Устройство для эпитаксиального выращивания полупроводниковых материалов Советский патент 1992 года по МПК C30B25/12 C30B25/08 

Изобретение относится к изготовлению технологического оборудования для производства полупроводниковых приборов и интегральных схем и может быть использовано для эпитаксиального наращивания полупроводниковых материалов.

Известно устройство для эпитаксиального наращивания, содержащее реакционную камеру, средства ввода и вывода и вывода парогазовой смеси (ПГС), нагреватель и подложкодержатель, выполненный в виде основания с диском, в теле которого закреплены сателлиты. В основании и диске под каждым сателлитом выполнены отверстия для подачи транспортного газа и тангенциальные трубки для подачи также транспортного газа. За счет этого каждый сателлит с подложкой сначала удерживается над диском, а затем начинает вращаться.

Недостатком этого устройства является достаточно большой расход транспортного газа для удержания и вращения сателлитов, что приводит к большим боковым утечкам газа и повышению неоднородности осаждаемого слоя.

Наиболее близким по технической сущности решением является реактор для эпитаксиального наращивания полупроводниковых материалов, содержащий корпус с основанием и крышкой, внутри которого размещены два экрана, средство ввода ПГС, средство вывода газов и подложкодержатель, выполненный в виде снабженных газотранспортными и сбросными канавками, соединенными соответственно со средствами ввода и вывода транспортного газа, основания и размещенного в нем диска, в теле которого над газотранспортными и

VI

О 00 О

VI сл

сбросными канавками установлены сателлиты с подложками.

Недостатком данного устройства является недостаточная степень использования ПГС в процессе наращивания, вызванная относительно малой скоростью вращения сателлитов.

Целью изобретения является повышение степени использования парогазовой смеси.

Эта цель достигается тем, что устройство для эпитаксиального выращивания полупроводниковых материалов из газовой фазы, включающее реактор, размещенный в нем подложкодержатель, выполненный в виде диска, размещенного в основании и имеющего сателлиты, под которыми в диске и в основании выполнены газотранспортные и сбросные канавки, и средства ввода и вывода газов, в нем в сателлитах на стороне, обращенной к диску, выполнены газотранспортные канавки, имеющие форму и угловое расположение газотранспортных канавок в диске и направленные навстречу им.

На фиг.1 изображен общий вид устройства; на фиг.2 - сечение А - А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б - Б на фиг.1

Устройство содержит реактор, включающий корпус 1 с крышкой 2 и основанием 3, внутри которого установлены два экрана 4 и 5, средство ввода ПГС, выполненное в виде трубки 6 для ввода компонентов 3-ей группы с водородом и трубки 7 для ввода компонентов 5 группы (арсина) и средство вывода газов 8. Между экранами 4 и 5 расположены подложкодержатель, выполненный в виде основания 9 установленного в нем диска 10, в теле которого размещены сателлиты 11с подложками 12. В теле основания 9, в теле диска 10 и на стороне обращенной к диску 10 каждого сателлита 11 выполнены соответственно газотранспортные канавки 13 и 14, соединенные со средством ввода 15 транспортного газа (водорода). Под подложкодержателем и экраном 5 установлен нагреватель 16, Транспортный газ выводят через сбросные канавки 17, соединенные со средством вывода газа 8.

Устройство работает следующим образом.

Реактор герметизируют, продувают и разогревают.

Затем через средства ввода 15 транспортного газа (H2J подают его через газотранспортные канавки основания 9, газотранспортные канавки 13 диска 10 и газотранспортные канавки 14 сателлитов 11, за счет чего сателлиты 11 сначала зависают над диском 10, а диск 10 над основанием 9, а затем начинают вращаться диск 10 вокруг оси корпуса 1, а сателлиты 11 вокруг своих

осей. После чего подают ПГС, например, арсин (АзНз) с водородом через трубку 7 и ТМГ с водородом через трубку 6. Происходит осаждение эпитаксиального слоя GaAs на подложки 12, а продукты реакции (метан

СНд) уходят через средство вывода газов 8, а транспортный газ выводят через сбросные канавки 17 и средство вывода газов 8.

Снабжение сателлитов подложкодер- жателя на стороне, обращенной к диску газотранспортными канавками аналогичными по форме и угловому расположению газотранспортным канавкам в диске, и, направленными навстречу им, позволяет создать дополнительный крутящий момент, что приводит к повышению скорости вращения сателлитов и соответственно к повышению степени использования ПГС в процессе наращивания.

При экспериментальной проверке установлено, что угловая скорость вращения сателлитов возрастает в 3 раза, а степень полезного использования ПГС соответственно eV раз.

Кроме этого, предлагаемое изобретение позволяет при прочих равных условиях значительно сократить расход транспортного газа.

Формула изобретения Устройство для эпитаксиального выращивания полупроводниковых материалов из газовой фазы, включающее реактор, размещенный в нем подложкодержатель, выполненный в виде диска, размещенного в основании и имеющего сателлиты, под которыми в диске и в основании выполнены газотранспортные и сбросные канавки, и средства ввода и вывода газов, отличающееся тем, что, с целью повышения степени использования парогазовой смеси, в

сателлитах на стороне, обращенной к диску, выполнены газотранспортные канавки, имеющие форму и угловое расположение газотранспортных канавок в диске и направленные навстречу им.

N

К

А-А

Сущность изобретения: устройство содержит реактор, внутри которого установлен подложкодержатель (ПД). ПД выполнен в виде диска, размещенного в основании и имеющего сателлиты. Под сателлитами вди- ске и основании выполнены газотранспортные и сбросные канавки. На стороне сателлитов, обращенной к диску, выполнены также газотранспортные канавки. Их форма и угловое расположение аналогично газотранспортным канавкам в диске и направлены навстречу им. Устройство обеспечивает повышение угловой скорости вращения сателлитов в 3 раза и степени полезного использования парогазовой смеси вТгЗраза. 3 ил. сл С

фиг. г

6-6

11

Фиг.З