Устройство для получения слоев тугоплавких нитридов методом химического газофазного осаждения

 

Использование: при получении особочистых изделий из пиролитических нитридов бора и кремния. Устройство содержит вертикальный цилиндрический реактор., изготовленный из диэлектрического материала. Внутри расположен подложкодер,жатель. Средство ввода газовых реагентов выполнено из двух коаксиальных трубок, причем нижний конец внутренней трубки выступает за нижний торед внешней. И внутренняя трубка имеет на конце конусное-расширение. Нагрев реактора осуществляют индикатором. Даны соотношения геометрических размеров устройства. Коэффициент .использования по хлору составляет 40%. Полученные изделия с чистотой на уровне мировых стандартов. 1 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 30 B 25/08, 25/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР

{ГОСПАТЕНТ СССР)

4l

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4949870/26 (22) 28.06.91 (46) 30.03.93. Бюл, N 12 (73) Акционерная компания "Синтела" (75) В.И.Дерновский, Ю.В.Корнеенков и

В,В.Криворотов (56) Блинов Н.Г., Кошитов Л.В. Оборудование полупроводникового производства. М.;

Машиностроение, 1988, с. 158-159, Там же, с. 164-165.

Toshitsugy Matsuda, Naoki Uno, Hiroyuki

Nakae. Synthesis and structure of chemicfliy

vapour-deposited boron nitride, — Y. of

Materials Science, v, 21, 1986, р.р, 649-658. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ CflOEB ТУГОПЛАВКИХ НИТРИДОВ МЕТОДОМ

ХИМИЧЕСКОГО ГАЗОФАЗНОГО ОСАЖДЕНИЯ

Изобретение относится к области получения материалов и покрытий методом химического газофазного осаждения и может быть использовано при получении особочистых иэделий из пиролитических нитридов бора и кремния, Цель изобретения — повышение чистоты получаемых слоев при одновременном повышении экологической чистоты процесса за счет увеличения коэффициента использования газовых реагентов.

На чертеже представлено поперечное сечение устройства.

Устройство содержит вертикалы ый цилиндрический реактор 1 диаметром D, с водоохлаждаемой руба йкой 2, подложкодержателем 3, расположенным внутри реактора 1 на валу вращения 4, средство ввода газовых реагентов. выполненное из двух ко„,5U„„1806225 АЗ (57) Использование, при получении особочистых изделий из пиролитических нитридов бора и кремния. Устройство содержит вертикальный цилиндрический реактор., изготовленный из диэлектрического материала, Внутри расположен подложкодержатель.

Средство ввода газовых реагентов выполнено из двух коаксиальных трубок, причем нижний конец внутренней трубки выступает за нижний торец внешней. И внутренняя трубка имеет нэ конце конусное-расширение. Нагрев реактора осуществляют индикатором. Даны соотношения геометрических размеров устройства. Коэффициент использования по хлору составляет 40%.

Полученные изделия с чистотой на уровне мировых стандартов. 1 ил., 2 табл. аксиально расположенных трубок, причем нижний конец внутренней трубы 5 диаметром D3 выступает за нижний торец внешней трубы 6 диаметром 02 на расстояние I =0,51,5D1, внутренняя труба 5 имеет конусное расширение 7 с углом между образующей и вертикалью a = 30-45 . а отношение

01: D2: Оз= 7;(3,5-4,5):(1-1,5).

Устройство работает следующим образом: в реактор 1 устанавливают на подложкодержателе 3 подложку из графита, приводят вал 4 во вращение со скоростью

5-20 об/мин, подают воду в рубашку 2, продувают камеру азотом через трубки 6 и включают индукционный нагрев(на чертеже не показан), Через трубки 5 и 6 подают реакционные газы. После охлаждения снимают образец с подложки.

1806225

Таблица

Содержание примесей мас, х 10 (метод JCP)"

Знак "<" — ниже предела чувствительности метода, *+

"-" — не определяли

* обр. 1 получен с использованием предлагаемого устройства.

",*обр. 2 получен с использованием устройства-прототипа. !

П ример 1. Для получения изделий из пиролитического нитрида бора используют специально подготовленную подложку из графита МПГ-6 диаметром 10-50 мм и высо-. той 50-120 мм, давление в камере устанавливают 1-20 торр и нагревают подложку до

1750-2000 С с применением ВЧ-нагревателя. Через внутреннюю трубку подают аммиак, (йНз), через внешнюю — хлорид бора (BCb) и азот (N2). Скорость осаждения составляет 200,и/ч.

В табл. 1 приведены данные по чистоте пиролитического нитрида бора, полученноr0 по предлагаемому способу в сравнении со способом-прототипом.

В табл. 2 приведены данные по коэффициенту использования реагентов (К) в зависимости от заявляемых размеров.

Пример 2. То же, что и в примере 1, но по внешней трубке подают тетрахлорид кремния и азот, а по внутренней — аммиак.

Давление в реакционной камере устанавливают 5-40 торр и нагревают подложку до

1200-1400 С. Содержание примесей в полученных образцах нитрида кремния (SizN4) ее 10 4 Mac., Как видно из приведенных примеров, заявляемое устройство позволяет получать высококачественные изделия из нитридов кремния и бора:по своей частоте находящиеся на уровне мировых с коэффициентом использования до 40 Ilo хлориду, в то время как в способе прототипе этот коэффициент составляет всего 15-20 . Увеличение

I коэффициента использования в 2-3 раза позволяет значительно повысить экологическую чистоту процесса, которая является важнейшим показателем современного

5 производства, Формула изобретения

Устройство для получения слоев тугоплавких нитридов методом химического газофазного осаждения, содержащее

"0 вертикальный цилиндрический водоохлаждаемый реактор, установленный в нем подложкодержатель, средство ввода газовых реагентов, выполненное в виде двух коаксиальных трубок, внутренняя из которых выступает за нижний торец внешней. средство вывода газов и средство нагрева, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения чистоты получаемых слоев при одновременном повышении экологической чистоты за.

20 счет увеличения коэффициента использования газовых реагентов, отношение диаметров реактора и коаксиальных трубок равно соответственно D<:02;Dg=7:(3,5-4,5):(1-1,5), внутренняя трубка имеет на конце конусное расширение с углом между образующей и вертикалью и = 30-45 С и диаметром выходного отверстия 04 = (2-3,5) 0з, расстояние между торцами внешней и внутренней трубок равно (0,5-1,5) D<, а средство нагрева

30 выполнено в виде индуктора, где 01 — диа метр реактора; Dz — диаметр внешней трубки; 0з — диаметр внутренней трубки; 04— диаметр выходного отверстия внутренней трубки.

1806225

Таблица 2 к ямосц

Составитель В.Дерновский

Техред МЛоргентал Корректор М.Керецман

Редактор Т.Горячева

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул.Гагарина, 101

Заказ 967 Тираж : Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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