УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБООБРАЗНЫХ КОРПУСОВ ИЗ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО МАТЕРИАЛА Советский патент 1974 года по МПК C30B35/00 

1

Изобретение относится к устройствам для изготовления трубообразных корпусов из полупроводникового матер.иала, преимущественно из кремния или германия.

Известно устройство для изготовления полупроводниковых трубообразных корпусов, включающее реакционный сосуд с расположенной внутри него подложкой в виде полого стержня из жаропрочного материала, соединенного в нижней части через стенку сосуда и электроды с источником нагрева, и средства для цодачи и отвода реакционного газа. Иодложку нагревают в реакционном, газе, содержащем соответствующий полупроводниковый материал. В результате поверхность подложки покрывается слоем полупроводникового мате-риала, который после отделения от подложки образует трубообразный корпус.

Однако операция отделения корпуса трубы от подложки требует дополнительных мер для отделення без разрушения подложки.

Цель изобретения - облегчение отделения корпуса от подложки.

Для этого подложку выполняют в виде двух параллельных трубок из углерода, например графита, соединенных в верхней части электропроводящим мостом из углерода. Внутренняя полость по крайней мере одной из двух трубок соединена со средством подачи проточного охладителя. Преимущественно трубки из

углерода установлены концентрически по отношению друг к другу. Электропроводящий мост выполнен с выемками для установки трубок из углерода, открытыми в сторону реакционного пространства. Электропроводящий мост может быть также выполнен в виде крыщки, тогда на внутренней поверхности трубок высверлены отверстия для проточного охладителя.

На фиг. 1 и 2 изображено предложенное устройство.

Оно состоит из подовой плиты / из кварца .или жаркостойкого инертного металла, герметически соединенной с колпаком 2 из кварца.

Внутри реакционного пространства находятся две вертикальные трубки 3, которые концами вставлены в высверленные отверстия 4 электрода 5, удерживающего трубки.

.Верхние концы вертикальных трубок 3 соединены проводящим мостиком 6 преимущест-, венно из того же материала, что и трубки 3, и вставлены в высверленные отверстия 7 мостика 6. Иосредством соответствующей герметической пр игонки обеспечивают безукоризненный электрический контакт. Отверстия 7 несколько суживаются юверху, а отверстия 4 - книзу, поэтому трубки 3 установлены в электроды 5 и в мостик 6 до упора. Внутренняя часть трубки 3 через отверстия 7 сообщается с реакционным пространством, поэтому

поступающее в трубки 3 через вводы трубок 5 в подовой 1 и через отверстия 4 в электродах 5 газообразное охлаждающее средство проходит в реакционное пространство. Охлаждающее средство, в даином случае водород, непосредственно участвующий в реакции в качестве восстановителя азота, выполняет только функции разбавителя активных компонентов реакционного газа.

Эти реакционные газы, например в случае получения корпуса из кремния смесь из SiHClOa или SiCU и водорода, при необходимости с газообразным легирующим средством, проходят в реакционное пространство через ввод трубки 9 в плите /. Концентрически к этому вводу проходит выводная труба 10 для использованного газа. Пр,и этом ввод трубки 9 входит внутрь реакционного сосуда несколько далее, чем концентрическая выводная труба 10, и находится точно между двумя трубками 3. Свежий реакционный газ при этом устройстве должен входить под соответствующим высоким давлением, поэтому в реакционном пространстве образуется отчетливый луч. Электроды 5 находятся в проводящем соединении с вводами трубок //, которые проведены через подовую плиту 1 изолированно друг от друга.

Осаждение происходит обычным образом. При этом на боковой поверхности трубок 5 образуется полупроводниковый корпус 12, например, из кремния, германия, SiC или из соединения AMI ВIV , которые после охлаждения устройства без труда могут быть сняты с трубок 3.

При этом, однако, важно, чтобы температура наружной стороны трубок 3 не превыщала в последующем 1250°С, так как иначе углеродная основа будет реагировать с полупроводником и полученный корпус не может быть легко снят с углеродной трубки. Такими температурами являются, °С:

при получении корпуса из кремния 1250 из германия900

из CaAs1150

из SiC1300

из SnSb850

Трубки 3, мостик 6 и электроды 5 состоят из графита одното сорта, а вводы трубок 8, 9, 11 v( вывод трубы 10 - из резистивного металла. Токопроводящие части должны быть этом изолированы одна от другой соответствующим изоляционным слоем.

В устройстве, изображенном на фиг. 2, также имеется подовая плита / и герметически связанный с ней кварцевый колпак, которые вместе образуют реакционное пространство. В центре через цодовую плиту / проходит система концентрических электродов 13 и 14, герметически и электрически изолированных один от другого. При этом электрод 13 выполнен трубообразно. Оба электрода в верхней торцовой части внутри реакционного сосуда профилированы. При помощи такого профилирования и соответствующего ему негативного

профилирования в нижних торцовых местах обеих трубок 15 и 16 из графита они насаживаются на электроды 13 и 14 из углерода. Охлаждающее средство течет не только в пространстве между трубками 15 и 16, но также и внутри трубки 15. Отверстия 17 образуют сквозное соединение с нространстеом между обеими трубками 15 и 16. Это промежуточное пространство снабжается свежим охлаждающим средством через два или несколько вводов, проложенных симметрично внутренней

трубке 15. Охлаждающее средство поступает

через ввод трубки 8 системы обеих трубок

15 vi 16 Yi выходит через выход трубы 10.

Верхние концы обеих трубок 15 и 16 входят в соответствующие выемки соединяющего их мостика в виде крыщки 18. Этот мостик имеет форму диска и отделяет внутреннюю часть внутренней трубки 15 и пространство между

обеими трубками 15 и 16 от собственно реакционного пространства за трубкой 16 и находящегося в нем газа.

Если поперечное сечение соединительного мостика между трубками будет настолько

больщим, что нагревание мостика окажется недостаточным, тогда образуется корпус 12, открытый с обеих сторон (см. фиг. 1). В другом же случае получается трубообразный ковш 19 (см. фиг. 2).

Полученные при правильном применении устройства трубообразные корпуса используют, прежде всего, в качестве резервуаров для обработки при изготовлении полупроводниковых элементов. Для этой цели трубы оснащают полуцроводниковыми дисками, которые затем устанавливают во втором резервуаре для обработки, закрытом снаружи. В этом втором резервуаре для обработки создают атмосферу, необходимую для обработки полупроводниковых дисков. Кроме того, труба, состоящая из полупроводниковых материалов, нагревается, например, индуктивно или посредством прохождения тока.

Труба может служить в качестве источника

при транспортной реакции. Она передает полупроводниковый материал служащему для этой цели известному транспортирующему газу, вследствие чего образуется газообразное соединение, которое разлагается при высаживании полупроводников на поверхности несколько более холодных полупроводниковых дисков.

Чрезвычайно важным является применение труб в качестве резервуаров для обработки в

целях легирования. В результате достаточно высокого легирования труб, содержащих подлен-;ащие легированию диски, легирующее вещество при соответствующем нагревании испаряется и создает внутри трубы, т.е. в месте легирования полупроводниковых дисков, желаемую легирующую атмосферу.

Предмет изобретения

1. Устройство для изготовления трубообразных корпусов из полупроводникового материала, включающее реакционный сосуд с расположенной внутри него подложкой в виде лолого стержня из жароирочного материала, соединенного в нижней части через электроды с источником нагрева, и средства для подачи и отвода реакционного газа, отличающееся тем, что, с целью облегчения отделения корпуса от подложки, последнюю выполняют в виде двух параллельных трубок из углерода, например графита, соединенных в верхней части электропроводящим мостом из углерода.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что 1внутренняя полость по крайней мере одной из двух трубок соединена со средством подачи проточного охладителя.

3.Устройство по пп. 1-2, отличающееся тем, что трубки из углерода установлены концентрически по отпощению друг к другу.

4.Устройство по пп. I-2, отличающееся тем, что электропроводящий мост выполнен с выемками для установки трубок из углерода, открытыми в сторону реакционного пространства.

5.Устройство по пп. I-3, отличающееся тем, что электропроводящий мост выполпен в виде крыщки, а па внутренней поверхности трубок высверлены отверстия для проточного охладителя.

/Z7