Эпитаксиальный реактор

(5)5 Н 21 20 ОСУДАРСТВЕННЫИО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИРИ ГКНТ СССР ИТЕТРЫТИЯМ ЬСТВУ,10,83Б.7,02.90. Бюлесла концер Ввы подн Пра к Вес(57) Изоб ронной те новкам эп тноситс частнос ного на тен к элект и к уста ащивания полупро- онокрисом газоф нике,таксиа лличе их слое алов на жки Мет онокрис одников алличес матер подл устройство д з газовой фа Иф 60-9117,1982), в ко оступает в ре ющее множествположено на Устройство я ором ктор от- ра- звоК АВТОРСКОМУ СВИ(72) Йиржи Слеэак, Зди Иосеф Иикишка (СЯ)) ЗПИТАКСИАЛЬНЫЙ РЕАКТОР Изобретение относится к электронной технике, в частности к установкам эпитаксиального выращивания моно" кристаллических слоев полупроводниковых материалов на монокристаллические подложки методом газофазного осаждения.. Известен ряд технических решений, позволяющих повысить равномерность наращивания эпитаксиальных слоев путем управления распределением реагентов в объеме реактора.Известно техническое решение(патент Японии Р 56-155635, кл, В 01 .Т 12/02, опублик. 1981),ного осаждения. Цель изобретенияупрощение конструкции, удешевлениеее изготовления, а также повышениеоднородности параметров эпитаксиальных пленок путем управления распределением газовой смеси в реакционной камере. Цель достигается тем,что входной фланец кварцевой трубыпостоянного сечения содержит выравнивающую камеру и рассеиватель газов,закрытый со стороны реакционной камеры подвижной заслонкой с отверстиями. Количество отверстий в заслонке совпадает с количеством отверстий в рассеивателе, а диаметр отверстий в заслонке в два раза больше диаметра в рассеивателе, причемшаг расположений отверстий в заслонке меньше шага расположений отверстий рассеивателя на величину диаметра отверстия последнего. Входной фланец кварцевой трубы снабжен трубчатым охладителем газов. 8 ил,ии реактор гаэофазго наращиваниящим устройством,отверстий (сопел)остуление газа иээных реагентов в в котором химическного эпитаксиальноснабжен инжектируюимеющим несколькои обеспечивающимсмесителя газообракамеру реактора.Известно такжеосаждения пленокл яет получать турбулентный потокгаза в направлении подложки, чтоувеличивает скорость реакции эпитаксиального наращивания и одновременно улучшает однородность получаемых5пленок.Недостатками известных технических решений являются невозможностьмоментального изменения потока газовой смеси и высокая покупная стоимость используемых кварцевых реакторов.Наиболее близким техничес.ким решением к предлагаемому является эпитаксиальный реактор (АБМЦМ 1 РЛК 10),состоящий иэ реакционной камеры, выполненной в виде горизонтальной кварцевой трубы, выравниваюшей камеры,,рассеивателя газов выполненного в 20виде размещенной между камерами стенки с равномерно расположенными в нейсквозными отверстиями, герметичноустановленных по торцам кварцевойтрубы входного и выходного фланцев25с патрубками ввода и вывода газов.Недостатками известного техничес,кого решения являются невозможность,в зависимости от моментальной необходимости изменять поток газовых смеЗОсей в реакторе и довольно высокаяпокупная стоимость используемых проилированных кварцевых реакторов,Целью изобретения является упроение конструкции, удешевление ееизготовления, а также повышение однородности параметров эпитаксиальныхпленок путем управления распределением газовой смеси в реакционнойкамере,Цель достигается тем,что в эпитак"4 Осиальном реакторе, состоящем из реакционной камеры, выполненной в видегоризонтальной кварцевой трубы, выравнивающей камеры, рассеивателя га"зов, выполненного в виде размещенной45между камерами стенки с равномернорасположенными в ней сквозными отверстиями, герметично установленных поторцам кварцевой трубы входного ивыходного фланцев с патрубками ввода и вывода газов, кварцевая трубавыполнена с постоянным поперечнымсечением, входной Фланец содержитвыравнивающую камеруи рассеивательгазов, закрытый со стороны реакционной камеры подвижной заслонкой с отверстиями, количество которых совпадает с количеством отвеостий в рассеивателе диаметр отверстий в заслонке в два раза больше величины диаметра в рассеивателе, причем шаг расположения отверстий в заслонке меньше шага расположений отверстий рассеивателя на величину диаметра отверстия последнего, а выходной фланецснабжен трубчатым охладителем газов.На Фиг. 1 приведен эпитаксиальныйреактор, общий вид в Фронтальнойпроекции; а на Фиг. 2 - то же, в горизонтальной проекции; на фиг. 3входной Фланец, фронтальная проекция;на фиг. ч - то же, горизонтальнаяпроекция; на фиг. 5 - разрез А-А наФиг, .; на фиг, 6 - взаимное распо 1ложение рассеивателя и заслонки; наФиг. , - выходной фланец, фронтальная7проекция, на Фиг. 8 - сечение Б-Б наФиг. 7.Реактор содержит опорную системувходной фланец 2, кварцевую трубу 3, выходной Фланец , уплотнение5, перФорированную стенку 6, заслонку 7, ввод 8 охлаждаемой воды, вывод9 охлаждаемой воды, пружину 10, рассеиватель 11 газа, выравнивающую12 камеру и прижимную гайку 13,Непрофилированная кварцевая труба3, в которой проходят реакции, обладает притертой наружной поверхностьюи с помощью опорной системы 1 сжатадвойным уплотнением 5 между входным2 и выходным ч Фланцами. Во входномфланце 2 находятся выравнивающаякамера 12 и рассеиватель 11 газовойсмеси, содержащий стенку 6. В направлении кварцевой трубы 3 выравнивающая камера 12 закрыта перфорированнойстенкой 6. К последней прилегает заслонка 7, выполненная в виде подвижного перфорированного жестяного листа,Смесь реагирующих компонентов газовпроходит через рассеиватель газови попадает в выравнивающую камеру 12и через отверстия рассеивателя 11 изаслонки 7 проходит в кварцевую тру- .бу 3, в которой проходят реакции,Протекание смеси реагирующих компонентов газов регулируют взаимным перемещением отверстий рассеивателягазов и заслонки.Смесь прореагировавших газов изкварцевой трубы 3 выходит через выходной Фланец 4, который прижимаетсяпружинами 10 посредством двойногоуплотнения 5 к другой наружной поверх-ности кварцевой трубы,3. Выходной15 фланец снабжен трубчатым охладителем и оснащен вводом 8 и выводом 9 охлаждаемой воды, После прохождения через выходной Фланец 4 смесь реагирующих компонентов газов в достаточной степейи охлаждается. Прижимная сила, необходимая для сжатия кварцевой трубы 3 между входным 2 и выходным 4 фланцами, исходит из пружин 10, прижимную силу которых можно настроить с помощью прижимных гаек 13. Пружинное сжатие кварцевой трубы 3 не позволяет ее деформировать при термическом воздействии в течение рабочего цикла. Уплотнение 5 производится из двух материалов, которые являются устойцивыми к химическому влиянию смеси реагирующих компонентов газов, достаточно эластичны и не прилипают к кварцевой трубе 3. Только при данном соотношении диаметров отверстий рассеивателя и заслонки можно достичь оптимального положительного эффекта .Предлагаемое конструктивное исполнение зпитаксиального реактора позволяет использовать кварцевую трубу постоянного сечения по длине. Подходящим перемещением отверстий заслонки против отверстий рассеивателя можно легко и плавно изменять характеристику протекания реагирующих компонентов смеси газов в кварцевую трубку, в которой происходит реакция. Это, в свою очередь, позволяет управлять равномерностью наращиваемых эпитаксиальных слоев на монокристаллических подложках. 41689Использованием выходного Фланца,одновременно служащего в качестве охладителя выходной смеси реагирую" щих компонентов газов, можно уменьшить величину разброса. по длине эпитаксиального реактора до минимума. формула и э о б р е т е н и я10Эпитаксиальный реактор, состоящийиз реакционной камеры, выполненнойв виде горизонтальной кварцевой трубы, выравнивающей камеры, рассеивателя газов, выполненного в виде размещенной между камерами стенки с рав"номерно расположенными в ней сквозными отверстиями, герметично установленных по торцам кварцевой трубы 20 входного и выходного Фланцев с пат"рубками ввода и вывода газов, о тл и ц а ю щ и й с я тем, что квар"цевая труба выполнена с постояннымсечением, входной фланец содержит 25 выравнивающую камеру и рассеивательгазов, закрытый со стороны реакционной камеры подвижной заслонкой с от"верстиями, количество которых совпа"дает с количеством отверстий в рас" ЗО сеивателе, диаметр отверстий в заслонке в два раза больше величины диаметра в рассеивателе, причем шаг расположения отверстий в заслонкеменьше шага расположений отверстийрассеивателя на величину диаметраотверстий последнего, а выходной фланец снабжен трубчатым охладителемгазов,, Шандо ак ГКНТ С зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород,агарина,101 аказ 285 Тираж 456 ПодписнНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. М/5