Устройство для газовой эпитаксии Советский патент 1975 года по МПК B01J17/32 

1

Изобретение относится к области металлургии нолупроводников и касается установок энитаксиального наращивания, в частности установок с нагревом сопротивления.

Известно устройство для газовой эиитаксии, включающее герметичную камеру с подложкодержателем в виде вертикальной трубы, на боковой поверхности которого размещаются подложки. Внутри подложкодержателя установлен нагреватель сопротивления, токоподводы которого, так же как и привод вращения подложкодержателя, выведены через опорную плиту.

Недостатком известной установки является трудность надежной фиксации подложкодержателя и регулирования теплового режима на поверхности подложкодержателя. Кроме того, производительность ограничена размерами выпускаемых графитовых заготовок.

Для обеспечения надежной фиксации нодложкодержателя, обеспечения равномерного нагрева подложек и увеличения производительности в предлагаемом устройстве подложкодержатель закреплен на кольце, соединенном с валами синхронного привода. Нагреватель состоит из отдельных секций, имеющих самостоятельные токонодводы. Кроме того, подложкодержатель также состоит из отдельных секций. Номимо этого, с целью защиты кольца от теплового излучения, оно размеще2

но в канавке, выполненной в боковой поверхностп камеры н имею1цей глубину, ббльщую щирины кольца.

Благодаря размещению подложкодержателя на кольце обеспечивается его надежная фиксация: применение нагревателя, состоящего из отдельных секций, обеспечивает более равномерный нагрев, а подложкодержателя, выполненного из отдельных секций - увеличение производительности.

На фиг. 1 изображен схематическ разрез устройства с нагревателем, выполненным в виде одной секцнн, а на фиг. 2 - при выполнении нагревателя в виде нескольких отдельных секций.

В пространстве под колпаком 1 установлен подложкодержатель 2 с подложками 3, а внутри него размен1.ен нагреватель 4.

Нагреватель закреплен на токонодводах 5, а нодложкодержатель 3 установлен на подвижном кольце 6. Кольцо 6 вставлено в три ролика 7, размещенные иод углом 120°. Два ролика приводные н один прижимной. Нриводные ролики непосредственно связаны с валами синхронных электроприводов 8.

Между нодложкодержателем 2 и кольцом 6 размеи1,еио промежуточное кольцо 9.

Колпак 1 установлен на опорной плите 10.

Непосредственно над плоскостью разъема ме0 жду колпаком и опорной плитой, в боковой

поверхности камеры выполнена канавка, в которой размещено кольцо 6 с приводными роликами.

На фиг. 2 изображен нагреватель, состояш,ий из отдельных секций 11, 12, 13 и номеН1,енный в подложкодержатель. Питание секций осуществляется через токонодводы 5.

Устройство работает следующим образом.

На подложкодержатель 2, установленный на промежуточном кольце 9, в котором находится нагреватель 4, загружают подложки 3, после чего устанавливают и герметизируют колпак па опорной плите 10. Внутренний объем камеры 1 продувают инертным газом и затем водородом. В токе водорода подложкодержатель пагревают до 1100- 300°С и в водород вводят тетрахлорпд кремния. Прп этом па подложках 3 происходит осаждение энитаксиального слоя кремнпя. Во время осаждения подложкодержатель 2 вращается от электроприводов 8 через ролики 7 и кольцо 6. По достижении необходимой толщины эпптаксиального слоя определяемой режимами оеаждення, прекращают подачу хлорида и снижают температуру на нодложкодержателе. После охлаждения, камеру продувают инертным газом.

Применение кольца 6 в качестве оиоры для подложкодержателя 2 позволяет разместить токоподводы 5 в центральной части опорной плиты 10 и при этом набирать подложкодержатель 2 из графитовых колец. Это позволяет пспользовать графитовые заготовки небольщпх размеров.

За счет того, что расстояние между опорными роликами 7 соизмеримо с высотой подложкодержателя 2, уменьшается перенос его оси относнтельно вертикали, и зазор между новерхностью подложкодержателя и стенкой камеры сохраняется постоянным. Все эти факторы способствуют выравниванию свойств получаемых эпитаксиальных слоев.

Аналогично работает устройство, вариант которого изображен на фиг. 2.

Устройство может быть применено для процесса, в котором необходимо существенно изменить температуру осаждепия процесса и при этом сохранить равномерную температуру по поверхности подложкодержателя. Напрп мер, при получении с.юев кремши из моносилана.

Устройство может быть использовано также и для нолучения эпитаксиальных слоев других полупроводниковых материалов, германия и соединений HI-V.

Ф о р м л а и 3 о б р е т е п и я

1.Устройство для газовой эп1ггаксии, включаю иее герметичную камеру, с подложкодержателем в виде вертикальной трубы, размеИ1енный внутри нее нагреватель соиротивления, оиорную плиту, через которую выведеиы токоподводы, и иривод вращеиия подложкодержателя, о т л и ч а ю ид е е с я тем, что, с целью более надежной фиксации подложкодержателя, оп закрсплеп на кольце, соединенном с валами сннхронного привода.

2.Устройство по и. 1, о т л н чающееся тем, что, с целью обесиечепия лучщего регулирования теплового режима в камере, нагреватель состоит из отдельных секций, имеющих самостоятельные токоподводы.

3.Устройство по п. I, отличающееся тем, что, с целью увеличения нроизводительпости, подложкодержатель состоит из отдельных секций.

4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью защиты кольца от теплового излучения, оно размещено в канавке, выполненной Б боковой поверхпости камеры п имеюи1,ей глубину, больщую щирины кольца.