelegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Filmbildung durchgeführt wird, während jeder der Partialdrücke von H&sub2;O, CO und CO&sub2; in einer Atmosphäre eines Filmbildungsraumes auf 1,33 × 10&supmin;&sup6; Pa (1,0 × 10&supmin;&sup8; Torr) oder weniger eingestellt wird und der Träger auf einer Temperatur in einem Bereich von 400 bis 700ºC während der Bildung des epitaxialen Filmes gehalten wird.

2. Verfahren zur Bildung eines epitaxialen Filmes nach Anspruch 1, worin der epitaxiale Film in einer Atmosphäre gezüchtet wird, die aus einem Versorgungssystem für ultrareines Gas eingeleitet wird.

3. Verfahren zur Bildung eines epitaxialen Filmes nach einem der Ansprüche 1 und 2, worin der epitaxiale Film in einer Atmosphäre gezüchtet wird, die einen Druck besitzt, der durch ein ölfreies Ultrahochvakuumsystem veningert wird.

4. Verfahren zur Bildung eines epitaxialen Filmes nach Anspruch 2, worin die Atmosphäre, die aus dem Versorgungssystem für ultrareines Gas eingeführt wird, Ar und/oder He als Hauptbestandteile enthält.

5. Verfahren zur Bildung eines epitaxialen Filmes nach Anspruch 4, worin die Konzentration von H&sub2;O, CO und CO&sub2; als Verunreinigungen im Ar und/oder He vorkommen, das als Atmosphäre bereitgestellt wird, weniger als 1 ppm betragen.

6. Verfahren zur Bildung eines epitaxialen Filmes nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, worin eine Hochfrequenzenergie auch an den Träger angelegt ist.

7. Verfahren zur Bildung eines epitaxialen Filmes nach Anspruch 6, worin die Hochfrequenzenergie, die an den Träger angelegt werden soll, eine Frequenz aufweist, die höher ist als die der Hochfrequenzenergie, die an das Target angelegt werden soll.