Способ подачи газов в реактор для газофазной эпитаксии
Изобретение относится к полупроводниковой технологии и может быть реализовано в оборудовании для выращивания эпитаксиальных слоев из газовой фазы Цель изобретение - более точная подача смеси в реактор в более широком диапазоне концентраций легирующей примеси. В ретродиффузио нную ячейку подают газ-носитель с легирующим компонентом с регулируемой объемной скоростью до Nf и газ-разбавитель, а выводят из ретродиффузионной ячейки в peasoop смесь газов с постоянной объемной Счоросгью N2 Ni1aKC 1/1 сбросовый поток N3 с помощью дискретных клапанов со СчОростыо N3 Ni131 0 дня малых концентраций легчрующей примеси, К з 0 для больших концентраций легирующей примеси и Мз Ч яля прекращения подачм тегирующей прмг ecu в реактор Способ позволяет с помощью небольшого числа управпчемых технологических параметров с высокой точностью формировать потоки газа-носителя с требуемой концентрацией паров используемых соединений в шмооком диапазоне концентраций обеспечивать высокою воспроизводимость условий проведения технояо гических процессов и сократить затраты из их оптимизацию за счет ввеления нере пируемых сбросовых потоков из ретро г, .ффузион ной ячейки, величины которых определяются режимом работы 2 ил
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИ -1ЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
s>y) т1 >
15508ОО А1
<5»s С 30 В 25/14
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНи1Е ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4648645/26 (22) 09.11,88 (46) 23.05,91. Бюл, ¹ 19 (72) В.С.Воробьев, В.В.Скульский и В.К,Тибилов (53) 621.315.592 (088.8) (56) Патент США
К 3901746, кл, Н 01 L 7/34, 1975; (54) СПОСОБ ПОДАЧИ ГАЗОВ В РЕАКТОР
ДЛЯ ГАЗОФАЗНОЙ ЗПИТАКСИИ (57) Изобретение относится к полупроводниковой технологии и может быть реализовано в оборудовании для выращивания зпитаксиальных слоев из газовой фазы, Цель изобретения — более точная подача смеси в реактор в более широком диапазоне концентраций легирующей примеси. В ретродиффузибнную ячейку подают газ-носитель с .легирующим компонентом с регулируемой объемной скоростью да
N1 и гаэ-разбавитель, а выводят из реИзобретение относится к полупроводниковой технологии и может быть реализовано в оборудовани для выращивания эпитаксиальных слоев лз газовой фазы.
Целью изобретения является более точная подача смеси в реактор в широком диапазоне концентраций легирующей примеси, На фиг. 1 изображена схема устройства реализующего способ; на фиг. 2 — экспериментальная зависимость концентрации диметилкадмия С(сI-Ig)g „g в выходном потоке N от величины входного потока Ni. тродиффузионнай ячейки в реак-.ор смесь газов с постоянной объемной скоростью
Й2 М1 и соросавый поток N3 с по мощью дискретных клапанов со с. Ыз= N> для малых концентрацийлегирующей примеси, Из = 0 для больших концентраций легирующей примеси и Мз» N; для прекращения подачи легирующей Ilp«l .:åñ "i в реактор. Способ позволяет с помощью небольшого числа управляемых технологических параметров с высокой точностью формировать потоки газа-носителя с требуеМоА концентрацией паров «спольэуемых сор.— динений в широком диапазоне концентраций. обеспечивать высокую васпроизводимость условий проведения технологических процессов и сократить затраты на лх оптимизацию за счет введения нерегулируемых сбросовofx потоков из ретрод«ффуз«анной ячейки, величины которых определяются режимом работы, 2 лл. Пример 1. Для больших концентраций легиру ощей примеси в потоке газа, идущего в реактор. Газ-носитель (водород) из вхоцной линии 1 подается пад «збыточным давлением 0,05 ЧПа через датчик 2 расхода водорода типа ДРГ-1 и вентиль 3 регулировки потока в испаритель 4 с диметилкадмием паи 15 С с помощью системы клапанов 5, а затем поток N1 = 0 — 90сма/ «; I подается в ретродиффузлонную ячейку С. С помоьцыа допол нител ь ной rÈIÈ« чистого газа-носителя (водорода) 7 поток N1дополняется да t 00 см /м«н, поскольку клапан 8 1650800 открыт, а дроссель 9 в реакторной (выходной) линии пропускает поток Nz = 100 см /мин. Сбросовая линия 10 с дросселями 11 и 12 и клапанами 13 и 14 создают сбросовый поток йз = О. Дроссели выполнены в виде кварцевых капилляров. Дроссели 9 и 11 обеспечивают потоки 100 см /мин, в дроссель 12— 300 см /мин. В результате концентрация паров диметилкадмия (ДМК) на выходе из ретродиффузионной ячейки уменьшается в N>/100 раз и может регулироваться в диапазоне 0 — 14,4 мм рт.ст, Пример 2. Для малых концентраций легирующей примеси в потоке газа, идущего в реактор. Пример 2 аналогичен примеру 1, только открывается клапан 13, при этом сбросовый поток Мз = 100 см /мин, превышает величину NM " = 90 см /мин, весь входной поток Ni уходит в сбросовую линию 10, дополняясь чистым газом-носителем из линии 7, Этот дополнительный поток (100-N<) поступает из дополнительной линии на ретродиффузионном участке навстречу диффундирующим парам ДМК, В зависимости от его величины меняется концентрация продиффудировавших против встречного потока паров ДМК. Величина встречного потока (100- N< ) и концентрация ДМК на выходе регулируются путем изменения входного потока N с помощью вентиля 3. Экспериментальная зависимость . концентрации ДМК на выходе из канала от величины К приведена на фиг. 2. Пример 3, Прекращение подачи легирующей примеси в реактор. Пример 3 аналогичен примеру 1, но открыт клапан 14, обеспечивающий поток газа в сбросовой линии 300 см /мин. При этом даже в случае. максимального входного потока N> = 90 см /мин встречный поток (МзN>) на ретродиффузионном участке велик настолько, что против него проходит лишь пренебрежимо малая доля паров ДМК. Определить реальную концентрацию не представляется возможным ввиду ограниченной чувствительности аналитических средств. Оценить ее можно путем экстраполяции экспериментальной зависимости (фиг, 2) объемной доли паров ДМК от величины встречного потока (Мз - Ni) = (300 - Nt). Она составляет величину порядка 10 мм рт.ст. - з .Присутствие столь малых концентраций не 40 янной объемной скоростью Иг NM к и сбросового потока Из с регулируемой скоростью, отличающийся тем, что, с целью более точного дозирования компонентов смеси в широком диапазоне концентра45 ций паров используемого. соединения, вывод сбросового потока Из ведут с помощью дискретных клапанов со скоростями для минимальной концентрации паров используемого соединения Мз = N >", для макси50 мал ьной концентрации паров используемого соединения Мз = 0 и для прекращения подачи паров используемого соединения в реактор йз » Й1. 35 сказывается на свойствах выращиваемых слоев; Кроме того, практически он ниже уровня, обеспечиваемого при традицион- ном перекрытии потока с помощью клапанов из-за неизбежных в этом случае утечек через уплотнения, Способ позволяет с помощью небольшого числа управляемых технологических параметров с высокой точностью формировать потоки газа-носителя с требуемой концентрацией паров используемых соединений в широком диапазоне концентраций, обеспечивать высокую воспроизводимость условий проведения технологических процессов и сокращать затраты на их оптимизацию за счет введения нерегулируемых сбросовых потоков из ретродиффузионной ячейки, величины которых определяются режимом работы. Кроме того, следует отметить снижение требований к исполнительным элементам реализующих способ устройств. На клапаны в сбросовой линии накладываются менее жесткие условия, поскольку малые утечки не влияют на состав газовой фазы в реакторе, а поступлению загрязнений из них в реактор препятствуют встречные потоки газа-носителя. Это облегчает выбор элементной базы для создания устройств, реализующих предлагаемый способ.. Формула изобретения Способ подачи газов в реактор для газофазной эпитаксии, включающий подачу в ретродиффузионную ячейку газа-носителя с парами используемого соединения с регулируемой объемной скоростью до N< " и газа разбавителя, вывод из ретродиффузионной ячейки в реактор смеси газов с посто1650800 ф 10 ю 10+ Ъ 90 Иу Составитель B. Елсаков Редактор Т. Куркова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С. Максимишинец ! Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 Заказ 1976 Тираж 262 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва; Ж-35, Раушская наб„4/5
