发明名称 以化学气相沈积形成之过饱和稀土掺杂的半导体层
摘要 揭示一种在基板上产生稀土掺杂之磊晶半导体层的CVD制程。该制程使用气相的矽烷或锗烷和稀土化合物。由这个方法,可产生单相、稀土过饱和的稀土掺杂半导体层。较佳的稀土是铒且以CVD沉积铒的较佳前驱体是铒的六氟乙醯丙酮盐、乙醯丙酮盐、四甲基庚二酮盐和氟辛二酮盐。该制程可用以产生包含矽基板及铒掺杂之磊晶矽膜的光电元件。
申请公布号 TW229325 申请公布日期 1994.09.01
申请号 TW082106685 申请日期 1993.08.19
申请人 万国商业机器公司 发明人 大卫.布鲁斯.比契
分类号 H01L21/205 主分类号 H01L21/205
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种在基板上产生铒掺杂半导体层的制程,包括将选自含有气相之锗烷,矽烷和其混合物之第一成份和由气相铒化合物组成之第二成份的混合物导入于在基板上形成沉积膜的膜形成室中,并加热该基板,因此在基板上形成沉积膜,该铒化合物在 500℃具有大于 10C^-6C托耳的蒸气压。2.根据申请专利范围第1项之制程,其另外包括将氧原子源导入该膜形成室中,因此该半导体层包含该半导体,铒和氧。3.根据申请专利范围第2项之制程,其中该氧原子源是该铒化合物。4.根据申请专利范围第3项之制程,其中该铒化合物是选自三(1,1,1,5,5,5-六氟-2,4-戊二酮-0,0C'C)铒、三(2,4-戊二酮-0,0C'C)铒、三(1,1,1-三氟戊二酮-0,0C'C)铒、三(1,1,1-三氟-5,5-二甲基(-2,4-己二酮-0,0C'C)铒、三(5,5-二甲基-2,4-己二酮-0,0C'C)铒、三(1-环丙基-4,4,4-三氟-1,3-丁二酮-0,0C'C)铒、三(2,2,6-三甲基-3,5-庚二酮-0,0C'C)铒、三(2,2,6,6,-四甲基-3,5-庚二酮-0,0C'C)铒、三(1,1,1,5,5,6,6,7,7,7-十氟-2,4-庚二酮-0,0C'C)铒、2,2-二甲基-6,6,7,7,8,8,8-七氟-3,5-辛二酮)铒和三[(2-苯基亚胺甲基)酚-O,N]铒。5.根据申请专利范围第4项之制程,其中该矽烷或锗烷是SiH 且该铒化合物是三(1,1,1,5,5,5-六氟-2,4-戊二酮-0,0C'C)铒。6.根据申请专利范围第1项之制程,其中该铒掺杂半导体层含有多于 10C^19C原子/立方厘米的铒。7.根据申请专利范围第6项之制程,其中该铒掺杂半导体层另外含有至少 10C^18C原子/立方厘米的氧。8.根据申请专利范围第1项之制程,其中将该基板被加热至摄氏 450 度到 800 度。9.根据申请专利范围第2项之制程,其中该氧原子源是第三气体成份。10.根据申请专利范围第9项之制程,其中该第三气体成份是一氧化氮。11.根据申请专利范围第9项之制程,其中该铒化合物是选自三(环戊炔基)铒、三(五甲基环戊炔基)铒,三(甲基环戊炔基)铒,三(异丙基环戊炔基)铒,二(环戊炔基)卤化铒、和二(环戊炔基)烷基铒。12.一种在基板上产生铒掺杂矽层的制程,包括:(a)将矽基板导入于在基板上形成沉积膜的膜形成室中;(b)将从1到 100 标准立方厘米/分钟的 SiHC_4C流导入于该室中;(c)维持该基板在摄氏 450 到 800 度;(d)维持该室中压力在 10 到 10C^-9C托耳;且(e)将气相之(1,1,1,5,5,5-六氟-2,4-戊二酮)铒流导入该室,如此在该基板上形成沉积膜。13.根据申请专利范围第 12项之制程,其中该 SiHC_4C流是4标准立方厘米/分钟,该基板维持在约 650℃,该压力维持在约 1.5 托耳且该三(1,1,1,5,5,5-六氟-2,4-戊二酮-0,0C'C)铒流是藉由在 55 到 65℃、1.5 托耳下加热三(1,1,1,5,5,5-六氟-2,4-戊二酮-0,0C'C)铒而得到。14.一种光学活性磊晶膜,包括矽和从约 8x10C^18C到约8X10C^19C原子/立方厘米之铒,该膜几乎完全没有铒矽化物析出物。15.根据申请专利范围第 14 项之膜,其更包含从 10C^17C到 10C^19C原子/立方厘米之氧。16.一种包含矽基板和附着其上之磊晶矽膜的光电元件,该膜含有从约 8x10C^18C到约 8x10C^19C原子/立方厘米的铒且该磊晶膜几乎完全没有铒矽化物析出物。17.一种在基板上产生稀土掺杂矽层的化学气相沉积制程,包括藉由矽烷和稀土化合物之气体前驱体混合物的热分解而沉积该层。18.根据申请专利范围第 17 项之制程,其中该稀土掺杂矽层含有浓度高于该稀土在矽中之单相平衡浓度、几乎完全为单相的该稀土元素。19.根据申请专利范围第17 项之制程,其中该气体前驱体混合物另外包含氧原子源。20.根据申请专利范围第 19 项之制程,其中该氧原子源是该稀土化合物。21.根据申请专利范围第 20 项之制程,其中该稀土化合物是选自六氟乙醯丙酮盐、乙醯丙酮盐、四甲基庚二酮盐和氟辛二酮盐。22.根据申请专利范围第 21 项之制程,其中该稀土是选自铒、铽和铕。图1是可用以实施本发明之超高真空 CVD装置的图示表示。图2是本发明之一个元件的光发光输
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