Испаритель для получения паро-газовой смеси

Союз Советснии Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельства204444Заявлено 25,17.1972 ( 1777874/26-25)с присоединением заявки68 1. Кл. Н асударственныи камитет Савета Миниатрав СССР ва даем изабретений и аткрытийПриоритетОпубликовано 21,Х 1.19 1.382 (088.8) юллетень46 Дата опубликования описания 28.111.1 Авторыизобретения Чистяков, Д. Н. Гулидов, Ю, П. Райнова и В, К. Гришин 1 йосковский институт электронной техники аявптел АРИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПАРО-ГАЗОВО СИ Изобретение относится к технологическому оборудованию полупроводникового производства,Известен испаритель для получения наро-газовой смеси, например, для эпитаксиальных установок по основному авт. св.204444, состоящий из термостатируемой камеры, спиральных разделительных экранов, натекателя, Насыщение газа-носителя (например, водорода) парами полупроводникового соединения (например, тетрахлорида кремния) происходит при огибании потоком газа-носителя экранов, расположенных пад поверхностью испарения.Однако при использовании известной конструкции не обеспечивается получение сильно- насыщенных паро-газовых смесей, так как коптакчироваие потока газа-носителя происходит с малой площадью испаряемого вещества. Кроме того, при испарении уровень испаряемого вещества постоянно понижается, и отношение объема газа-носителя, находящегося над его поверхностью, к площади испарения увеличивается. Это приводит к изменению концепрации образующейся паро газовой смеси, что ухудшает качество получаемых эпитаксиальных слоев.При эксплуатации испарителя известной конструкции наблюдается эффект уменьшения насыщаемости газа-носителя после некоторого периода с момента начала работы. Это связано с тем, что в известной конструкции термостатируемая камера для испаряемого вещества изготовлена из фторопласта. Низкая теплопроводность этого материала не позволяет 5 возместить тепловых потерь, расходуемых наиспарение, В результате этого между внутренней и наружной (термостатируемой) поверхностью стенок камеры возникает градиент температуры, величина которого зависит от 10 расхода газа-носителя, а также от измененияотношения объема газа-носителя к площади испарения. Таким образом, температура поверхности испаряемого вещества становится через определенное время значительно ниже 15 температуры термостатирующей жидкости.Так, при образовании парогазовой смеси из водорода и тетрахлорида кремния такое охлаждение достигает 10 - 12 С при температуре термостатирования 25 С, что уменьшает упру гость паров галогеннда и его мольную дол 1 ов парогазовой смеси, Описанный эффект создает дополнительные рудности для получения качественных эпитаксиальных слоев.Для улучшения стабилизации состава и 25 повышения степени насыщения наро-газовойсмеси в предлагаемом испарителе поперечное сечение экранов, вь 1 полненнь:х в виде спирали Архимеда, представляет собой трапецию с соотношением нижнего и верхнего оснований в 30 пределах 0,1 - 0,3, причем нижние части экра 3нов погружены в испаряемую жидкость, образуя канал для движения парогазовой смеси, а отношение диаметра камеры к ее высоте изменяется от центра к периферии от 1,0 до 0,1,На чертеже показан описываемый испаритель, продольный разрез.Испаритель изготовлен из стали Х 18 Н 10 Т и состоит из камеры 1, трубопровода 2, экранов 3, выполненных в виде спирали Архимеда, и натекателя 4, конус которого закреплен на мембране 5 и перемещается червячным механизмом 6.Нижняя часть камеры 1 коническая, причем отношение диаметра камеры к ее высоте изменяется от центра к периферии от 1,0 до 0,1. Такая конструкция улучшает условия термостатирования галогенида, а также обеспечивает его полный слив после проведения процесса эпитаксии. Термостатирование испаряемого вещества осуществляется за счет циркуляции термостатирующей жидкости в зазоре треугольной формы между стенками камеры 1 и камеры 7. Жидкость поступает через патрубок 8 и выходит через патрубок 9. Крышка 10, на которой расположены экраны 3, натекатель 4 с червячным механизмом 6, уплотняется с фланцем корпуса камеры 1 при помощи болтов 11 и фторопластовой прокладки 12. Поток насыщаемого галогенидом газа поступает в патрубок 13 крышки 10. Основной поток газа поступает в центральный канал натекателя из трубопровода 14. Испаритель закрепляется фланцем 15 непосредственно на реакционной камере или на кронштейне вблизи нее.Испаритель работает следующим образом.Газовый поток, расходуемый на насыщение, поступает через патрубок 13 в камеру 1, наполненную испаряемой жидкостью, например тетрахлоридом кремния, и, пройдя над его поверхностью по каналам, образованным экранами 3, насыщается парами этого соединения, Для получения неизменной концентрации га.логенида в пара-газовой смеси желательно, чтобы отношение объема газа в канале к пло щади испарения изме 41 ялось при пониженииуровня галогенида незначительно. Этому условию удовлетворяет сечение канала в виде тра.пеции с соотношением нижнего и верхнего оснований в пределах 0,1 - 0,3. Такая конструк ция экранов обеспечивает большую площадьконтакта газа-носителя с галогенидом, в результате чего образуется сильно насыщенная паро-газовая смесь, концентрация которой практически не меняется во времени, что дает 15 возможность получать эпитаксиальные слоиполупроводниковых материалов равномерной толщины и удельного сопротивления одновременно на большом количестве подложек, После насыщения газ проходит через натека тель 4 и разбавляется основным потоком газа,который подается из трубопровода 14. Далее, разбавленная до требуемой концентрации, парогазовая смесь поступает в реакционную камеру эпитаксиальной установки.25Предмет изобретенияИспаритель для получения парогазовой сме.си, например, для эпитаксиальных установок, по авт. св.204444, отличающийся тем, что,с З 0 целью улучшения стабилизации состава и повышения степени насыщения парогазовой сме.си, поперечное сечение экранов, выполненных в виде спирали Архимеда, представляет собой трапецию с соотношением нижнего и верхнего З 5 оснований в пределах 0,1 - 0,3, причем нижние части экранов погружены в испаряемую жидкость, образуя канал для движения паро.газовой смеси, при этом отношение диаметра камеры к ее высоте изменяется от центра к 40 периферии от 1,0 до 0,1.40740915Редактор И, Шубина Составитель Н, Островская Корректор 3. ТарасоваЗаказ 6667 Изд. Мо 2005 Тираж 780 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д, 45 Типография, пр. Сапунова, 2