DE102006013801A1

DE102006013801A1 - Gaseinlassorgan mit gelochter Isolationsplatte

Info

Publication number: DE102006013801A1
Application number: DE200610013801
Authority: DE
Inventors: Victor Saywell; Martin Dr. Dauelsberg; Johannes KÄPPELER
Original assignee: Aixtron SE
Current assignee: Aixtron SE
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2007-09-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden mindestens einer Schicht auf mindestens einem Substrat, wobei das Substrat (8) auf dem Boden (7) einer in einem Reaktorgehäuse (1) angeordneten Prozesskammer (6) liegt, wobei Prozessgas aus einer die Decke der Prozesskammer bildenden, mit Abstand und parallel zum Boden (7) angeordneten Gasaustrittsplatte (15) austritt, wobei die Gasaustrittsplatte (15) in flächiger Anlage an einer eine Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen (14) aufweisenden Breitseitenwand (13) eines Gaseinlassorgans (2) anliegt, durchlässig für das aus den Gasaustrittsöffnungen (14) austretende Prozessgas und schlechter wärmeleitend als die Breitseitenwand (13) des Gaseinlassorgans (2) ist. Um Maßnahmen anzugeben, um parasitäre Depositionen an der Prozesskammerdecke zu verhindern, wird vorgeschlagen, dass die Gasaustrittsplatte (15) zu den Gasaustrittsöffnungen (14) korrespondierende Gasdurchtrittsöffnungen (19) aufweist, wobei die Durchmesser der Gasdurchtrittsöffnungen (19) größer sind als die Durchmesser der Gasaustrittsöffnungen (14).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden mindestens einer Schicht auf mindestens einem Substrat, wobei das Substrat auf dem Boden einer in einem Reaktorgehäuse angeordneten Prozesskammer liegt, wobei Prozessgase aus einer die Decke der Prozesskammer bildenden, mit Abstand und parallel zum Boden angeordneten Gasaustrittsplatte austritt, wobei die Gasaustrittsplatte in flächiger Anlage an einer eine Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen aufweisenden Breitseitenwand eines Gaseinlassorganes anliegt, durchlässig für das aus den Gasaustrittsöffnungen austretende Prozessgas und schlechter wärmeleitend als die Breitseitenwand des Gaseinlassorganes ist.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 102 11442 A1 vorbekannt. Dort wird ein CVD-Reaktor beschrieben mit einem Reaktorgehäuse und einem im Reaktorgehäuse angeordneten Gaseinlassorgan, welches im Wesentlichen die Form eines Duschkopfes aufweist. Das Gaseinlassorgan besitzt einen inneren Hohlraum, der von oben mit einer Gaszuleitung mit Prozessgas gespeist wird. Die flache Unterseite des Gaseinlassorganes besitzt eine Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen mit einem kleinen Durchmesser. Mit Abstand und in Parallellage zu der Unterseite des Gasauslassorganes ist innerhalb des Reaktorgehäuses ein Suszeptor angeordnet, welcher den Boden der Prozesskammer ausbildet. Der Suszeptor wird von unten mit einer hochfrequenten Strahlung beaufschlagt, um ihn aufzuwärmen. Die spiralförmige Hochfrequenzspule befindet sich in dem Reaktorgehäuse. Nach oben wird die Prozesskammer von einer Gasaustrittsplatte begrenzt, die dort als Diffuserplatte ausgebildet ist. Die Diffuserplatte besitzt eine geringere Wärmeleitfähigkeit als die untere Wandung des Gaseinlassorganes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, um parasitäre Depositionen an der Prozesskammerdecke zu verhindern.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung, wobei jeder Anspruch eine eigenständige Lösung der Aufgabendarstellung mit jedem anderen Anspruch kombinierbar ist.

Der Anspruch 1 sieht zunächst und im Wesentlichen vor, dass die Gasaustrittsplatte eine Vielzahl von Gasdurchtrittsöffnungen aufweist, wobei die Gasdurchtrittsöffnungen räumlich zu den Gasaustrittsöffnungen korrespondieren. Sie liegen insbesondere koaxial zueinander und besitzen jeweils einen kreisrunden Querschnitt. Wesentlich ist, dass der Durchmesser der Gasdurchtrittsöffnungen größer ist als der Durchmesser der Gasaustrittsöffnungen. Es ist somit gewährleistet, dass das Gas, welches aus dem Gaseinlassorgan austritt zunächst eine relativ dünne Gasaustrittsöffnung passiert und dann aufgeweitet wird, indem es eine durchmessergrößere Gasdurchtrittsöffnung der Gasaustrittsplatte passiert. Hierbei erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Material der Gasaustrittsplatte ein thermisch isolierendes Material, beispielsweise Quarz oder Saphir ist. Die Bodenplatte des Gaseinlassorganes kann gekühlt werden. Die vom beheizten Suszeptor ausgehende Wärmestrahlung wird somit von der Gasaustrittsplatte absorbiert. Der Austrittswinkel des Gases beträgt etwa 15 Grad. Der Austrittswinkel kann aber auch geringere der größere Werte annehmen. Die Durchmesser von Gasdurchtrittsöffnung und Gasaustrittsöffnung sind in entsprechender Weise aufeinander abgestimmt. Die axiale Anordnung zweier Öffnungen mit unterschiedlichen Durchmessern hat eine vorteilhafte formgebende Wirkung auf die aus den Austrittsöffnungen austretenden Gasströme, so dass das Schichtwachstum auf dem Substrat homogener erfolgt. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Durchmesser der Gasaustrittsöffnungen etwa 0,6 mm. Die Gasaustrittsöffnungen können aber auch einen kleineren oder einen größeren Durchmesser aufweisen. Die insbesondere mit einem Laserstrahl gebohrten Durchtrittsöffnungen haben einen Durchmesser von ca. 1 mm. Der Durchmesser kann aber auch größer oder klei ner sein. Dies hängt im Wesentlichen von der Materialstärke der Gasaustrittsplatte ab, die 2 oder 3 mm betragen kann. Der Durchmesser der Gasdurchtrittsöffnung wird im Wesentlichen vom Durchmesser der Gasaustrittsöffnung und von der Materialstärke der Gasaustrittsplatte vorgegeben, wenn der Gasaustrittswinkel einen vorbestimmten Wert von beispielsweise 15 Grad haben soll. Die Öffnungswände der Bohrungen sollten scharfkantig sein. Die thermische und geometrische Auslegung der Gasaustrittsplatte ist prozessabhängig. Wesentlich ist aber, dass vermittelst der unterschiedlichen Durchmesser von Gasdurchtrittsöffnung und Gasaustrittsöffnung dem Gasstrom eine optimale Form aufgezwungen wird, so dass sich die Gasströme aus voneinander benachbart liegenden Gasaustrittsöffnungen austretenden Gasströme im Wesentlichen erst unmittelbar oberhalb des Substrates beeinflussen. Hierdurch können die Gasströme strahlartig die Strömungsgrenzschicht oder Diffusionsgrenzschicht oberhalb des Substrates überwinden. Der Materialtransport in die Wachstumszone oberhalb des Substrates ist somit an jedem Ort auf dem Substrat nahezu gleich. Das Gas durchströmt die Prozesskammer in Horizontalrichtung radial nach außen, wo es von einem Gasauslassring gesammelt wird. Auf dem Suszeptor können eine Vielzahl von Substraten angeordnet sein. Der Suszeptor kann aber auch eine Vielzahl von Einzelsubstratträgern tragen, die gegenüber dem Suszeptor rotieren. Auch ist es möglich, den Suszeptor selbst drehanzutreiben. Sowohl die Austrittsöffnungen als auch die Gasdurchtrittsöffnungen haben eine strenge Zylinderform. Die Abstimmung der Durchmesser von Gasdurchtrittsöffnungen und Gasaustrittsöffnungen in Kombination mit der Dicke der unter dem Gaseinlassorgan angeordneten Platte führt zu einer Verminderung einer parasitären Deposition in der Umgebung der Gasaustrittsöffnungen. Ist aufgrund einer besonderen Prozessbedingung ein parasitäres Wachstum im Bereich der Durchtrittsöffnungen nicht zu vermeiden, so kann die Gasaustrittsplatte von Run zu Run gewechselt werden. Hierzu kann die Gasaustrittsplatte mit entsprechenden Schnellwechselhalterungen am Gaseinlassorgan befestigt sein.

Die Gasaustrittsplatte besitzt eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit. Sie ist ein Wärmeisolator. Dies hat zur Folge, dass die Prozesskammerdecke über die Strahlungswärme, die sie von dem geheizten Suszeptor empfängt, eine höhere Temperatur annehmen kann. Dies wiederum hat zur Folge, dass der Temperaturgradient in Vertikalrichtung innerhalb der Prozesskammer flacher verläuft als es beim Stand der Technik der Fall ist. Dies wiederum hat zur Folge, dass auch bei höheren Totaldrücken Abscheidungsprozesse durchgeführt werden können. Die ansonsten insbesondere bei höheren Drücken auftretende Thermophorese wird dadurch merklich vermindert. Diese Thermophoreseeffekte sorgen nämlich dafür, dass sich bestimmte größere Moleküle des Reaktionsgases in Gegenrichtung zur Strömung, also weg vom Suszeptor bewegen. Der verminderte Temperaturgradient steuert dieser wachstumshemmenden Wegbewegung entgegen. Von besonderem Vorteil ist es darüber hinaus, wenn zwei voneinander getrennte Gasvolumina im Gaseinlassorgan vorgesehen sind, die mit voneinander getrennten Gasaustrittsöffnungen mit der Prozesskammer verbunden sind, wobei diese Gasaustrittsöffnungen im Wesentlichen gleichmäßig über die Fläche der Prozesskammerdecke verteilt sind, so dass die unterschiedlichen Gase aus unmittelbar aneinander benachbarten Austrittsöffnungen austreten können. Zufolge der besonderen Wahl der Geometrie der Gasdurchtrittsöffnungen treten die Gasströme rückwirbelfrei aus der Deckenplatte aus. Es treten somit vermindert Gasphasenreaktionen oder Oberflächenreaktionen an der Wandung der Gasaustrittsplatte auf.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 einen grobschematischen Querschnitt eines Reaktors und einer darin angeordneten Prozesskammer mit dem erfindungsgemäßen Gaseinlassorgan,
2 in vergrößerter Darstellung die untere Wandung des Gaseinlassorganes mit darunter angeordneter Gasaustrittsplatte im Bereich einer Gasaustrittsöffnung, und
3 eine Darstellung gemäß 2 mit einem anders gestalteten Gaseinlassorgan (2).
Das Reaktorgehäuse 1 besteht aus Metall und besitzt eine im Wesentlichen kreisscheibenförmige Reaktordecke 3 und einen parallel dazu angeordneten, ebenfalls kreisscheibenförmigen Reaktorgehäuseboden 5. Die Seitenwände des Reaktorgehäuses 1 werden von einer zylinderförmigen Gehäusewand 4 ausgebildet. Mit einer nicht dargestellten Vakuumpumpe kann das Reaktorgehäuse evakuiert werden. In das Reaktorgehäuse 1 führen darüber hinaus Gaszuleitungen hinein. Eine Gaszuleitung 17 fördert das Prozessgas in ein innerhalb des Reaktorgehäuses 1 angeordnetes Gaseinlassorgan 2.
Das Gaseinlassorgan 2 besitzt eine zylinderförmige Gestalt. Die Decke des Gaseinlassgehäuses 11 besitzt eine Kreisscheibengestalt mit einer zentralen Öffnung, in welche die Gaszuleitung mündet. Der Boden des Gaseinlassorganes 2 ist ebenfalls kreisscheibenförmig gestaltet und besitzt eine Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen. Umgeben ist der Hohlraum des Gaseinlassorganes 2 von einer zylinderförmigen Wandung 12.
Unterhalb des aus Graphit bestehenden Suszeptors 7 befindet sich eine HF-Spulenanordnung 16, um den Suszeptor 7 zu beheizen. Alternativ kann auch eine Widerstandsheizung mit Glühwendel oder dergleichen verwendet werden. Die Prozesskammer 6 ist von einem Gasauslassring 9 umgeben, um das die Prozesskammer 6 in Radialrichtung durchströmende Gas abzuleiten. Der Gasauslassring ist mit der nicht dargestellten Vakuumpumpe verbunden.
Innerhalb des Gasvolumens des Gaseinlassorganes 2 befindet sich die schematisch dargestellte Zwischenplatte 10, die für eine gleichmäßige Gasverteilung zu den Gasaustrittsöffnungen 14 sorgt, die sich im Boden 13 des Gaseinlassorganes 2 befinden. Die den Boden des Gaseinlassorganes 2 bildende Bodenplatte 13 besitzt zwei aufeinanderliegende Platten 13', 13''. Zwischen diesen, jeweils aus Metall bestehenden Platten 13', 13'' befinden sich Kühlkanäle 18. Das durch diese Kühlkanäle 18 strömende Kühlmittel, bei dem es sich um eine Flüssigkeit handeln kann, kühlt die Bodenplatte 13, damit sich innerhalb des Gaseinlassorganes 2 keine Kondensate bilden können.
Unterhalb der Bodenplatte 13 befindet sich eine Gasaustrittsplatte 15. Die Gasaustrittsplatte 15 besteht aus Quarz oder Saphir. Wesentlich ist, dass die Gasaustrittsplatte 15 aus einem wärmeisolierenden Material besteht, da die Bodenplatte 13 zufolge ihrer Kühlung 18 erheblich kälter ist als der von der Heizung 16 aufgeheizte Suszeptor 7. Die bevorzugte Wandungsstärke s der Gasaustrittsplatte 15 liegt zwischen 1,5 und 4 mm. Bei einem Prozess zum Wachstum von Indiumphosphit liegt die Wandstärke bei 3 mm. Bei einem Prozess zum Wachstum von Galliumnitrit liegt die Wandstärke bei 2 mm.
Die Gasaustrittsplatte 15 besitzt eine Anzahl von Gasdurchtrittsöffnungen 19, die der Anzahl der Gasaustrittsöffnungen 14 der Bodenplatte 13 entspricht. Die Gasaustrittsöffnungen 14 fluchten mit den Gasdurchtrittsöffnungen 19. Da der Durchmesser d der Gasdurchtrittsöffnungen 19 größer ist als der Durchmesser a der Gasaustrittsöffnungen 14, bildet sich im Übergangsbereich zwischen Gasaustrittsplatte 15 und Bodenplatte 13 eine Stufe. Damit sich eine Stufe bildet, besitzen die Gasdurchtrittsöffnungen 19 scharfkantige Randkanten 19'. Um derartig scharfkantige Randkanten 19' zu fertigen, werden die Gasdurchtrittsöffnungen 19 mittels einer Laserstrahles gebohrt.
Indem das aus den Gasaustrittsöffnungen 14 heraustretende Gas vor dem Eintritt in die Prozesskammer 6 einen Kanal mit einem größeren Durchmesser d passiert, werden die "Gasstrahlen" in eine optimale Form gebracht, so dass sich die Gasströme benachbarter Gasaustrittsöffnungen 14 erst unmittelbar oberhalb des Substrates 8 beeinflussen. Es ist somit möglich, mittels der quer zur Gasabströmrichtung verlaufenden Gaszuströme die Diffusionsgrenzschicht bzw. Strömungsgrenzschicht oberhalb des Substrates 8 zu durchdringen bzw. zu beeinflussen. Zufolge des Temperaturgradienten in Achsrichtung innerhalb der Gasdurchtrittsöffnung 19, wird dort das Gas auch vorgeheizt. Diese Vorheizung des Prozessgases erfolgt aber derartig, dass sich an den Wänden der Gasdurchtrittsöffnungen 19 keine Kondensate bilden.
In der 2 ist ein Austrittswinkel α dargestellt. Die Größe des Austrittswinkels α hängt von dem Durchmesser a der Gasaustrittsöffnung, von dem Durchmesser d der Gasdurchtrittsöffnung 19 und von der Wandungsstärke s der Gasaustrittsplatte 15 ab. In der Regel ist die Materialstärke s der Gasaustrittsplatte 15 von dem in der Prozesskammer 6 durchzuführenden CVD-Prozess abhängig. Der Durchmesser a der Gasaustrittsöffnung ist in der Regel vorgegeben und beträgt zwischen 0,4 und 0,8 mm. Im Ausführungsbeispiel beträgt der Durchmesser a der Gasaustrittsöffnung 14 0,6 mm. Der Durchmesser d der Gasdurchtrittsöffnung 19 ist so gewählt, dass eine gedachte Linie zwischen der Randkante 14' der Gasaustrittsöffnung 14 und der davon entfernten Randkante 19' der Gasdurchtrittsöffnung 19 einen Winkel zur Wandung der Gasdurchtrittsöffnung bzw. zur Achse der beiden Öffnungen 14, 19 besitzt, der der Hälfte des Gasaustrittswinkels α entspricht. Zufolge der koaxialen Anordnung der Öffnungen 14, 19 bildet sich zwischen den beiden benachbart liegenden Randkanten 14' und 19' eine Stufe aus.
Die beiden in der 2 eingezeichneten gedachten Linien, die in der Realität einen Kegel beschreiben, schneiden sich in einem Punkt, der etwa in der Mitte der Gasaustrittsöffnung 14 liegt. Der Schnittpunkt, also die Spitze dieses Kegels, dessen Winkel 15° beträgt, liegt im Ausführungsbeispiel auch in der axialen Mitte der Gasaustrittsöffnung 14, also etwa im Bereich der Berührungsebene der beiden Platten 13', 13''.
Es kommen Gasaustrittswinkel von 10° bis 20°, bevorzugt 12° bis 18° und besonders bevorzugt 14° bis 16° und insbesondere 15° in Betracht. Auch die Materialstärke der Gasaustrittsplatte 15 ist nicht auf 2 mm oder 3 mm beschränkt. Die Gasaustrittsplatte kann Materialstärken zwischen 1 mm und beispielsweise 5 mm aufweisen.
Die Zuführung der Prozessgase in die Prozesskammer 6 erfolgt durch düsenartig wirkende, koaxial hintereinanderliegende Öffnungen 14, 15, deren Durchmesser sich in Stromrichtung vergrößern. Bei einer genügenden Entfernung vom Substrathalter von beispielsweise 16 mm bis 25 mm macht sich die Wirkung der einzelnen Strahlen auf die Schichteigenschaften kaum bemerkbar. Es ist eine homogene Beschichtung möglich. Die aus den einzelnen Gasaustrittsöffnungen austretenden "Jets" relaxieren oberhalb der Diffusionsrandschicht und stoßen dort aneinander, so dass ein Einfluss auf die Schichthomogenität nicht entstehen kann. Etwaige Einflüsse können auch durch einen höheren Totaldruck in der Prozesskammer reduziert werden. Die dort stattfindenden CVD-Prozesse werden bei Totaldrucken zwischen 10 und 1000 Millibar betrieben. Während der Suszeptor 7 auf eine relativ hohe Temperatur geheizt wird, muss das Gaseinlassorgan 2 gekühlt werden. Dies erfolgt mittels der Kühlschlangen 18.
Die sich zufolge der besonderen Gestaltung der Gasaustrittsplatte 15 erweiternden Düsendurchmesser haben zur Folge, dass es im Bereich der Öffnungen zu keinen schädlichen Strömungsabrissen kommt. Eine schädliche Kondensation der Prozessgase in der Gasphase wird somit wirkungsvoll vermieden.
Zufolge des geringen Durchmessers a der Gasaustrittsöffnung hat das Gasdruck eine erheblich höhere Geschwindigkeit als in der durchmessergrößeren Gasdurchtrittsöffnung 19. Die Gasgeschwindigkeit innerhalb der Gasdurchtrittsöffnung 19 ist aber so groß, dass parasitäre Depositionen im Bereich der Stufe zwischen den Randkanten 14', 19' vermieden werden. Unter bestimmten Prozessbedingungen kann es aber dennoch vorkommen, dass benachbart der Durchtrittsöffnungen 19 oder auch im Bereich des Endes der Durchtrittsöffnungen 19 zu einer Beschichtung kommt. In diesem Fall kann die Gasaustrittsplatte 15 nach jedem Run oder einer Vielzahl von Runs ausgetauscht werden. Hierzu ist die Gasaustrittsplatte 15 mit einem Schnellwechselhalter am Gaseinlassorgan 2 befestigt.
Die mit der Bezugsziffer 16 angedeutete Heizung braucht nicht notwendigerweise eine HF-Heizung zu sein. Es kann sich hier auch um eine spiralförmige Heizwicklung handeln, die zufolge eines Stromdurchflusses zum Glühen gebracht wird und durch Aussenden infraroter Strahlung den Suszeptor 7 aufheizt.
In der 3 ist eine Variante eines Gasauslassorganes 2 dargestellt. Dieses Gasauslassorgan 2 besitzt ein oberes Gasvolumen 20, von dem aus Röhrchen 14' ausgehen, die in der Decke der Prozesskammer münden. Diese Röhrchen bilden erste Gasaustrittsöffnungen 14' für das in das Gasvolumen 20 eingeleitete Prozessgas.
Unterhalb dieses ersten Gasvolumens 20 befindet sich ein zweites Gasvolumen 21, welches ebenfalls mit Röhrchen 14 mit der Decke der Prozesskammer verbunden ist. Hierdurch werden zweite Gasaustrittsöffnungen 14 für das zweite Prozessgas ausgebildet, welches in das Gasvolumen 21 eingeleitet wird. Unterhalb des Gasvolumens 21 befindet sich ein weiteres Volumen 22, welches mit einem Kühlwasser gespült wird. Dieses Kühlwasser 22 befindet sich unmittelbar oberhalb der aus einem schlecht wärmeleitfähigen Material bestehenden Gasaustrittsplatte 15.
Mit der insbesondere in der 2 dargestellten besonderen Geometrie der Gasaustrittsöffnung 14 bzw. der Gasdurchtrittsöffnung 19 wird erreicht, dass das Gas durch die Austrittsöffnungen 14, 14' im Wesentlichen wirbelfrei austritt. Eine induzierte Rückströmung des Gases in Richtung auf die Gasaustrittsplatte 15 ist zwar nicht vollständig vermeidbar. Sie wird jedoch durch die angegebenen Merkmale reduziert. Zur Reduktion dieser Rückströmung trägt darüber hinaus auch der verminderte vertikale Temperaturgradient innerhalb der Prozesskammer 7 bei, da dadurch Thermophoreseeffekte vermieden werden. Dies hat zur Folge, dass das Kristallwachstum auch bei höheren Totaldrücken stattfinden kann. Beispielsweise kann der Prozess bei Atmosphärendruck durchgeführt werden.
In der Regel bilden sich auf der zur Prozesskammerunterseite weisenden Wandung der Gasaustrittsplatte 15 parasitäre Belegungen, die vor dem nächsten Prozessschritt entfernt werden müssen. Dies erfolgt in einem Ätzschritt. Hierzu wird ein reaktives Gas, beispielsweise ein Halogenwasserstoff, beispielsweise HCl, in die Prozesskammer eingeleitet. Dieses trockene HCl bewirkt eine Reaktion mit den metallischen Rückständen auf der Oberfläche der Gasaustrittsplatte 15. Die sich dadurch bildenden Metallchloride werden gasförmig abgeführt. Es ist somit ein In-Situ-Ätzen möglich.
Die Gasaustrittsplatte 15 bildet ganz allgemein eine Prozesskammerdeckenplatte. Im Ausführungsbeispiel wird die Prozesskammerdecke von dem Gaseinlassorgan ausgebildet.
Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.

Claims

Vorrichtung zum Abscheiden mindestens einer Schicht auf mindestens einem Substrat, wobei das Substrat (8) auf dem Boden (7) einer in einem Reaktorgehäuse (1) angeordneten Prozesskammer (6) liegt, wobei Prozessgase aus einer die Decke der Prozesskammer bildenden, mit Abstand und parallel zum Boden (7) angeordneten Gasaustrittsplatte (15) austritt, wobei die Gasaustrittsplatte (15) in flächiger Anlage an einer eine Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen (14) aufweisenden Breitseitenwand (13) eines Gaseinlassorganes (2) anliegt, durchlässig für das aus den Gasaustrittsöffnungen (14) austretende Prozessgas und schlechter wärmleitend als die Breitseitenwand (13) des Gaseinlassorganes (2) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasaustrittsplatte (15) zu den Gasaustrittsöffnungen (14) korrespondierende Gasdurchtrittsöffnungen (19) aufweist, wobei die Durchmesser der Gasdurchtrittsöffnungen (19) größer sind als die Durchmesser der Gasaustrittsöffnungen (14).
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser (a) der Gasaustrittsöffnungen (14) zwischen 0,4 mm und 1 mm betragen.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser (d) der Gasdurchtrittsöffnungen (19) zwischen 0,6 mm und 1,5 mm betragen.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnungen (19) einen kreisrunden Querschnitt aufweisen und koaxial zu den ebenfalls einen kreisrunden Querschnitt aufweisenden Gasaustrittsöffnungen (14) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die zum von einem Suszeptor (7) gebildeten Boden der Prozesskammer (6) weisenden Wandung (13) des Gaseinlassorganes (2) aus Metall besteht und die unmittelbar darunter angeordnete Gasaustrittsplatte (15) aus Quarz besteht.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Gasaustrittsplatte (15) zwischen 1 mm und 4 mm, bevorzugt 2 mm oder 3 mm, beträgt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (d) der Gasdurchtrittsöffnungen (19) und die Materialstärke (s) der Gasaustrittsplatte derart an den Durchmesser (a) der Gasaustrittsöffnungen (14) angepasst ist, dass der Austrittswinkel (α) zwischen 12 und 18 Grad, bevorzugt ca. 15 Grad, beträgt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungsränder (19') der Gasdurchtrittsöffnungen scharfkantig sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasdurchtrittsöffnungen (19) mit einem Laserstrahl gebohrt sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die an ihrer zum Gaseinlassorgan (2) hinweisenden Seite gekühlte Gasaustrittsplatte (15) aus einem wärmeisolierenden Werkstoff besteht.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Gaseinlassorgan (2) voneinander getrennte Volumina (20, 21) aufweist, denen individuelle Gasaustrittsöffnungen (14, 14') zugeordnet sind, wobei die Austrittsöffnungen (14, 14') jeweils gleichmäßig über die Gasaustrittsfläche verteilt angeordnet sind.