Устройство для термического окисления кремниевых пластин Советский патент 1993 года по МПК C30B31/06 C30B29/06 

S

Изобретение относится к области электронной техники и KacaetdsJ. в частности, техиологИческого процесса окисления пластин кремния 8 парах воды.

Известна установка для термического окйдПения кремния в потоке гаЭйв. которая содержит кварцевую трубу, сияйтовые стержни, увлажнитель газов, ротаметры и краны.

Недостатки, присущие этой установке, заключаются в том. что процесс окисления требует дог}6лнител,ного времени, необходимого для нагрева сосуда 6 ДёионизованН0Й водой, связанного магистралью с кварцевой трубой, а в самой магистрали на ее стенках пр01 сходит конденсация- паров жидкости, что ведет к нарушению режима окисления.

Известно также устройство, которое содержит кварцевый реактор, магистраль подачи кислорода, патрубок пбйаШГЖйдкости, имеющий лопатообразную насадку, размещенную в реакторе, капиллярный каплеобразователь и микронасос. ,

Недостатком этого устройства является усложненность конструкции, связанная с наличием микронасосд и капилляра протекания воды, расположенного в зоне парообразования. Капилляр, имеющий суженое отверстие, в котором действуют большие ограничивающие силы молекулярного сцепления, не позволяет в широких пределах контролируемо регулировать расходом воды, а следовательно, управлять режимом Окисления.,

Наиболее близким гш AefetPffa woMy результату и технической сущности является устройство для термического окисления, содержащее горизонтально установленный кварцевый реактор, внутри которого установлены кассеть для pa3MeuJeHHfl кремниевых пластин, vt попёрЬчна йерёгородка с окном, трубопроводы пЬДай1 1 к1Гс/города и воды и каплеобразователь с патрубком, наклонно раслоложенным в полости реактора так, что его выходное отверстие размещено ниже окна в перегородке.

Недостатком устройства является то, что увеличение количества воды, выражающееся в большом количестве стандартных капель ( 40). подаваемых каплеобразователем, приводит 1Г°тому, что вся води йе успевает парообразоваться и начинается ее избыточное накопление. Происходит это вследствие большого градиента температур вдоль камеры Парогенератора от 100 до 250-400°С. Вода, скатываясь по наклонному патрубку с бЬльшой частотой следования капель, не успевает испариться в своем движении. Попадай ви§меру парогенератора, в

место с более высокой температурой подогрева она также не успевает прогреться и, не Ьстречая преграды, растекается в камере со значительно более низкой температурой

5 поддержания. Начинается ее избыточное накопление. Это ведет к неконтролируемости процесса и сужению рабочего диапазона парообразования. В большей мере этот недостаток проявляется при относительно

0 низкой температуре еедения процесса порядка Т 1000°С. При этом меньшую температуру имеет и зона в месте основания наклонного патрубка.

Сложным представляется и конструктивное решение устройства. Для того чтобы сделать вмонтированную перегородку с отверстием, необходимо в месте ее расположения при изготовлении отрезать часть камеры, сварить ее торец с отдельно изготовленной перегородкой и с отрезной ее частью.

Цель.изобретения - исключение накоп ления воды в реакторе, более полное ее

парообразование и упрощение устройст5 еа. , . ; ,;

Цель достигается тем, что патрубок выполнен в виде колена, иэгиб которого размещен в нижней, части реактора.

На чертеже схематически показана конструкция устройства. .: ..

Устройство содержит горизонтально расположенный кварцевый реактор 1. установленный 8 температурной зоне нагревателя 2. и трубопроводы 3 и 4 подачи

5 кислорода и воды с каплеобразователем 5, имеющим наклонно размещенный в полойти реактора 1 патрубок б с коленом 7, расположенным внижней части реактора 1 и оканчиваюЩимС:я выходным отверстием 8,

0 в реакторе 1 установлены кассета 9 с полупроводниковыми пластинами 10,

Работа устройства заключается в следующем..

Вода по трубопроводу 4 от каплеобра5 зователя 5 из зоны с температурой, близкой R окружающей; поступает по наклонному патрубку 6 реактора I в высокотемпературную зону нагревателя 2. Постепенно Парообразуясь, она поступает в направленное

0 вверх колено 7 патрубка б и далее через выходное отверстие 8 в температурную зону ведения реакции, где на кассете 9 установлены полупроводников ые пластины 10, Далее для того, чтобы в реактор 1 поступал

5 пар, горизонтальная часть патрубка 6 имеет колено 7, направленное вверх, ограничивающее попадание капель воды в зону реакции.

Использование устройства в серийном и массовом производстве полупроводникевых приборов позволяет интенсифицировать процесс окисления поверхности пластин за счет исключения попадания воды в низкотемпературную часть реактора и пойного исключения накапливания ее в эт.ой зоне, а конструкция самого устройства проще по сравнению с известной.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ КРЕМНИЕВЫХ ПЛАСТИН, включающее горизонтальный кварцевый реактор, установленные внутри него кассеты для размещения кремниевых пластин, трубопровод для подачи воды, снабйсенный каплеобразователем, и трубопровод для подачи кислорода, соединенные пат(56) Гаврилова Р.А. и Скворцова A.M. Технология прбизводства полупроводниковых приборов. Энергия, Ленинградское отделение, 1968, с. 160-161.

Патент ФРГ № 1958988, кл. 12 g 17/34, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 535771, кл. В 01 J 17/34./1973.

рубком, наклонно установленным в реакто0ре и имеющем выходное Отйерстие, направленное в сторОйу кассет, отличающееся тем, что, с целью исключения накопления воды в реакторе, более полного ее

5 парообразования м упрощения устройства, патрубок выполнен в виде колена, изгиб которого размещен 8 Нижней части реактора. . : ,- ..: