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

genannten Art können als Teil einer halbleitenden Bauelementstruktur verwendet werden.

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.

Beispielsweise kann als Substrat Saphir, Silicium oder Siliciumcarbid verwendet werden. Insbesondere die Verwendung von Silicium ist vorteilhaft, da dieses großflächig

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.

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

Substrat abzuscheiden und die halbleitenden Bauelementstrukturen auf dieser Pufferschicht anzuordnen. Allerdings weist das Substrat und die Pufferschicht unterschiedliche

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

Bildung von Rissen und Defekten oder zu einer temperaturabhängigen Krümmung des Substrates führen, so dass das

Substrat keine plane Oberfläche aufweist. Hierdurch kann die nachfolgende Bearbeitung und/oder die Funktion der halbleitenden Bauelemente erschwert oder verhindert werden.

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.

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.

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.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie ein Bauelement gemäß Anspruch 14 gelöst .

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

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

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 .

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 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

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

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 .

In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die

orientierte Schicht einkristalline Domänen bzw. Bereiche aufweisen, welche durch Korngrenzen voneinander getrennt sind. Von einer Orientierung im Sinne der vorliegenden

Erfindung soll auch dann ausgegangen werden, wenn die

Winkelbeziehung der Kristallrichtungen nicht über die gesamte Fläche des Substrates konstant ist, sondern um einen vorgebbaren Betrag abweicht. Beispielsweise können die

Kristallrichtungen um einen Wert von +/- 2°, +/- 1° oder +/- 0,5° schwanken.

Weiterhin soll das erfindungsgemäß hergestellte Substrat im Wesentlichen eben sein. Für die Zwecke der Erfindung

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.

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.

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.

heteroepitaktische Schicht bereitstellen können.

Die vorgeschlagene Nukleationsschicht kann in einigen

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

Winkelbeziehung zwischen der Kristallrichtung des einkristallinen Substrates und der Kristallrichtung der hetero- epitaktischen Schicht ermöglicht.

Erfindungsgemäß wurde nun erkannt, dass diese einmal

erzielte Orientierung der Nukleationsschicht auch beim

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.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das

PVD-Verfahren ausgewählt sein aus reaktivem Magnetron- sputtern und/oder Laserdeposition und/oder thermischen

Verdampfen. Beim Magnetronsputtern kann zumindest ein

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

Schicht aus zumindest einem Element der III. Hauptgruppe des Periodensystems an Stickstoff ergibt.

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.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die

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.

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 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

Ausführungsformen der Erfindung nach der Herstellung der orientierten Schicht das Substrat entfernt werden,

beispielsweise durch Ätzen. Weiterhin kann bei diesen

Schichtdicken ein negativer Einfluss der Kristallstruktur des Substrates auf die Struktur einer auf der orientierten Schicht abgeschiedenen Bauelementstruktur vermieden werden.

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 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

PVD-Beschichtung . Somit kann das vorgeschlagene Verfahren in besonders einfacher Weise mit vorhandener Ausrüstung

umgesetzt werden, ohne dass es der Beschaffung neuer und aufwändiger Geräte bedarf .

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 .

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Figuren ohne

Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Dabei zeigt:

Figur 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Substrat mit der darauf angeordneten orientierten Schicht.

Figur 2 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäß

vorgeschlagenen Verfahrens . Figur 3 zeigt Daten einer Röntgenstrukturanalyse einer erfindungsgemäß hergestellten orientierten

Schicht .

Figur 4 zeigt eine Polfigur der Nukleationsschicht . Figur 5 zeigt eine Polfigur der orientierten Schicht.

Figur 6 zeigt eine Messeinrichtung, mit welcher die Daten gemäß Figur 3 bis 5 erhalten werden können.

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.

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

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

dazwischen liegenden Unterbrechungen auf der Oberfläche 101 ausgebildet sein.

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.

Auf die Nukleationsschicht 11 wird die orientierte Schicht 12 mittels physikalischer Gasphasenabscheidung (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.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Orientierung der Nukleationsschicht 11, welche aufgrund des verwendeten

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

Kristallqualität abgeschieden werden, obgleich solche

Techniken üblicherweise nur für Anwendungen eingesetzt werden, welche keine großen Anforderungen an die

Kristallqualität stellen. Beispielhaft sei die Beschichtung von Architekturglas mit einer Wärmedämmschicht genannt .

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

überraschender ist, dass die durch die Nukleationsschicht vorgegebene Orientierung auch beim Abscheiden einer Gruppe- III-Nitridschicht mittels eines PVD-Verfahrens erhalten bleibt .

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,

beispielsweise durch Ionenätzen oder sputtern.

Im Anschluss daran folgt der erste Verfahrensschritt 52. Im Verfahrensschritt 52 wird mittels MBE und/oder MOCVD

und/oder MOVPE oder einer anderen, an sich bekannten

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.

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.

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.

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.

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 :

Arbeitsdruck: 4,5 x 10 ^"4 Torr

Target: AI, 99.999 %

Hochfrequenzleistung: 1340 Watt

Argonreinheit: 99,999 %

Argonfluss: 70 sccm

Stickstoffreinheit : 99,999 %

Stickstofffluss : 40 sccm

Abstand Substrat-Target: 90 mm

Substrat-Biasspannung : -100 Volt

Auf diese Weise konnte bei niedriger Temperatur eine

Aluminiumnitridschicht abgeschieden werden, welche die

Orientierung der darunter liegenden Nukleationsschicht beibehalten hat. Die orientierte Aluminiumnitridschicht kann unmittelbar als im Wesentlichen geschlossene Schicht

abgeschieden werden, d.h. es handelt sich nicht um einzelne Inseln, Säulen oder Domänen, sondern um defektarmes

Halbleitermaterial, welches zur Herstellung von elektronischen Bauelementen geeignet ist . In einigen

Ausführungsformen der Erfindung kann die orientierte Schicht 12 mit einer Defektdichte von weniger als 10 ⁹ cm ^"3 erzeugt werden .

In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die

Nukleationsschicht unmittelbar auf der Oberfläche des

Substrates angeordnet sein und die orientierte Schicht bzw. die Aluminiumnitridschicht kann unmittelbar auf der

Nukleationsschicht angeordnet sein. Durch die niedrige Temperatur bei der Herstellung der orientierten Schicht ist das Substrat mit der Schicht weitgehend spannungsfrei.

Weitere Zwischenschichten zum Ausgleich der Gitterfehl - anpassung müssen nicht vorgesehen werden.

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

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 CuK _a -Linie der charakteristischen Röntgenstrahlung zur Analyse verwendet.

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.

Die Probe 65 kann über ein Goniometer um drei Achsen

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,

beispielsweise ein Germaniumdetektor, oder ein Zählrohr verwendet werden.

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.

Weiterhin zeigt Figur 3 drei Messsignale, welche drei der sechs Orientierungen des hexagonal kristallisierenden

Aluminiumnitrids zugewiesen werden können.

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

Nukleationsschicht aus Aluminiumnitrid, welche zu sechs deutlichen Signalen bei unterschiedlichem Winkel φ und konstantem χ in der Polfigur führt.

Figur 5 zeigt schließlich dieselbe Messung wie Figur 4, wobei die Probe 65 das erfindungsgemäß vorgeschlagene

Schichtsystem umfasst, nämlich das Substrat 10 mit der

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

gesputterte Schicht 12 die an sich bekannte, polykristalline bzw. faserige Struktur, so würde in der Polfigur gemäß

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 .

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.