ВСЕСОЮЗНАЯ IпдтЕнТй0-ш1;н^^Е1Ж15^F.4~.';HOTEKA }тух."_„;.":,:, Советский патент 1972 года по МПК H01L21/38 

Изобретение относится к технике диффузионного легирования полупроводниковых пластин из газовой фазы, широко используемой в технологии производства полупроводниковых приборов. Известны контейнеры для диффузионного легирования в виде запаянных ампул, квазизамкнутых боксов и прямоточных труб. Материалом для изготовления контейнеров в большинстве случаев служит: кварцевое стекло. При повышенных температурах кварц обладает свойством интенсивно поглощать легирующую примесь, особенно в случае окислообразных диффузантов. Этим объясняется существенный недостаток применяющихся в настоящее время контейнеров, заключающийся в неконтролируемом обеднении газовой фазы, протекающей по контейнеру. Вторым недостатком известных контейнеров является неоднородность газовой фазы по объему контейнера, что приводит к невоспроизводимости параметров легирования по поверхности пластины. Для уменьшения влияния этих эффектов на воспроизводимость легирования используют длительный предварительный комтейнера в парах примеси до насыщения стенок, что, естественно, приводит к дополнительным затратам материалов, энергии и времени. Цель изобретения - разработка контейнера, в котором газовая фаза, вводимая в рабочий объем, достаточно однородна и не обеднена за счет абсорбции примесей кварцем в процессе переноса от источника примеси к легируемым пластинам. Цель достигается использованием контейнера, образованного двумя коаксиально вставленными с зазором между стенками кварцевыми стаканами. Источник примеси помещен непосредственно на входе в рабочий объем, что позволяет подводить газовую фазу от источника к пластинам без промежуточного контакта ее с кварцевыми стенками. Однородность газовой фазы в рачочем объеме достигается за счет узкого (диаметром до 1,5 мм) отверстия на входе в рабочий объем, где осуществляется иитенсивное перемешивание газаносителя. На чертеже схематически показан предлагаемый контейнер. Контейнер содержит внешний стакан /, сваренный с подводящей трубой 2, которая оканчивается узким отверстием 5. В конце подводящей трубы вплотную к отверстию 3 помещена лодочка 4 с источником примеси. Легируемые пластины 5 с помощью кварцевого или кремниевого держателя, имеющего продольные прорези, помещены во внутренний стакан 6, вставляемый в стакан / так, 4To6TjT

край его находился на линии узкого входного отверстия 3. Зазор между стенками стаканов 1 и 6 составляет 2-3 мм и служит для выхода газа-носителя в атмосферу. Размеры контейнера определяются параметрами рабочей зоны печи.

Контейнер, в который загружены пластины 5 и лодочка 4 с диффузантом, помещают в рабочую зону печи. Газ-носитель, проходя над лодочкой, насыщается парами примеси. В узком отверстии 3 на входе в объем контейнера происходит интенсивное перемещивание газа, повышающее однородность газовой фазы. Силыная струя газа-носителя, выходящая из отверстия, ударяет в дно внутреннего стакана 6 и вызывает возникновение в объеме контейнера турбулентных завихрений, обтекающих пластины 5. В атмосферу газ выходит по зазору между внешним 1 и внутренним 6 стаканами, начинающемуся на линии входного отверстия 3.

Выбор размеров лодочки и скорости потока газа-носителя следует проводить в каждом конкретном случае.

Предмет изобретения

Контейнер для диффузионного легирования, содержащий прямоточную трубу для подвода газа-носителя, источник примеси, рабочий объем с пластинами, отличающийся тем, что, с целью получения однородной газовой фазы в рабочем объеме, контейнер образован двумя коаксиально вставленными с зазором между стенками кварцевыми стаканами, во

Блутреннем из которых установлен держатель с пластинами, а в дне внешнего укреплена прямоточная труба, оканчивающаяся отверстием, обеспечивающим турбулентное втекание газа-носителя в рабочий объем, причем

источник примеси размещен в непосредственной близости от входного отверстия.