CS200062B1 - Vyhřívaoí podložka polovodičových substrátů pro chemickou depozici kysličníkových vrstev z plynná fáze - Google Patents

Description

Vynález se týká vyhřívaoí podlpžky pcílovodičových substrátů pro chemickou depozici kysličníkových vrstev z plynné fáze v rozmezí teploty 20 až 5OO °C.

Při přípravě kysličníkových vrstev chemickou dépozicí z plynné fáze., např. vrstev kysličníku křemičitého Si0₂ nebo kysličníku hlinitého A1₂O^ oxidací silanu kyslíkem nebo oxidabí triisopropylolkoholátu hlinitého kyslíkem na površích polovodičových substrátů, např. na křemík Si nebo fosfiů galitý GaP, jsou polovodičové substráty uloženy na vyhřívaoí podložce v depozičním prostoru, např. v trubici nebo ve zvonu, ve kterém proudí plynná reakční směs. Na,vyhřátých polovodičových substrátech a v jejich okolí narůstají kysličníkové vrstvy příslušnými, chemickými reakcemi mezi'plynnými reakčními složkami.

Vyhřívaci-podložka je v klidu nebo sepohybdje podle konstrukce zařízení tak, aby plynné reaktanty shodně omývaly všechny polovodičové substráty uložené ne ní.

Protože z důvodů dalšího zpracování kysličníkových vrstev na polovodičových substrátech,.' např. fotolitograficky, je žádoucí, aby tloušlka vrstev ne všech polovodičových substrátech ve várce byla co nejrovnoměrnější, je třeba, aby rozptyl teploty polovodičových substrátů při' depozici byl co nejmenší, protože rychlost depozice kysličníkových vrstev závisí na teplotě. Toho je možné dosáhnout pouze použitím vyhřívaci podložky zhotovené z materiálu s vysokou' tepelnou vodivostí. Např. při přípravě vrstev kysličníku křemičitého SiO₂ oxidací silanu kyslíkem, je zmíěna rychlosti depozice v rozmezí 300 až 400 °C

200 062

0,5 až 0,6 % °C.

Pro dosažení stejné teploty celého povrchu vyhřívací podložky a tím i polovodičových Bubstrátů jsou vyhřívací podložky Zhotovovány z materiálů vysoké tepelné vodivosti. Používá se hliníku a jeho slitin, grafitu a nerez oceli. Tyto materiály však mají řadu nevýhod.

Aby se zabránilo přímému styku materiálu vyhřívací podložky s polovodičovými substráty, pokrývají se vyhřívací podložky před první depozicí na polovodičové substráty vrstvou kysličníku křemičitého SiOg nebo kysličníku hlinitého AlgO^ typické tloušťky 0,5 až 1 ^um. Polovodičové substráty leží vždy na vrstvě kysličníku¹ křemičitého SiO^ nebo kysličníku hlinitého AlgO-j. Tato ochranná vrstva, spolu s vrstvami kysličníku křemičitého deponovanými samovolně v okolí polovodičových subšti-átů, se periodicky, obvykle jednou týdně, sleptévá v roztocích kyseliny fluorovodíkové a znovu se nanáší. Tato regenerace vyhřívací podložky je nutné proto, že kysličníkové vrstvy se časem z vyhřívací podložky odlupují a znečišťují povrch polovodičových substrátů a dále vzhledem k nestejné velikosti polovodičových substrátů a nemožnosti je uložit do přesně stejného místa by docházelo ke zhoršení tepelného kontaktu mezi substrátem a podložkou. Periodickou regenerací vyhřívací podložky je zároveň zabráněno kontaminaci stykové plochy polovodičových substrátů vyhřívací podložky ať už otěrem nebo difúzí.

Vyhřívací podložky zhotovené z hliníku a jeho slitin se během provozu při teplotách do 500 °C deformují a jsou korodovány v leptadlech, do kterých se odstraňuje vrstva deponovaných kysličníků z vyhřívací podložky, např. v roztocích kyseliny fluorovodíkové. Vyhřívací podložky z grafitu jsou porézní a křehké o relativně nízké tepelné vodivosti, asi

2x nižší hliníku. Vyhřívací podložky z nerez oceli mají 15x nižší tepelnou vodivost než hliníkové.

<·

Podstatou vynálezu je vyhřívací podložka polovodičových substrátů pro chemickou depozici kysličníkových vrstev z plynné fáze do teploty 500 °C, jejíž podstata spočívá v tom, že je zhotovená z mědi pokryté vrstvou 10 až 20ijm niklu a vrstvou 1 až 5 ym platiny nebo rhodia.

Mě3 má zs typických teplot chemické depozice vrstev kysličníku křemičitého nebo kysličníku hlinitého 300 až 500 °C tepelnou vodivost téměř shodnou s tepelnou vodivostí stříbra, tj. nejvyšší ze všech existujících technických materiálů. Tepelná vodivost mědi za teplot 300 až 500 °C je 2x vyšší hliníku, asi 4x vyšší grafitu a asi 30x vyšší nerez oceli. Samotná mě3 se však velmi snadno oxiduje kyslíkem nebo vodní parou, zvláště za vyšších teplot za tvorby kysličníků mědi, které sé při pokojové teplotě z vyhřívací podložky odlupují. Tento problém řeší vynález již uvedenými ochrannými vrstvami. Tyto ochranné vrstvy lze deponovat např. galvanicky. Z uvedených ochranných povlaků je zvlášť výhodné rhodium, jakožto jeden z nejodolnějších kovů vůbec. Ochranné povlaky z rhodia jsou velmi tvrdé, vynikající odolnosti proti oxidaci kyslíkem nebo vodní parou a kyselině fluorovodíkové. Protože střední koeficient lineární tepelné roztažnosti mědi v rozmezí teploty 0 až 500 °C je l,95x vyšší platiny a 2,25x vyšší rhodia, je z hlediska dilatačního přizpůsobení žádousí pokrýt měděnou vyhřívací podložku před depozicí platiny nebo rhodia vrstvou niklu, např. galvanicky.

Střední koeficient lineární tepelná roztažností niklu v rozmezí teploty 0 až 500 ®C je pouze jl,3x nižSimádi. Tímto způsobem mohou být deponovány i silnější ochranná vrstvy platiny nebo rhodia, aniž by praskly.

JJako příklad podložky peliMMgdičových substrátů pro chemickou depozici kysličníkových vrstev z plynné fáze je vyhřívací podložka pro depozici vrstev kysličníku křemičitého na křemíkové substráty při teplotách do 500 °C. Na měděná kruhová desce o tlouštce 5 až 10 mm je galvanicky nanesena- vrstva niklu tloušíky 10 až 30yum a na ni opět galvanicky nanesena vrstva rhodia tloušíky 1 až 5 ^um.

Jiným příkladem jo obdobná vyhřívací podložka pokrytá niklem tloušíky 10 až 30 /um a platinou tloušíky 1 až 5/um. ,

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Vyhřívací podložka polovodičových substrátů pro chemickou depozici kysličníkových

   V vrstev z plynná fáze, vyznačená tím, že je zhotovena z elektrolyticky čistá mědi pokryté vrstvou 10 až 30 yum niklu, na ktoré jo vrstva 1 až 5 ^um rhodia nebo 1 až 5 yum platiny.