"Enceinte de réaction pour le dépôt de matière semi-conductrice sur des corps de support chauffés"
La présente invention est relative à une enceinte de réaction pour le dépôt de matière semi-conductrice, en particulier de silicium, sur des corps de support en forme de barreau chauffés et à partir d'un gaz de réaction approprié traversant <EMI ID=1.1>
<EMI ID=2.1>
en forme de plateau munie des ajutages requis.pour l'amenée et l'évacuation du gaz de réaction ainsi que d'électrodes servant simultanément à maintenir et à chauffer par voie électrique les corps de support en forme de barreau faits de matière semi-conductrice ou conductrice, ainsi que par une cloche en quartz ou en verre posée de manière étanche au gaz sur la base et délimitant conjointement avec celle-ci le volume de réaction, les électrodes étant en outre amenées à traverser de manière mutuellement isolée et étanche au gaz la base an forme de plateau et, finalement, les électrodes ainsi que les autres éléments métalliques
de la base étant faits d'argent sur la surface limitrophe du volume de réaction.
Dans une demande de brevet allemand P 23 58 279.8,
on a décrit une enceinte-de réaction pour le dépôt de matière semi-conductrice, en particulier de silicium, sur des corps de support chauffés à partir d'un gaz de réaction approprié traversant cette enceinte de réaction qui présente, comme dépeint précédemment, une plaque d'acier servant de base et qui est recouverte sur la face dirigée vers le volume de réaction d'une couche d'argent. Cette dernière est débarrassée des pores et retassures grace à un processus de laminage ou de forgeage et elle est de préférence appliquée à l'état liquide par fusion sur la plaque d'acier, qui a été préalablement dotée des passages ou alésages appropriés pour recevoir les électrodes et les ajutages à gaz
de réaction, dont l'étanchéité est assurée avec du polytétrafluoro-éthylène. La couche d'argent est faite d'argent très pur
(argent fin). En ce qui concerne la nature des électrodes, aucune indication plus précise n'est donnée dans la demande précitée.
En outre, on a décrit dans une demande de brevet alle-mand P 23 58 053.2, une enceinte de réaction pour le dépôt de matière semi-conductrice, en particulier de silicium, sur des corps
et
� de support chauffés\à partir d'un gaz de réaction approprié
traversant l'enceinte de réaction, cette dernière étant constituée par une base en forme de plateau munie des ajutages requis pour l'amenée et l'évacuation du gaz de réaction ainsi que d'éléments de retenue pour les corps de support, cette base étant faite de métal et en particulier d'argent, et par une cloche, en particulier en quartz, posée de manière étanche au gaz sur la base, l'enceinte se caractérisant par le fait que la base est composée de deux pièces métalliques, en particulier en argent, disposées de manière mutuellement centrée en interposant un joint fait en particulier de polyfluoro-éthylène et que l'une des deux pièces métalliques est munie exclusivement des éléments de retenue pour les corps de support, et l'autre exclusivement des ajutages pour l'amenée et l'évacuation du gaz de réaction.
La pièce centrale de la plaque de base est alors en général le support des ajutages d'amenée et d'évacuation pour le gaz de réaction, tandis qu'au contraire la pièce externe est le support des éléments de retenue servant simultanément d'électrodes pour le chauffage électrique des barreaux de support, ces éléments traversant en y étant adaptés, de façon mutuellement isolée et étanche au gaz, la partie les portant de la plaque de base métallique. On a exposé dans la description de cette demande que les électrodes individuelles peuvent être faites d'argent fin, avec pour chacune une garniture en graphite très pur.
La présente invention a pour base le problème d'offrir des dispositions supplémentaires qui facilitent la fabrication d'un dispositif tel que décrit dans les demandes précitées, en particulier celui décrit dans la demande de brevet P 73 58 279.8 et qui assurent une meilleure obturation étanche au gaz de l'agence-ment, ainsi qu'une réduction supplémentaire des impuretés entrat-
<EMI ID=3.1>
conductrice déposée.
Il est proposé suivant l'invention que les électrodes individuelles soient composées chacune d'un corps d'argent fin et d'au moins un corps d'un métal de moindre valeur mais bon conducteur de l'électricité, de telle sorte que seule la partie de l'électrode faite d'argent fin soit limitrophe du volume de réaction. Pour les corps en métal de moindre valeur, on envisage
<EMI ID=4.1>
me mesure que l'argent fin ou encore un alliage de cuivre bon conducteur. La matière d'étanchéité est à nouveau constituée de préférence par du polytétrafluoro-éthylène (Teflon) qui se caractérise comme on le sait par de bonnes propriétés mécaniques, électriques et thermiques. Les deux composants des électrodes individuelles peuvent être assemblés soit avec une soudure à l'argent, soit simplement en les pressant l'un sur l'autre, tout en établissant un bon contact électrique. De préférence, l'agencement est conçu de telle manière que les électrodes individuelles, au moins la partie faite d'argent fin, puissent aisément être remplacées. Finalement, il est prévu que l'intérieur des deux corps massifs constituant les électrodes individuelles soit réalisé
en tant que canal d'écoulement ou de circulation pour un agent de refroidissement, en particulier de l'eau de refroidissement.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après, donnée à titre non limitatif et en se référant au dessin annexé.
La figure unique représente une partie située autour d'une électrode d'une plaque de base métallique qui, d'une façon correspondant aux descriptions des demandes de brevet allemand
P 73 58 279.8 et P 23 58 053.2 fait partie dans son ensemble
d'une enceinte de réaction recevant des corps de support en forme <EMI ID=5.1>
de barreau ou de tube. La cloche en quartz ou en verre ainsi que les détails de réalisation des corps de support et l'alimentation en gaz de réaction et en courant de chauffage électrique ne seront
<EMI ID=6.1>
La partie illustrée au dessin d'une plaque de base métallique d'une enceinte de réaction suivant l'invention constitue simplement, comme déjà mentionné, le voisinage immédiat d'une seule électrode, de telle sorte qu'on doit prévoir de la même façon
au moins une seconde électrode pour pouvoir maintenir deux corps en forme de barreau ou de tube de même longueur, qui sont reliés
à leurs autres extrémités par un pont de matière conductrice.
Conformément aux considérations de la demande de brevet allemand P 23 58 279.8, la plaque de base est faite d'acier laminé sur laquelle est appliquée une épaisse couche d'argent fin condensé. Le noyau d'acier 1-de la plaque de base est un disque circulaire doté des passages appropriés pour la réception des électrodes ou, conformément aux considérations de la demande de brevet allemand P 23 58 053.2, une plaque d'acier en forme d'anneau circulaire. Le noyau 1 de la plaque de base est recouvert, comme mentionné, d'une épaisse couche d'argent 2 sur la face supérieure dirigée vers le volume de réaction et à l'endroit des évidements ou alésages.
Conformément aux principes de l'invention, l'électrode individuelle est constituée par une partie supérieure 3 en argent fin comprimé et une partie inférieure 4 en cuivre. Les deux parties sont creuses et, lors de l'utilisation, elles sont remplies
et en particulier parcourues par un agent de refroidissement liquide ou gazeux 5. La partie inférieure 4, faite de cuivre, de l'électrode est tubulaire et s'élargit vers le haut en un plateau 6-avec une surface d'appui plane sur laquelle est posé le bord inférieur 7, également élargi en forme de plateau, de la partie ............. d'électrode supérieure, de la manière illustrée au dessin.
La partie d'électrode supérieure 3 est tournée à partir d'un bloc d'argent fin comprimé et elle est également creuse, y compris son couronnement conique 8. Ce dernier sert à retenir
<EMI ID=7.1>
son tour d'un renfoncement pour la réception de l'extrémité inférieure d'un corps de support en forme de barreau ou de tube, fait de silicium très pur. Le corps de support porte la référence 10.
La partie d'électrode supérieure 3 et la partie d'électrode inférieure 4 sont reliées entre elles par leurs élargissements terminaux en forme de plateau 7 et 6 de manière tellement étroite que l'agent de refroidissement 5, circulant à l'intérieur, par exemple de l'eau ou un gaz de refroidissement fourni par une machine frigorifique, ne peut pas s'échapper. Par exemple, les deux parties d'électrode 3 et 4 sont soudées l'une à l'autre. Si les surfaces d'appui des deux plateaux 6 et 7 sont suffisamment bien rectifiées, il suffit de les presser l'une contre l'autre pour obtenir l'obturation étanche requise, éventuellement en interposant un mince anneau plat de matière de joint élastique. Ceci n'a pas été représenté dans l'exemple illustré au dessin.
Dans ce but, le noyau en acier 1 de la plaque de base métallique de l'enceinte de réaction est muni d'un raccord creux cylindrique
12 qui fait saillie vers le bas et est disposé concentriquement par rapport aux deux parties d'électrode 3 et 4 disposées coaxialement entre elles et qui fixe simultanément, par l'intermédiaire d'une pièce d'écartement et d'étanchéité 18, faite de polytétrafluoro-éthylène, la position de l'électrode dans la plaque de
base métallique 1, 2. Comme on peut s'en rendre compte d'après
le dessin, le raccord métallique cylindrique 12 est muni sur sa face externe d'un pas de vis sur lequel est vissé un écrou 13. Le <EMI ID=8.1>
bord inférieur de ce dernier s'engage radialemeht vers l'intérieur en dessous du raccord 12 et repousse la partie d'électrode inférieure 4 avec son plateau 6, de préférence en interposant
une pièce d'étanchéité 14 en matière élastique, contre la plateau 7 de la partie d'électrode supérieure 3.
La partie d'électrode inférieure 4 est munie en un endroit approprié d'une pièce de raccord 15 pour le câble d'alimentation en courant 17. Par exemple, l'extrémité du cable 17 est introduite dans la pièce de raccordement 15 réalisée en forme de douille et adaptée à sa section transversale et dont l'extrémité est repoussée élastiquement, par exemple au moyen d'un écrou 16, sur la périphérie du conducteur 17 du câble.
Une seconde électrode (non représentée), conçue et raccordée de la même façon est ancrée également dans la même plaque de base 1 et elle maintient un second support en forme de barreau
10, qui est relié par son autre extrémité et par l'intermédiaire d'un pont conducteur au premier support 10. Le circuit est fermé de la sorte (non représenté).
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modifications peuvent ? être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.
Ainsi, d'autres moyens peuvent en particulier être prévus pour maintenir les électrodes et leurs pièces, sans que ceci modifie le principe de l'invention. La pièce 13 peut par exemple, au lieu d'être réalisée par elle-même en tant qu'écrou, être vissée au moyen de vis de retenue sur le noyau 1 de la plaque de base métallique. Les joints peuvent aussi avoir une autre conception, de même que le raccordement de l'électrode à un cable d'alimentation.
REVENDICATIONS
1. Enceinte de réaction pour le dépôt de matière semiconductrice, en particulier de silicium, sur des corps de support en forme de barreau chauffés et à partir d'un gaz de réaction approprié traversant l'enceinte de réaction, cette enceinte étant constituée par une base en métal en forme de plateau munie des ajutages requis pour l'amenée et l'évacuation du gaz de réaction ainsi que d'électrodes servant simultanément de moyens de retenue et de chauffage électrique pour les corps de support en forme de barreau faits de matière semi-conductrice ou conductrice et par une cloche en quartz ou en verre délimitant conjointement avec la base le volume de réaction, les électrodes traversant en outre de manière mutuellement isolée et étanche au gaz la base en forme de plateau et, finalement,
les électrodes ainsi que les autres composants métalliques de la base étant faits d'argent sur la surface limitrophe du volume de réaction, caractérisée en ce que les électrodes individuelles sont composées chacune d'au moins un corps en argent fin et d'au moins un corps en un métal de moindre valeur mais bon conducteur de l'électricité, de telle manière que seule la partie d'électrode faite d'argent fin soit limitrophe du volume de réaction.
"Reaction chamber for the deposition of semiconductor material on heated support bodies"
The present invention relates to a reaction chamber for the deposition of semiconductor material, in particular silicon, on heated bar-shaped support bodies and from a suitable reaction gas passing through <EMI ID = 1.1 >
<EMI ID = 2.1>
in the form of a plate provided with the required nozzles for supplying and discharging the reaction gas as well as electrodes serving simultaneously to hold and electrically heat the bar-shaped support bodies made of semiconductor material or conductive, as well as by a quartz or glass bell placed in a gas-tight manner on the base and jointly delimiting the reaction volume therewith, the electrodes being further passed through in a mutually insulated and gastight manner the base in the form of a tray and, finally, the electrodes as well as the other metallic elements
of the base being made of silver on the surface bordering the reaction volume.
In a German patent application P 23 58 279.8,
there has been described a reaction chamber for the deposition of semiconductor material, in particular silicon, on support bodies heated from a suitable reaction gas passing through this reaction chamber which has, as previously described, a steel plate serving as a base and which is covered on the side facing the reaction volume with a layer of silver. The latter is freed of pores and shrinkage by a rolling or forging process and it is preferably applied in the liquid state by melting on the steel plate, which has previously been provided with the appropriate passages or bores to receive the electrodes and gas nozzles
reaction, which is sealed with polytetrafluoroethylene. The silver layer is made of very pure silver
(fine silver). As regards the nature of the electrodes, no more precise indication is given in the aforementioned application.
In addition, a German patent application P 23 58 053.2 has described a reaction chamber for depositing semiconductor material, in particular silicon, on bodies.
and
� heated carrier from suitable reaction gas
passing through the reaction enclosure, the latter being constituted by a base in the form of a plate provided with the nozzles required for the supply and discharge of the reaction gas as well as retaining elements for the support bodies, this base being made of metal and in particular of silver, and by a bell, in particular of quartz, placed in a gas-tight manner on the base, the enclosure being characterized by the fact that the base is composed of two metal parts, in particular in silver, arranged in a mutually centered manner interposing a seal made in particular of polyfluoroethylene and that one of the two metal parts is provided exclusively with retaining elements for the support bodies, and the other exclusively with nozzles for the supply and discharge of the reaction gas.
The central part of the base plate is then generally the support of the inlet and outlet nozzles for the reaction gas, while on the contrary the external part is the support of the retaining elements serving simultaneously as electrodes for the reaction gas. electric heating of the support bars, these elements passing through and being adapted thereto, in a mutually insulated and gas-tight manner, the part carrying them of the metal base plate. It has been stated in the description of this application that the individual electrodes can be made of fine silver, each with a lining of very pure graphite.
The present invention is based on the problem of offering additional arrangements which facilitate the manufacture of a device as described in the aforementioned applications, in particular that described in patent application P 73 58 279.8 and which ensure better sealing. to agency gas, as well as further reduction of impurities
<EMI ID = 3.1>
conductor deposited.
It is proposed according to the invention that the individual electrodes are each composed of a body of fine silver and at least one body of a metal of lower value but a good conductor of electricity, so that only the part of the electrode made of fine silver is bordering the reaction volume. For lower value metal bodies, we consider
<EMI ID = 4.1>
me as fine silver or a good conductor copper alloy. The sealing material is again preferably constituted by polytetrafluoroethylene (Teflon) which is characterized, as is known, by good mechanical, electrical and thermal properties. The two components of the individual electrodes can be assembled either with silver solder or simply by pressing them together, while making good electrical contact. Preferably, the arrangement is designed such that the individual electrodes, at least the part made of fine silver, can easily be replaced. Finally, it is planned that the interior of the two solid bodies constituting the individual electrodes is produced
as a flow or circulation channel for a cooling medium, in particular cooling water.
Other details and features of the invention will emerge from the description below, given without limitation and with reference to the accompanying drawing.
The single figure shows a part around an electrode of a metal base plate which, in a way corresponding to the descriptions of the German patent applications
P 73 58 279.8 and P 23 58 053.2 is part of the whole
of a reaction chamber receiving support bodies in the form <EMI ID = 5.1>
bar or tube. The quartz or glass bell as well as the construction details of the support bodies and the supply of reaction gas and electric heating current will not be
<EMI ID = 6.1>
The part illustrated in the drawing of a metal base plate of a reaction chamber according to the invention simply constitutes, as already mentioned, the immediate vicinity of a single electrode, so that it is necessary to provide in the same way
at least one second electrode to be able to hold two rod-shaped or tube-shaped bodies of the same length, which are connected
at their other ends by a bridge of conductive material.
In accordance with the considerations of German patent application P 23 58 279.8, the base plate is made of rolled steel to which a thick layer of condensed fine silver is applied. The steel core 1-of the base plate is a circular disc with suitable passages for receiving electrodes or, according to the considerations of German patent application P 23 58 053.2, a steel plate in the form of circular ring. The core 1 of the base plate is covered, as mentioned, with a thick layer of silver 2 on the upper face facing the reaction volume and at the location of the recesses or bores.
In accordance with the principles of the invention, the individual electrode consists of an upper part 3 of compressed fine silver and a lower part 4 of copper. Both parts are hollow, and when in use they are filled
and in particular traversed by a liquid or gaseous cooling agent 5. The lower part 4, made of copper, of the electrode is tubular and widens upwards into a plate 6 with a flat bearing surface on which is placed the lower edge 7, also widened in the form of a plate, of the upper electrode part ............., as illustrated in the drawing.
The upper electrode part 3 is rotated from a compressed fine silver block and it is also hollow, including its conical crown 8. The latter serves to retain
<EMI ID = 7.1>
in turn a recess for receiving the lower end of a bar-shaped or tube-shaped support body, made of very pure silicon. The support body bears the reference 10.
The upper electrode part 3 and the lower electrode part 4 are connected to each other by their plate-shaped terminal enlargements 7 and 6 so narrowly that the cooling medium 5, circulating therein, for example water or a cooling gas supplied by a refrigerating machine cannot escape. For example, the two electrode parts 3 and 4 are welded to each other. If the bearing surfaces of the two plates 6 and 7 are sufficiently well ground, it suffices to press them against each other to obtain the required sealing, possibly by interposing a thin flat ring of elastic seal material. This has not been shown in the example illustrated in the drawing.
For this purpose, the steel core 1 of the metal base plate of the reaction chamber is provided with a cylindrical hollow connection
12 which projects downwards and is arranged concentrically with respect to the two electrode parts 3 and 4 arranged coaxially between them and which simultaneously fixes, by means of a spacer and sealing piece 18, made of polytetrafluoroethylene, the position of the electrode in the
metal base 1, 2. As can be seen from
the drawing, the cylindrical metal fitting 12 is provided on its external face with a screw thread onto which a nut is screwed 13. The <EMI ID = 8.1>
lower edge of the latter engages radially inwardly below the connector 12 and pushes the lower electrode part 4 with its plate 6, preferably by interposing
a sealing piece 14 of elastic material, against the plate 7 of the upper electrode part 3.
The lower electrode part 4 is provided at a suitable place with a connecting piece 15 for the current supply cable 17. For example, the end of the cable 17 is introduced into the connecting piece 15 formed in the form sleeve and adapted to its cross section and the end of which is elastically pushed, for example by means of a nut 16, on the periphery of the conductor 17 of the cable.
A second electrode (not shown), designed and connected in the same way is also anchored in the same base plate 1 and it holds a second bar-shaped support
10, which is connected by its other end and via a conductive bridge to the first support 10. The circuit is closed in this way (not shown).
It should be understood that the present invention is in no way limited to the above embodiments and that many modifications can be made. be made without departing from the scope of this patent.
Thus, other means can in particular be provided to hold the electrodes and their parts, without this modifying the principle of the invention. The part 13 can for example, instead of being produced by itself as a nut, be screwed by means of retaining screws on the core 1 of the metal base plate. The joints can also have another design, as can the connection of the electrode to a power cable.
CLAIMS
1. Reaction chamber for the deposition of semiconductor material, in particular silicon, on heated bar-shaped support bodies and from a suitable reaction gas passing through the reaction chamber, this chamber being constituted by a metal base in the form of a tray provided with the required nozzles for the supply and discharge of the reaction gas as well as electrodes serving simultaneously as a retaining and electric heating means for the bar-shaped support bodies made of material semiconductor or conductor and by a quartz or glass bell delimiting together with the base the reaction volume, the electrodes further passing through in a mutually insulated and gas-tight manner the base in the form of a plate and, finally,
the electrodes as well as the other metallic components of the base being made of silver on the boundary surface of the reaction volume, characterized in that the individual electrodes are each composed of at least one fine silver body and at least one body of a metal of lesser value but a good conductor of electricity, so that only the electrode part made of fine silver is bordering the reaction volume.