Устройство для получения слоев из газовой фазы

 

Изобретение относится к нанесению слоев при пониженном давлении и может быть использовано в микроэлектронике при осаждении полупроводниковых, диэлектрических и проводящих слоев. Уменьшает дефектность и разброс толщины осаждаемых слоев. Устройство включает горизонтальный кварцевый реактор. Реактор выполнен в виде трубы с отверстиями. Отверстия равномерно расположены на ее стенках и выполнены в виде продольных прорезей. Реактор снабжен патрубком для дополнительной подачи газовой смеси. Коаксиально реактору установлены камера подачи с потрубком и нагреватель. Даны отношения, связывающие площадь прорезей и площадь сечения камеры подачи и ширину прорези и расстояние между краем пластины и внутренней стенкой реактора. Получают нелегированные и легированные слои поликристаллического кремния. Неоднородность толщины по пластине составляет +2%, а в партии - ± 3%. 1 з. п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к нанесению слоев при пониженном давлении и может быть использовано в микроэлектронике при осаждении полупроводниковых, диэлектрических и проводящих слоев. Целью изобретения является уменьшение дефектности и разброса толщины осаждаемых слоев. На чертеже представлено устройство для получения слоев из газовой фазы в разрезе. Устройство включает реактор 1 в виде горизонтальной кварцевой трубы 2. Коаксиально реактору 1 установлена камера подачи 3 в виде трубы 4. Камера подачи 3 и реактор 1 соединены между собой с помощью промежуточного кольца 5, уплотнений 6 и вакуумного фланца 7. Охлаждение уплотнений 6 осуществляют через водоохлаждаемые стаканы 8. Откачка реактора 1 происходит через корпус 9 камеры откачки 10. Торец фланца 7 при работе перекрывают заслонкой 11. Реактор 1 и камера подачи 3 снабжены соответственно патрубками 12 и 13 для подачи газовой смеси. Из камеры подачи 3 газовая смесь поступает в реактор 1 через отверстия 14, выполненные в виде продольных прорезей, равномерно расположенных в стенках реактора 1 под углом 60^о. В реакторе 1 расположены обрабатываемые пластины 15. Снаружи камеры подачи 3 размещен нагреватель 16. Устройство работает следующим образом. В реактор 1 загружают предварительно обработанные пластины 15, закрывают заслонку 11 и через камеру откачки 10 производят откачку устройства. Затем включают нагреватель 16, подают газовую смесь в реактор 1 через патрубок 12 и в камеру подачи 3 через патрубок 13. Из камеры подачи 3 газовая смесь поступает в реактор 1 через отверстия 14. После осаждения слоя на пластинах 15 реактор 1 продувают инертным газом. Открывают заслонку 11 и выгружают пластины 15 из реактора 1. Наличие патрубков 12 и 13 для раздельной подачи газовой смеси в реактор 1 и камеру подачи 2 предотвращает гомогенную реакцию в газовой фазе, что способствует получению практически бездефектных пленок, а также позволяет подавать газовую смесь симметрично центру обрабатываемых пластин и через продольные прорези, что улучшает равномерность осаждаемых пленок по пластине. С целью равномерного распределения в зоне осаждения реагента, поступающего в камеру подачи, а следовательно, равномерного осаждения слоев, отношение площади прорезей к площади сечения камеры подачи должно быть равно 0,05-0,1. В случае, если это отношение больше 0,1, поток газовой смеси, проходящей через первую прорезь, будет больше, чем через вторую, а через вторую соответственно больше, чем через третью, и т.д. что приводит к неравномерному осаждению слоев по изотермической зоне осаждения. Связано это с перепадом давления в камере подачи вдоль зоны осаждения. При отношении меньше 0,05 возрастает перепад давлений в камере подачи и реакторе, при этом увеличивается скорость истечения потока газовой смеси из камеры подачи, что приводит к неравномерности толщины слоя. Изменение неоднородности толщин в зависимости от отношения площади прорезей к площади сечения камеры подачи показано в табл.1. Изменение неоднородности по пластине в зависимости от отношения ширины прорези Δ к расстоянию между краем пластины и внутренней стенкой реактора W приведено в табл.2. В устройстве выращивают нелегированные и легированные слои окисла кремния и легированные слои поликристаллического кремния. При этом неоднородность толщины по пластине составляет ±2% а в партии ±3%

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЕВ ИЗ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ, включающее реактор в виде горизонтальной трубы с отверстиями, равномерно расположенными на ее стенках, и установленные коаксиально реактору камеру подачи в него газовой смеси, снабженную патрубком, и нагреватель, отличающееся тем, что, с целью уменьшения дефектности и разброса толщины осаждаемых слоев, реактор снабжен патрубком для дополнительного ввода газовой смеси, а отверстия выполнены в виде продольных прорезей, причем отношение площади прорезей к площади сечения камеры подачи равно 0,05 0,1. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отношение ширины прорези к расстоянию между краем пластины и внутренней стенкой реактора удовлетворяет выражению 0,045 ≅ Δ/W ≅ 0,23, где Δ ширина прорези; W расстояние между краем подложки и внутренней стенкой реактора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 02.04.2004

Извещение опубликовано: 10.07.2008        БИ: 19/2008

---