Известен ряд устройств для наращивания, монокристаллическнх пленок из паровой фазы на ориентированные подложки. Обычно процесс наращивания проводится в устройствах, реакционная камера которых расположена горизонтально, а доращиваемые монокристаллические пластинки располагаются неподвижно внутри реактора вдоль направления движения потока реакционной газовой смеси. Образованные в таких реакторах пленки неоднородны по толщине, поскольку скорость роста в любой точке зоны кристаллизации зависит от концентрации компонентов газовой смеси и температурных условий процесса.
Предлагаемое устройство для наращивания монокристаллических пленок из паровой фазы вещества отличается от известных тем, что держатель вместе с подогреваемой подставкой на торцовой поверхности, на которой расположены доращиваемые подложки, выполнен вращающимся вокруг оси, расположенной параллельно направлению потока реакционной газовой смеси. Благодаря такой конструкции создаются условия необходимые для получения однородных по толщине пленок на больщой площади подложки.
Предлагаемое устройство, схема которого показана на чертеже, состоит из реактора 1, нагревателя 2, индикатора 3, держателя 4 и подложки 5 для наращивания.
Для устранения неоднородности по толщине нарастания пленок предлагаемое устройство характеризуется следующими особенностями.
1. Реактор устроен таким образом, что обеспечивает возможность вращать нагреватель, на котором располагаются наращиваемые монокристаллические пластинки. Он представляет собой вертикально расположенную кварцевую трубку, имеющую в верхней части центральный ввод для подачи реакционной газовой смеси, а в нижней части -
ЛЬ 146282- 2боковой вывод для удаления отработавших продуктов реакции. Нижний, открытый, конец трубки с отшлифованным торцом герметически закрывается специальным зажимом. Снизу трубки, через герметическое же уплотнение вдоль ее оси, проходит держатель, на котором крепится нагреватель. Держатель во время нараш,ивания враш,ается.
2. Нагреватель расположен внутри реактора и нагревается индукционными токами высокой частоты. В качестве нагревателя используется графит, как вещество химически стойкое и нереагирующее с подложками при температурах процесса. Нагреватель представляет собой тело вращения, по форме приближающееся к конусу. Нижней, узкой, частью он закрепляется на держателе так, что его верхняя, плоская, часть перпендикулярна оси трубки и направлению потока газовой реакционной смеси. Нагреватель располагается несколько выще индуктора, в области неоднородного по аксиально-симметричного высокочастотного поля. Необходимость специальной формы и расположения нагревателя обуславливается поверхностным эффектом высокочастотного поля. В описываемой конструкции верхняя рабочая плоскость нагревается благодаря теплопроводности, главным образом, от нижней части нагревателя, в свою очередь, разогреваемой индукционными токами высокой частоты.
Меняя радиус закругления нижней части нагревателя и его расположение (по вертикали) относительно индуктора, можно получить желаемое распределение температурного поля на рабочей плоскости (в частности, изотермическую поверхность, необходимую для обеспечения равномерного наращивания).
Применяя предлагаемое устройство, удалось получить на германиевых подложках монокристаллические пленки германия на суммарной площади (в одном процессе кристаллизации) около 12 см с отклонением по толщине от среднего значения не более 10%. При использовании реакционных трубок больших размеров и с помошью более мощных генераторов высокочастотной энергии можно получить монокристаллические пленки, однородные по толщине на значительно больших площадях.
Предлагаемое устройство принципиально применимо также для получения однородных по толщине пленок других материалов помимо германия.
Предмет изобретения
Устройство для наращивания монокристаллических пленок из паровой фазы вещества, образующейся в результате восстановления водородом соответствующих галогенидов при высоких температурах, состоящее из цилиндрической реакционной камеры, внутри которой расположены подогреваемые доращиваемые подложки, отличающееся тем, что, с целью создания условий, необходимых для получения однородных по толщине пленок на большой площади подложки, держатель вместе с подогреваемой подставкой на торцовой поверхности, па которой расположены доращиваемые подложки, выполнен вращающимся вокруг оси, расположенной параллельно направлению потока реакционной газовой смеси.
Hf,Meaf
