Устройство для выращивания монокристаллических пленок Советский патент 1991 года по МПК C30B1/08 C30B13/22 

Изобретение относится к выращиванию тонких монокристаллических пленок методом рекристаллизации и может быть использовано в электронной технике для получения полупроводниковых структур типа: монокристаллическая пленка полупроводника на аморфной изолирующей подложке.

Цель изобретения - ускорение процесса.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит источник 1 излучения, систему фокусировки, имеющую собирающую линзу 2. Напротив ее установлен подложкодержатель 3 для подложки 4 с нанесенной на нее пленкой 5 кристаллического St. Подложкодержатель 3 соединен с

приводом 6 его линейного перемещения и снабжен нагревателем 7 подложки 4. Собирающая линза 2 снабжена средством 8 линейного смещения в направлении перемещения подложкодержателя 3.

Устройство работает следующим образом.

В качестве источника излучения используют галогенную лампу накаливания типа КГ-2000-220-3 с прямолинейной спиралью. Сформированный эллиптическим отражателем пучок проходит через собирающую цилиндрическую линзу 2 системы фокусировки и падает на кремниевую подложку 4 с нанесенной на нее методом пиролиза моносилана тонкой поликремниевой пленкой 5. Размеры зоны нагрева определяют с одной стороны длиной и диаметром

ю

спирали источника 1, а с другой стороны - условиями фокусировки. Подложку 4, установленную на подложкодержателе 3 с вмон- тированным в него нагревателем 7, перемещают со скоростью м/с. При этом для компенсации ассиметрии теплового распределения в зоне нагрева собирающую линзу 2 смещают в направлении перемещения подложки 4 с держателем 3 на 1,5 м, что удовлетворяет соотноше. v нига Д X . Для осуществления смеd

щения собирательной линзы 2 в системе фокусировки последнюю закрепляют в каретке, установленной на направляющей типа ласточкин хвост (не показано). Величина смещения регулируется дифференциальным винтом. Переводной-коэффициент А выбирают экспериментально и он зависит от спектральной характеристики и мощности источника, а также от материала и толщины подложки. В данном случае величина коэффициента А составляет 2,5-10 м-с. Расстояние а от собирательной линзы до зоны нагрева составляет м. Для снижения термоудара осуществляют нагрев подложки 4 при помощи нагревателя 7 до 900°С. В полученной тонкой пленке 5 монокристаллического кремния не обнаружены дефекты, вызванные как режимами перекристаллизации, так и .короблением подложки 4.

В качестве источника 1 используют твердотельный лазер типа ЛТН-103. Сфокусированный пучок падает на подложку 4 с образованием полосковой зоны нагрева.

и

Нагрев подложки 4 осуществляют до 1000-1100°С. Коэффициент А в данном случ-2

10

15

20

25

30

35

чае составляет 1,5-10 м.с, Подложку 4 перемещают со скоростью м/с.

В соответствии с указанным соотношением величина смещения собирающей линзы 2 составляет Ах . При ускорении процесса рекристаллизации почти в 4 раза полученная пленка монокристалла кремния характеризуется высоким качеством кристаллической структуры.

Таким образом, существенно повышается производительность процесса рекристаллизации тонких пленок за счет возможности увеличения скорости перемещения подложки относительно полоскового зонного нагревателя, а также улучшается качество кристаллической структуры тонких пленок благодаря возможности формирования необходимой величины градиента температуры в зоне нагрева.

Формула изобретения Устройство для выращивания монокристаллических пленок методом рекристалли- зациии, включающее обогреваемый подложкодержатель с подложкой, установленный с возможностью линейного перемещения, и размещенный напротив него источник излучения, снабженный системой фокусировки, содержащей собирающую линзу, отличающееся тем, что, с целью ускорения процесса, собирающая линза снабжена средством линейного смещения в направлении перемещения подложкодер- жателя.

F-- L.

Изобретение может быть использовано в электронной технике для получения полупроводниковых структур и обеспечивает ускорение процесса. Устройство содержит обогреваемый подложкодержатель для подложки, на поверхность которой нанесена пленка поликристаллического кремния. Напротив подложкодержателя размещены источник излучения и система фокусировки. Система фокусировки содержит собирающую линзу, установленную с возможностью линейного смещения. Дана зависимость, определяющая величину этого смещения. Устройство обеспечивает ускорение процесса рекристаллизации в 4 раза. Полученные при этом пленки имеют высокое качество кристаллической структуры. 1 ил.