CS255939B1 - Růstová kazeta na produktivní přípravu epitaxníoh vsrtev z kapalná fáze - Google Patents

Abstract

Řešení ee týká přípravy epitaxníoh vrstev z kapalná fáze a řeší konstrukci růstová kazety pro jejich hromadnou výrobu. Nově je řešen zejmána vnitřní prostor růstová kazety, který je opatřen první přepážkou oddělujíoí prostor víka od vlastního tělesa růstové kazety, vs které je zásobník taveniny a fcomora pro podložky. První přepážka umožňuje filtraci taveniny do prostoru víka přes filtraění štěrbinu a řízené nastavení přesycení příp. nedosyoení taveniny před zalitím na podložku. Uvedená řešení vede ke zlepšení reprodukovatelnosti této technologie při vícenásobném použití taveniny a lepší kontrole vlastního růstového procesu.

Description

Vynález se týká růstové kazety na produktivní přípravu epltaxnlch vrstev z kapalné fáze pro výrobu monokrystal ických vrstev polovodičových sloučenin a tuhých roztoků.

V případě, je-· 11 nutné provádět růst struktur ·v kvaziuzavřeném růstovém systému, jsou známé tři způsoby řešeni.

V prvém byla navržena křemenná lodička, ve které se podložky pro epitaxnl růst fixovaly křemennými vložkami navléknutými na křemenném šroubu, který současně přitahoval boční stěnu lodičky k hlavnímu tělesu lodičky. Tavenina se pak zalévala na podložky otáčením celé lodičky kolem vlastni podélné osy..Toto < originální řešeni má několik nedostatků. Na podložkách vždy zůstávají stopy po fixačních křemenných vložká ch, které komplikují proces následného fototltografl ckého zpracováni struktur. Pále je velmi obtížné v této konstrukci zajistit přesně stejnou mezeru na taveniny pro všechny použité podložky a tím 1 stejnou tloušlku epltaxnlch vrstev. Třetím nedostatkem je poměrně malá dosedová plocha mezi hlavním tělesem lodičky a bočním uzávěrem, což vede k snadnému narušeni hermetlčnostl vnitřního prostoru růstové kazety. Druhé řešení růstové kazety kvazíuzavřeného typu pro hromadnou přípravu epltaxnlch struktur je chráněno čs. autorským osvědčením č. 198 352.

V->.···'·· .·. Tento návrh řeší hromadnou přípravu epltaxnlch struktur v zatavené ampuli na podložkách, které jsou v průběhu růstu umístěny horizontálně na nosných křemenných destičkách šikmo pod sebou. Zaliti taveniny ze zásobníků je docíleno sklopením’ pece okolo její příčné osy o požadovaný úhel cca 30 až 60°. Nedostatkem tohoto řešeni je, Že pracuje se •Sklopnou p®d, která není komerčně dostupná. Třetí řešeni vyu255939 živá růstové kazety zhotovené z křemene, v niž vertikálně umístěné podložky jsou orientovány příčně vzhledem k podélné ose pece a prostor pro tavenlnu je vytvořen rovnoběžně s prostorem pro podložky. Zaléváni taveniny je provedeno rotaci lodičky o 180°. Za hlavni nedostatek této konstrukce lze považovat skutečnost, že ani zde není možné při vícenásobném použiti taveniny.jednoduše zajistit její stejné složeni. Kromě toho je tato lodička realizačně poměrně složitá.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje růstová kazeta na produktivní přípravu epltaxnlch vrstev z kapalné fáze podle vynálezu, kde těleso růstové kazety je od vnitřního prostoru vlka odděleno první přepážkou, ve které je vytvořena nad zásobníkem taveniny filtrační Štěrbina a nad komorou pro podložky nejméně jeden přelévac1 otvor.

Řešeni růstové kazety podle vynálezu má několik výhod. Filtraci taveniny od sytících materiálů dávkovaných v přebytku je zaručeno konstantní složeni taveniny pro daný teplotně časový režim provedeni přípravy epltaxnlch struktur. Po přemístěni filtrované taveniny do prostoru vlka růstové kazety lze měnit počáteční přesyceni nebo nedosycení taveniny změnou teplotně časového režimu procesu přípravy epltaxnlch struktur. Opatřením horní části zásobníku pro tavenlnu otvorem pro průchod plynné fáze vnitřním prostorem růstové kazety lze její aplikační možnostirozšlř1t o přípravu struktur vyžadujících redukční atmosféru nebo tzv. plynné legováni. Realizace této růstové kazety je poněkud jednodušší než u jiných známých řešeni .

Na přiloženém výkresu je znázorněna konstrukce růstové kazety podle vynálezu»

Růstová kazetaseskládá z tělesa 1_ a v1 ka 2» Těleso V je druhou přepážkou 12 rozděleno na zásobník 6. taveniny a komoru 7 pro podložky. Zásobní k <5 taveniny může být opatřen otvory 11 pro přívod ochranné atmosféry. Po obvodě tělesa 1. je vytvořena první hermetizačni pří ruba 8. Víko 2, je tvořeno první přepážkou 3y vnějším pláštěm 13 a druhou hermetlzačnl *· 3 ·· přírubou 9. v první přepážce 3. í^e vytvořena filtrační Štěrbina a nejméně jeden přelévad otvor £, který je umístěn nad komorou £ pro podložky. Těleso 1. a víko 2 růstové kazety jsou spojeny grafitovými nebo křemennými Šrouby a matkami, které spojovacími procházejí otvory 10.

k

Růstová kazeta pracuje následuj íc1m způsobem. Do zásobníku 6 taveniny jsou umístěny složky tvořící tavenlnu, přičemž do komory £ jsou na křemenném nebo grafitovém nosníku umístěny podložky pro růst epltaxnich vrstev. Tyto podložky jsou k nosným destičkám přilepeny galiem. Po uzavřeni rétové kazety, například křemennými Šrouby s maticemi nebo křemennými klíny, je růstová kazeta umístěna do reaktoru, přes který je propouštěna ochranná atmosféra, například argon. Př1 zadané teplotě je prováděna homogenizace taveniny do jejího nasyceni přidanými látkami. Otočením růstové kazety kolem jej1 podélné osy o 180° je tavenina při průchodu přes filtrační Štěrbinu 4 odf1Itrována od nerozpuštěných složek do prostoru v1ka 2 růstové kazety. Otočením růstové kazety o dalších 180° je tavenina zalita do komory 7 pro podložky přelévadml otvory 5.

Pro zaléváni podložek taveninou jsou technologicky nejvýhodnějši dva přelévad otvory 5. Při konkrétní realizaci však může být přelévad otvor 5 vytvořen nad celým prostorem komory 7, pro podložky.

o.. . '

V procesu chlazeni pece je pěstována epitaxnl vrstva na všech podložkách. Tento růst může být ukončen dalším pootočením růstové kazety o 180°, kdy přebytečná tavenina vyteče zpět do prostoru vlka £ růtově kazety, v případě, kdy je do růstové kazety nutné zajistit přístup ochranné atmosféry z reaktoru, například pro přirůst struktur z GaAs, lze toho dosáhnout pomoci otvorů 11 pro přívod ochranné atmosféry.

Navržené zařízeni může být použito kromě přípravy polovo- . 3' 5 díčů A B a tuhých roztoků na jejích základě i k přípravě epl2 6 taxni ch vrstev křemíku, polovodičů A B případně nepolovodlčových materiálů.

Claims (2)

1. Růstová kazeta na produktivní přípravu epitaxnlch vrstev z kapalné .fáze, která se skládá z tělesa a víka, přičemž v tělese je vytvořena komora pro podložky a zásobník taveniny, se vyznačuje tim, že těleso /1/ je>od vnitřního prostoru vlka /2/ odděleno prvni přepážkou /3/, která je nad •zásobníkem /6/ taveniny opatřena filtrační §těrbino*u /4/, zatímco nad komorou /7/ pro poJložky je vytvořen nejméně jeden přelévaci otvor /5/,

2. Růstová kazeta na produktivní přípravu epitaxnlch vrstev z kapalné fáze podle bodu 1, se vyznačuje tim, Že v horní části zásobníku /6/ taveniny je vytvořen nejméně jeden otvor /11/ pro přívod ochranné atmosféry.