Устройство для получения слоев

Союз Соаетсиин

Социалистичесиин

Республик

ОО КСАКЬ Е

ИЗОБРЕТЕМ ИЯ ()1) QgQgQg (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51) М. Кл.

2 (22) Заявлено 23,07.73 (21j1949066/23-26(В 01 ) 17/32 с присоединением заявки №

Гасударственный намнтет

Сената Мнннстраа ССО па делам нзабретеннй н атнрытнй (23) Приоритет (43) Опубликовано Q5 1р 77 Бюллвввнь л((зу1 (53) удк 621.315. .592(088.8) (45) Дата опубликования описания 27.10 77 (72) Авторы изобретения

В. П, Попов и В. H. Евпенин

Ордена Трудового Красного Знамени институт тепло- и массообмена нм, А B. Лыкова (71) Заявитель (54 УСТРОЙСТВО (Л::- ПОЛ. У(-!E HIM СЛОЕВ

Изобретение относится к технолог ическо== му оборудовани о дпя поцучения кристаппических и аморфных споев из газовой фазы и

Может быть испопьзовано в электронной промышленности и других отраспях народного хозяйства для нара(цивания металлических, попупроводниковых и диэлектрических сцоев методом химического газового осаждения.

Известны устройства дпя получения слоев из газовой фазы с горизонтапьным распопожением подпожкодержателя. Такие устройства имеют помешенный в корпусе горизонтальный подпожкодержатець, источник нагрева, патрубки дпя ввода свежей и вывода обработанной газовой -меси. Подпожкодержатель выпопняется пибо неподвижным, помешенным в горизонтальной трубчатой камере (1)пибо в форме вран(аюшегося диска, помешенного в цилиндрическую камеру 21.

Недостаток таких устройств состоит в том () что они не обеспечивают качества,осаждаемых слоев: тоцшина ll состав слоя Ilo ппошади подпожкодержатепя разпичны.

В первом спучае неравномерность топшины слоя получается изча обеднения газовой 5 смеси по дпине ганапа во втором случае (хотя дисковый подпджкодержатепь и врашается в камере, что ставит все размешенные на нем подложки в одинаковые усповия) из-за .напичия неуправляемого развитого вихревого движения газовой смеси, чему(способ ствуют неизотермические условия и Геометрия реакционной камеры.

Наиболее бпизким к данному изобретению по технической сушности является устройство дпя поцучения полупроводниковых слоев (3), имеющее врашаюшийся дисковый подпожкодержатель, закрытый сверху ) коппаком, патрубок дпя ввода газовой смеси, расположенный на оси врашения подпожкодержатепя, и реэистчвный нагреватель. Высота проточной части камеры может изменяться, что поэвопяет оказывать, влияние на поток газовой смеси, Конструкция данного устройства обеспечивает при врашатошемся подпожкодержатепе подачу газовой смеси над поверхностью подножек в радиальном )направлении(от цен1 тра к периферии диска подпожкодержатепя.

Врашение последнего поэвопяет попучить равномерные топшнну и состав вырашиваемого

575126 слоя а тан1 енпиальном направлении, а в радиальном направлении ло ходу потока в связи с обеднением.газовой смеси будет,наблюдаться умеяъшение толщины осаждаемого слоя с возможным изменением его состава. с

Этот процесс усиливается за счет большой диффузорности проточной части, из-за чего скорость потока от центра к периферии резко замедляется.

Бель изобретения - повышение равномер- 10

Мости толщины и состава получаемого слоя, а также болеь экономичное расходование газовой смеси.

Это достигается тем, что реакционная ка. ,мера выполнена кольцевой, а средства для f5

haona и вывода газовой смеси — в виде,ра диально установленных патрубков со щелями на концах, расположенными непосредственно над подложками °

20.

° На фиг. 1; изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-A фиг. 1.

Устройство содержит подложкодержатель

1 с расположенными йа нем! подложками 2, смонтированный на валу 3 и помещенный в кольцевом канале 4 охлаждаемого корпуса камеры 5. Подложкодержатель 1 нагреваетси от нагревателя 6. Для .ввода газовой смеси в камере вмонтированы патрубки 7 со ше лями 8, а для отвода - патрубки 9 со щелями 10. Для герметичности рабочей полости камера снабжена охлаждаемыми уплотнениями 11 и 12

Устройство работает следующим образом ° 35

Лодложкодержатель 1, нагреваемый нагревателем 6 до требуемой температуры, с расположенными на нем подложками 2 вращается на валу 3 в горизонтальной плоскости.

Через щели 8 патрубков 7 в кольцевой ка- 40 нал 4.подают газовую смесь. Компоненты газовой смеси, реагируя друг с другом при ,температуре подложкодержателя, образуют на поверхности подложек твердый кристал лический илИ аморфный слой. Нерабочие стенки 45 канала 4 охлаждают<я. Подлмнецанала по мере выработки компонентов газовая смесь обедняется и затем отводится через щели 10 йатрубков g Количество входных 7 и выходных 9; патрубков в канале определяется степенью обеднения газовой смеси по длине канала. Корпус камеры 5 для загрузки чистых подложек и снятия готовой продукции ,выполняют аегкосьемным.

При вращающемся подложкодержателе кольцевая форма реакционной камеры с радиальным размещением латрубков для ввода и вывода газовой смеси обеспечивает движение потока не в радиальном, а в та -., альном направлении, т.е. вдоль канала,-ры. B этом случае обеднение газовой смеси, которое всегда происходит в направлении движения потока, компенсируется вращением подложкодержателя, а именно тем, что любая иэ подложек за время наращивания слоя проходит путь от входа к выходу газовой смеси число раз, равное количеству оборотов подложкодержателя за весь процесс осаждения слоя. В конечном итоге на всех подложках образуется слой одинаковых толщины и состава. Усреднение скорости роста слоя по пути движения газовой смеси в предлагаемой конструкции позволяет допускать как угollно глубокое обедчение смеси без нарушения равномерности толщины и состава наращиваемого слоя, что невозможно в известном уст,ройстве. Это обеспечивает более экономичное использование газовой смеси в предлагаемой конструкции.

Формула изобретения

Устройство для получения слоев методом химического газового осаждения, включающее реакционную камеру, внутри которой установлен плоский:лодложкодержатель на вертикальном валу, нагреватель и; средст для ввода и вывода газовой смеси, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцельюповышения равномерности толщины и состава получаемых слоев, и более экономичного расходования смеси, реакционная камера выполнена кольцевой, а средства для ввода и вывода газовой смеси выполнены в виде радиально установленных патрубков со щелями на концах, расположенчыми непосредственно над подложками.

Источниии информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Основы технологии кремниевых интегральных схем. Окисление, диффузия, эпитаксия. Под ред. Р. Бургера и Р. Донована.

Пер. с алгл. М., Мир", 1969, с. 349.

2. Патент ГДР № 67974, кл. 12 g 17/32

1 968.

3. Патент ФРГ ¹ 2063249, кл. B 013

17/32, 1.02.73.

Подписное B. Н. Евленин

Редактор А. Мурадян Техред H. Бабурка Корректор A. Кравченко

Заказ 3913/5 Тираж 94 7 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4