Устройство для жидкостной эпитаксии многослойных структур

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЖИДКОСТНОЙ ЭПЙТАКСЙИ МНОГОСЛОЙНЫХ СТРУКТУР, включающее ifcopnyc прямоугольной формы с крыппсой, контейнер с емкостями для растворов-расплавов,- снабженными поршнями с.толкателем, установленнуюпод ним пластину с отверстием для заливки раствора-расплава на подложки и емкость для отработанных растворов—расплавов, отличающееся тем, что, с целью повьшения однородности раствора-расплава за счет эффекта перемешивания во время его заливки на подложку, в емкостях размещены подвижные L-образные перегородки, в вертикальных стенках которых выполнены сквозные отверстия, а на внутренней поверхности каждой емкости, обращенной к вертикальной стенке перегородкиJ выполнены пазы, и в боковых стенках корпуса выполнены вы- . емки со скосами.(Лfi1ZФиг.100^а>& со оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) SU(ii) 807

4(51) С 30 В 19 06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fIO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3

5 д (21) 2812427/22-26 (22) 27.08.79 (46) 07.03.88. Бюл. й" 9 (72) М.НЛаргарьянц (53) 621.315.592 (088.8) (56) I. Appl. Phys, 1975, 46, У 2, р ..775>

Iap. I. Appl. Phys, 1976, 15, В 5, р. 887. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЖИДКОСТНОЙ

ЭПИТАКСИИ МНОГОСЛОЙНЫХ СТРУКТУР, включающее корпус прямоугольной формы с крышкой, контейнер с емкостями для растворов-расплавов,. снабженными поршнями е òîëêàõåëåì, установленную под ним пластину с отверстием для заливки раствора-расплава на подложки и емкость для отработанных растворов-расплавов, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения однородности раствора-расплава за счет эффекта перемешивания во время его заливки на подложку, в емкостях размещены подвижные L-образные перегородки, в вертикальных стенках которых выполнены сквозные отверстия, а на внутренней поверхности каждой емкости, обращенной к вертикальной стенке перегородки, выполнены пазы, и в боковых стенках корпуса выполнены вы- = емки cg скосами.

807693

Изобретение относится к устройствам для получения многослойных структур и может быть использовано в электронной технике.

Известно устройство сдвигового типа, выполненное из графита, для получения жидкостной энитаксией многослойных полупроводниковых структур, содержащих многокомпонентные соедине- 1{) ния разного состава. Устройство содержит контейнер с емкостями для растворов-расплавов разного состава .и подложкодержатель, на котором располагается подложка. Удаление раст- 15 вора с поверхности выращенного слоя в таком устройстве осуществляют деталями скребкового типа. В указанной конструкции удаление раствора-расплава может сопровождаться повреждением 20 поверхности выращенного слоя, что затрудняет получение многослойной структуры. хорошего качества с высокой степенью планарности, особенно при толщинах слоев микройной и суб- 2

1 микронной толщины. Кроме того, эта конструкция накладывает определенные ограничения на число выращиваемых слоев благодаря необходимости зазора определенной величины между .деталью ЗО

1кребкбвого типа и.выращенным слоем.

Наиболее близким цо технической сущности к заявляемому является устройство для выращивания. слоев из ограниченных объемов е прокачкой раствора расплава над подложкой или выращенными на ней слоями. Такое устройство содержит контейнер с емкостя- ми для растворов разного состава, вставленные в емкости поршни с толка- 4О телем для прокачки растворов, .подложкодержатель, в котором расположена подложка, пластина с отверстием для -заливки раствора-.расплава на подложки и емкость для отработанных 4g растворов-расплавов. Поступательным движением толкателя поршень опускают внутрь емкости, что приводит к выдавливанию раствора в камеру роста.

Остатки предыдущего раствора после наращивания слоя выдавливают в.емкость. для отработанных растворов

BHoBb поступающим раствором..Таким образом происходит-смена раствороврасплавов над подлОжкОД»

Недостатком:такого устройства яв.ляется то, что выдавливание растворарасплава.иэ емкости в камеру роста осуществляют в вертикальном иаправленни. В результате различных эффектов, сопровождающих процесс.ликвации, возможно возникновение неоднородности состава раствора-расплава.

Основная неоднородность возникает в вертикальном направлении (в направлении силы тяжести).. Гомогенизация раствора-расплава происходит медленно, в основном в результате конвекциойных потоков и диффузии. Это при-. водит к:тому, что на поверхность подложки поступает неоднородный раствор н в результате ухудшается однородность свойств.

Целью данного изобретения является повышение однородности растворарасплава за счет эффекта перемешивания во время его заливки на подложку, Указанная цель достигается тем, что в емкостях размещены подвижные

L-образные перегородки, в вертикальных стенках которых выполнены сквозные отверстия, а на внутренней поверхности каждой емкости, обращенной к вертикальной стенке перегородки, выполнены пазы и в боковых стенках корпуса выполнены, выемки со скосами.

Наличие сквозных отверстий в вер.тикальной стенке перегородки в случае совмещения с пазами в стенке емкости обеспечивает одновременное поступление раствора-расплава к подложке, установленной на подложкодержа» теле, с разных уровней по высоте ем- . кости при его..заливке.

Направляющие, смещенные возле ячейки для подложки, обеспечивают совмещение сквозных отверстий в вертикальной стенке перегородки с пазами в стенке емкости перед началом наращивания эпитаксиального слоя. Такая конструкция кассеты предотвращает попадание раствора-расплава в нижний объем емкости до полного растворения шихты.

На фиг.1, 2 и 3 изображено уст- . ройство при различных положениях: перед выращиванием второго слоя, при выращивании второго слоя и при выращивании третьего слоя соответственно, продольный разрез; на фиг.4. — сечение

А-А на фиг.1, вид верху.

Устройство содержит контейнер 1 с емкостями 2 и поршнями 3. В ем-. кости 2 помещены подвижные перегородки 4, имеющие сквозные отверстия 5.

Контейнер 1 установлен на неподвижной пластине 6, в которой имеется

807693 отверстие 7 для выдавливания раствора-расплава. Пластина б контактирует с основанием корпуса 8, в котором расположена подложка 9 ° На внутренних поверхностях емкостей 2 выполнены пазы 10, а крышка 11 корпуса имеет скос. 12. Кроме того, на внутренних боковых стенках корпуса 8 выполнены выемки 13 со скосами 14 (фиг.4).10

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии (фиг. 1) перегородка 4 смещена относительно контейнера 1 таким образом, что сквозные отверстия 5.не совпадают с пазами 10 в стенке емкости 2 (фиг.4).. При этом. емкость 2 оказыва" ется разделенной на два не сообщающихся объема. В больший объем загружена шихта для приготовления раст- 20 вора-расплава нужного состава. При перемещении контейнера 1 слева направо горизонтальная часть перегородки

4, двигаясь в горизонтальных выемкам

13 .наталкивается на скос 14 и пере- 25 городка 4 перемещается относительно контейнера 1 таким образом, что ее сквозные отверстия 5 совпадают-с на-. зами 10 в стенке емкости 2. При этом для.раствора-расплава открывается 30 доступ s меньший объем емкостй 2.-Эта позиция соответствует моменту. сопри.— косновения поршня 3 той же емкости со скосом 12 в крышке 11 корпуса и совмещением емкости с отверстием 7

) в пластине 6. При дальнейшем поступательном движении контейнера 1 (фиг.2 и 3) поршень 3 двигается вниз, в результате чего раствор-расплав через сквозные отверстия 5 в перегородке 4, пазы 10 в стенке емкости 2, малый объем емкости 2 через отверстие

I 7 в плстине 6 омывает поверхность подложки 9. Наличие сквозных отверс тий 5 в вертикальной стенке перегородки 4 обеспечивает одновременное поступление раствора-расплава из разных сечений lIQ высоте емкости 2 и тем самым лучшее его .перемешивание.

Диаметр сквозных отверстий 5 и их пространственное расположение позволяют регулировать однородность -раствора в зависимости от характера его неоднородности. При.перемещении поршня 3 в нижнее положение на подложке

9 производят выращивание эпитаксиального слоя.

Иеханическое управление работой кассеты осуществляется одним толка- . телем, перемещающим контейнер 1 в. горизонтальной .плоскости, что обеспечивает возможность автоматизации пр6цесса получения многослойных структур в условиях. принудительного перемешивания раствора-расплава.

Применение этого изобретения повышает однбродность и воспроизводимость характеристик многослойных структур при их изготовлении.

807693

fO "Ф tO Ц

Техред М.Дидик Корректор И.Эрдейи

Редактор Н.Сильнягина

Тираж 365 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 997

Произ водственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4